跨鏈橋

隨著第一層 (L1) 區塊鏈與第二層 (L2) 擴容解決方案的激增，加上越來越多去中心化應用程式 (dapp) 走向跨鏈，跨鏈通訊與資產轉移的需求已成為網路基礎設施中不可或缺的一部分。不同類型的跨鏈橋應運而生，以協助實現這一目標。

跨鏈橋的需求

跨鏈橋的存在是為了連接區塊鏈網路。它們實現了區塊鏈之間的連通性與互操作性。

區塊鏈存在於孤立的環境中，這意味著區塊鏈無法自然地與其他區塊鏈進行交易和通訊。因此，儘管一個生態系統內可能有大量的活動與創新，但由於缺乏與其他生態系統的連通性與互操作性，其發展會受到限制。

跨鏈橋為孤立的區塊鏈環境提供了一種相互連接的方式。它們在區塊鏈之間建立了一條傳輸路線，使代幣、訊息、任意資料，甚至智能合約呼叫都能從一條鏈傳輸到另一條鏈。

跨鏈橋的優勢

簡而言之，跨鏈橋允許區塊鏈網路之間交換資料和轉移資產，從而解鎖了無數的使用案例。

區塊鏈在建立應用程式方面有其獨特的優勢、劣勢和方法（例如速度、吞吐量、成本等）。跨鏈橋使區塊鏈能夠利用彼此的創新，從而有助於整體加密貨幣生態系統的發展。

對於開發者而言，跨鏈橋能實現以下功能：

跨鏈傳輸任何資料、資訊與資產。
為協定解鎖新功能與使用案例，因為跨鏈橋擴展了協定可提供服務的設計空間。例如，最初部署在以太坊主網上的收益農耕協定，可以跨所有相容 EVM 的鏈提供流動性池。
利用不同區塊鏈優勢的機會。例如，開發者可以透過在匯總和側鏈上部署他們的去中心化應用程式 (dapp)，從不同第二層 (L2) 解決方案提供的較低費用中獲益，而使用者則可以在這些鏈之間進行橋接。
來自各種區塊鏈生態系統的開發者之間可以協作建立新產品。
吸引來自各種生態系統的使用者與社群使用他們的去中心化應用程式 (dapp)。

跨鏈橋如何運作？

雖然有許多跨鏈橋設計類型 (opens in a new tab)，但有三種促進資產跨鏈轉移的方式最為突出：

鎖定與鑄造 – 在來源鏈上鎖定資產，並在目標鏈上鑄造資產。
銷毀與鑄造 – 在來源鏈上銷毀資產，並在目標鏈上鑄造資產。
原子兌換 – 與另一方將來源鏈上的資產兌換為目標鏈上的資產。

跨鏈橋類型

跨鏈橋通常可以分為以下幾類：

原生跨鏈橋 – 這些跨鏈橋通常是為了引導特定區塊鏈上的流動性而建立的，讓使用者更容易將資金轉移到該生態系統中。例如，Arbitrum 跨鏈橋 (opens in a new tab)的建立是為了方便使用者從以太坊主網橋接至 Arbitrum。其他類似的跨鏈橋包括 Polygon 權益證明 (PoS) 跨鏈橋、Optimism Gateway (opens in a new tab) 等。
基於驗證者或預言機的跨鏈橋 – 這些跨鏈橋依賴外部驗證者集合或預言機來驗證跨鏈轉移。範例：Multichain 與 Across。
通用訊息傳遞跨鏈橋 – 這些跨鏈橋可以跨鏈傳輸資產，以及訊息和任意資料。範例：Axelar、LayerZero 與 Nomad。
流動性網路 – 這些跨鏈橋主要專注於透過原子兌換將資產從一條鏈轉移到另一條鏈。一般而言，它們不支援跨鏈訊息傳遞。範例：Connext 與 Hop。

需要考慮的權衡

對於跨鏈橋而言，沒有完美的解決方案。相反地，只有為了達成目的而做出的權衡。開發者與使用者可以根據以下因素來評估跨鏈橋：

安全性 – 誰來驗證系統？由外部驗證者保護的跨鏈橋，通常不如由區塊鏈驗證者在本地或原生保護的跨鏈橋安全。
便利性 – 完成一筆交易需要多長時間？使用者需要簽署多少筆交易？對開發者而言，整合一個跨鏈橋需要多長時間？過程有多複雜？
連通性 – 跨鏈橋可以連接哪些不同的目標鏈（即匯總、側鏈、其他第一層區塊鏈等）？整合一條新區塊鏈有多困難？
傳遞更複雜資料的能力 – 跨鏈橋能否實現跨鏈傳輸訊息與更複雜的任意資料，還是僅支援跨鏈資產轉移？
成本效益 – 透過跨鏈橋跨鏈轉移資產需要多少成本？通常，跨鏈橋會根據燃料成本與特定路線的流動性收取固定或變動費用。根據確保其安全性所需的資金來評估跨鏈橋的成本效益也至關重要。

從高層次來看，跨鏈橋可以分為受信任與無須信任兩類。

受信任 – 受信任的跨鏈橋由外部驗證。它們使用一組外部驗證者（具有多重簽名的聯盟、多方運算系統、預言機網路）來跨鏈傳送資料。因此，它們可以提供極佳的連通性，並實現完全通用的跨鏈訊息傳遞。它們在速度與成本效益方面也往往表現良好。這是以安全性為代價的，因為使用者必須依賴跨鏈橋的安全性。
無須信任 – 這些跨鏈橋依賴它們所連接的區塊鏈及其驗證者來傳輸訊息與代幣。它們是「無須信任」的，因為它們沒有增加新的信任假設（除了區塊鏈本身之外）。因此，無須信任的跨鏈橋被認為比受信任的跨鏈橋更安全。

為了根據其他因素評估無須信任的跨鏈橋，我們必須將它們細分為通用訊息傳遞跨鏈橋與流動性網路。

通用訊息傳遞跨鏈橋 – 這些跨鏈橋在安全性與跨鏈傳輸更複雜資料的能力方面表現出色。通常，它們的成本效益也不錯。然而，這些優勢通常是以輕客戶端跨鏈橋（例如：IBC）的連通性為代價，以及使用詐欺證明的樂觀跨鏈橋（例如：Nomad）在速度上的缺點為代價。
流動性網路 – 這些跨鏈橋使用原子兌換來轉移資產，並且是本地驗證的系統（即它們使用底層區塊鏈的驗證者來驗證交易）。因此，它們在安全性與速度方面表現出色。此外，它們被認為具有較高的成本效益，並提供良好的連通性。然而，主要的權衡是它們無法傳遞更複雜的資料——因為它們不支援跨鏈訊息傳遞。

跨鏈橋的風險

跨鏈橋佔了去中心化金融 (DeFi) 史上前三大駭客攻擊事件 (opens in a new tab)，且目前仍處於發展的早期階段。使用任何跨鏈橋都伴隨著以下風險：

智能合約風險 – 雖然許多跨鏈橋已成功通過稽核，但只要智能合約中存在一個漏洞，資產就可能暴露在駭客攻擊的風險中（例如：Solana 的 Wormhole 跨鏈橋 (opens in a new tab)）。
系統性金融風險 – 許多跨鏈橋使用包裝資產在新鏈上鑄造原始資產的規範版本。這會使生態系統暴露於系統性風險中，正如我們所見，包裝版本的代幣曾遭到利用。
交易對手風險 – 某些跨鏈橋採用受信任的設計，要求使用者依賴驗證者不會串通竊取使用者資金的假設。使用者需要信任這些第三方參與者，這使他們暴露於捲款潛逃 (rug pull)、審查制度與其他惡意活動等風險中。
未解決的問題 – 鑑於跨鏈橋正處於發展的初期階段，關於跨鏈橋在不同市場條件下（例如網路壅塞時，以及在網路層級攻擊或狀態回滾等不可預見的事件期間）將如何表現，仍有許多未解之謎。這種不確定性帶來了某些風險，其程度仍是未知數。

去中心化應用程式 (dapp) 如何使用跨鏈橋？

以下是開發者在考慮跨鏈橋以及將其去中心化應用程式 (dapp) 跨鏈時，可以參考的一些實際應用：

整合跨鏈橋

對於開發者而言，有許多方法可以新增對跨鏈橋的支援：

建立自己的跨鏈橋 – 建立一個安全可靠的跨鏈橋並不容易，特別是如果您採取更信任最小化的路線。此外，這需要多年的經驗以及與可擴展性和互操作性研究相關的技術專業知識。另外，還需要一個實踐團隊來維護跨鏈橋並吸引足夠的流動性以使其可行。
向使用者展示多種跨鏈橋選項 – 許多去中心化應用程式 (dapp)要求使用者擁有其原生代幣才能與之互動。為了讓使用者能夠存取他們的代幣，他們在其網站上提供不同的跨鏈橋選項。然而，這種方法只是解決問題的權宜之計，因為它會讓使用者離開 dapp 介面，並且仍然需要他們與其他 dapp 和跨鏈橋互動。這是一種繁瑣的入門引導體驗，並增加了犯錯的機會。
整合單一跨鏈橋 – 這種解決方案不需要 dapp 將使用者引導至外部跨鏈橋和去中心化交易所 (DEX) 介面。它允許 dapp 改善使用者的入門引導體驗。然而，這種方法有其局限性：
- 評估與維護跨鏈橋既困難又耗時。
- 選擇單一跨鏈橋會產生單點故障與依賴性。
- dapp 會受到跨鏈橋功能的限制。
- 單靠跨鏈橋可能不夠。dapp 可能需要 DEX 來提供更多功能，例如跨鏈兌換。
整合多個跨鏈橋 – 這種解決方案解決了許多與整合單一跨鏈橋相關的問題。然而，它也有局限性，因為整合多個跨鏈橋會消耗資源，並為開發者帶來技術與通訊上的負擔——而開發者是加密貨幣領域中最稀缺的資源。
整合跨鏈橋聚合器 – dapp 的另一個選項是整合跨鏈橋聚合解決方案，讓它們能夠存取多個跨鏈橋。跨鏈橋聚合器繼承了所有跨鏈橋的優勢，因此不受任何單一跨鏈橋功能的限制。值得注意的是，跨鏈橋聚合器通常會維護跨鏈橋的整合，這省去了 dapp 必須隨時掌握跨鏈橋整合的技術與營運層面的麻煩。

話雖如此，跨鏈橋聚合器也有其局限性。例如，雖然它們可以提供更多跨鏈橋選項，但市場上通常還有許多聚合器平台上未提供的跨鏈橋。此外，就像跨鏈橋一樣，跨鏈橋聚合器也暴露在智能合約與技術風險中（更多智能合約 = 更多風險）。

如果 dapp 選擇整合跨鏈橋或聚合器的路線，根據整合的深度，會有不同的選項。例如，如果只是為了改善使用者入門引導體驗的前端整合，dapp 會整合小工具 (widget)。然而，如果整合是為了探索更深層的跨鏈策略，如質押、收益農耕等，dapp 則會整合 SDK 或 API。

在多條鏈上部署去中心化應用程式 (dapp)

為了在多條鏈上部署 dapp，開發者可以使用 Alchemy (opens in a new tab)、Hardhat (opens in a new tab)、Moralis (opens in a new tab) 等開發平台。通常，這些平台配有可組合的外掛程式，能讓 dapp 實現跨鏈。例如，開發者可以使用 hardhat-deploy 外掛程式 (opens in a new tab)提供的確定性部署代理。

範例：

監控跨鏈合約活動

為了監控跨鏈合約活動，開發者可以使用子圖 (subgraphs) 與 Tenderly 等開發者平台來即時觀察智能合約。這類平台還擁有為跨鏈活動提供更強大資料監控功能的工具，例如檢查合約發出的事件 (opens in a new tab)等。