跨链桥

随着一层网络 (l1) 区块链和二层网络 (l2) 扩容解决方案的激增，以及越来越多去中心化应用 (dapp) 走向跨链，跨链通信和资产转移的需求已成为网络基础设施的重要组成部分。存在不同类型的跨链桥来帮助实现这一目标。

跨链桥的需求

跨链桥的存在是为了连接区块链网络。它们实现了区块链之间的连通性和互操作性。

区块链存在于孤立的环境中，这意味着区块链无法自然地与其他区块链进行交易和通信。因此，尽管一个生态系统内可能存在大量的活动和创新，但由于缺乏与其他生态系统的连通性和互操作性，它受到了限制。

跨链桥为孤立的区块链环境提供了一种相互连接的方式。它们在区块链之间建立了一条传输路线，代币、消息、任意数据甚至智能合约调用都可以通过这条路线从一条链转移到另一条链。

跨链桥的优势

简而言之，跨链桥允许区块链网络之间交换数据和转移资产，从而解锁了众多用例。

区块链在构建应用方面有着独特的优势、劣势和方法（例如速度、吞吐量、成本等）。跨链桥使区块链能够利用彼此的创新，从而有助于整个加密货币生态系统的发展。

对于开发者而言，跨链桥能够实现以下功能：

跨链转移任何数据、信息和资产。
为协议解锁新功能和用例，因为跨链桥扩展了协议可提供内容的设计空间。例如，最初部署在以太坊主网上的流动性挖矿协议可以跨所有兼容 EVM 的链提供流动性池。
利用不同区块链优势的机会。例如，开发者可以通过在汇总 (rollups) 和侧链上部署他们的 dapp 来受益于不同二层网络 (l2) 解决方案提供的较低费用，并且用户可以在它们之间进行跨链。
来自不同区块链生态系统的开发者之间进行协作以构建新产品。
吸引来自不同生态系统的用户和社区使用他们的 dapp。

跨链桥如何工作？

虽然有许多跨链桥设计类型 (opens in a new tab)，但促进资产跨链转移的三种方式最为突出：

锁定并铸造 – 在源链上锁定资产，并在目标链上铸造资产。
销毁并铸造 – 在源链上销毁资产，并在目标链上铸造资产。
原子兑换 – 与另一方将源链上的资产兑换为目标链上的资产。

跨链桥类型

跨链桥通常可以分为以下几类：

原生跨链桥 – 这些跨链桥通常是为了引导特定区块链上的流动性而构建的，使用户更容易将资金转移到该生态系统中。例如，Arbitrum 跨链桥 (opens in a new tab)的构建是为了方便用户从以太坊主网跨链到 Arbitrum。其他此类跨链桥包括 Polygon PoS 跨链桥、Optimism 网关 (opens in a new tab)等。
基于验证者或预言机的跨链桥 – 这些跨链桥依赖于外部验证者集或预言机来验证跨链转账。示例：Multichain 和 Across。
通用消息传递跨链桥 – 这些跨链桥可以跨链转移资产，以及消息和任意数据。示例：Axelar、LayerZero 和 Nomad。
流动性网络 – 这些跨链桥主要侧重于通过原子兑换将资产从一条链转移到另一条链。通常，它们不支持跨链消息传递。示例：Connext 和 Hop。

需要考虑的权衡

对于跨链桥，没有完美的解决方案。相反，只有为了实现某个目的而做出的权衡。开发者和用户可以根据以下因素评估跨链桥：

安全性 – 谁来验证系统？由外部验证者保护的跨链桥通常不如由区块链验证者在本地或原生保护的跨链桥安全。
便利性 – 完成一笔交易需要多长时间，用户需要签署多少笔交易？对于开发者来说，集成一个跨链桥需要多长时间，过程有多复杂？
连通性 – 跨链桥可以连接哪些不同的目标链（即汇总、侧链、其他一层网络区块链等），集成一个新的区块链有多难？
传递更复杂数据的能力 – 跨链桥能否实现消息和更复杂的任意数据的跨链转移，还是仅支持跨链资产转移？
成本效益 – 通过跨链桥跨链转移资产需要多少成本？通常，跨链桥会根据 Gas 成本和特定路线的流动性收取固定或可变费用。根据确保其安全性所需的资金来评估跨链桥的成本效益也至关重要。

从宏观层面来看，跨链桥可以分为受信任和无须信任两类。

受信任 – 受信任的跨链桥由外部验证。它们使用一组外部验证者（具有多重签名的联盟、多方计算系统、预言机网络）跨链发送数据。因此，它们可以提供出色的连通性，并实现完全通用的跨链消息传递。它们在速度和成本效益方面也往往表现良好。这是以安全性为代价的，因为用户必须依赖跨链桥的安全性。
无须信任 – 这些跨链桥依赖于它们所连接的区块链及其验证者来转移消息和代币。它们是“无须信任”的，因为它们没有增加新的信任假设（除了区块链本身之外）。因此，无须信任的跨链桥被认为比受信任的跨链桥更安全。

要根据其他因素评估无须信任的跨链桥，我们必须将它们细分为通用消息传递跨链桥和流动性网络。

通用消息传递跨链桥 – 这些跨链桥在安全性和跨链转移更复杂数据的能力方面表现出色。通常，它们在成本效益方面也不错。然而，这些优势通常是以轻客户端跨链桥（例如：IBC）的连通性为代价的，并且对于使用欺诈证明的乐观跨链桥（例如：Nomad）来说，会带来速度上的劣势。
流动性网络 – 这些跨链桥使用原子兑换来转移资产，并且是本地验证的系统（即，它们使用底层区块链的验证者来验证交易）。因此，它们在安全性和速度方面表现出色。此外，它们被认为具有较高的成本效益，并提供良好的连通性。然而，主要的权衡是它们无法传递更复杂的数据——因为它们不支持跨链消息传递。

跨链桥的风险

跨链桥在去中心化金融 (DeFi) 最大的黑客攻击事件 (opens in a new tab)中占据了前三名，并且仍处于发展的早期阶段。使用任何跨链桥都带有以下风险：

智能合约风险 – 虽然许多跨链桥已成功通过审计，但智能合约中的一个缺陷就足以使资产暴露于黑客攻击之下（例如：Solana 的 Wormhole 跨链桥 (opens in a new tab)）。
系统性金融风险 – 许多跨链桥使用封装资产在新链上铸造原始资产的规范版本。这使生态系统面临系统性风险，正如我们所看到的封装版本代币被利用的事件。
交易对手风险 – 一些跨链桥采用受信任的设计，要求用户依赖于验证者不会串通窃取用户资金的假设。用户需要信任这些第三方参与者，这使他们面临诸如跑路 (rug pulls)、审查和其他恶意活动等风险。
未解决的问题 – 鉴于跨链桥处于发展的初级阶段，关于跨链桥在不同市场条件下（如网络拥堵时期）以及在不可预见的事件（如网络级攻击或状态回滚）期间将如何表现，还有许多悬而未决的问题。这种不确定性带来了一定的风险，其程度仍然未知。

dapp 如何使用跨链桥？

以下是开发者可以考虑的关于跨链桥以及将其 dapp 跨链的一些实际应用：

集成跨链桥

对于开发者来说，有许多方法可以添加对跨链桥的支持：

构建你自己的跨链桥 – 构建一个安全可靠的跨链桥并不容易，特别是如果你采取更加信任最小化的路线。此外，它需要与可扩展性和互操作性研究相关的多年经验和技术专长。另外，它还需要一个实干的团队来维护跨链桥并吸引足够的流动性以使其切实可行。
向用户展示多个跨链桥选项 – 许多 dapp 要求用户拥有其原生代币才能与之交互。为了使用户能够获取他们的代币，他们在网站上提供不同的跨链桥选项。然而，这种方法只是解决问题的权宜之计，因为它让用户离开了 dapp 界面，并且仍然需要他们与其他 dapp 和跨链桥进行交互。这是一种繁琐的用户引导体验，并且增加了犯错的可能性。
集成一个跨链桥 – 这种解决方案不需要 dapp 将用户发送到外部跨链桥和去中心化交易所 (DEX) 界面。它允许 dapp 改善用户引导体验。然而，这种方法也有其局限性：
- 评估和维护跨链桥既困难又耗时。
- 选择一个跨链桥会产生单点故障和依赖性。
- dapp 受到跨链桥功能的限制。
- 仅靠跨链桥可能不够。dapp 可能需要 DEX 来提供更多功能，例如跨链兑换。
集成多个跨链桥 – 这种解决方案解决了与集成单个跨链桥相关的许多问题。然而，它也有局限性，因为集成多个跨链桥会消耗资源，并为开发者带来技术和沟通上的开销——而开发者是加密货币领域最稀缺的资源。
集成跨链桥聚合器 – dapp 的另一个选择是集成跨链桥聚合解决方案，使它们能够访问多个跨链桥。跨链桥聚合器继承了所有跨链桥的优势，因此不受任何单一跨链桥功能的限制。值得注意的是，跨链桥聚合器通常负责维护跨链桥集成，这使得 dapp 免于处理跨链桥集成的技术和运营方面的麻烦。

话虽如此，跨链桥聚合器也有其局限性。例如，虽然它们可以提供更多跨链桥选项，但市场上通常还有许多聚合器平台上未提供的跨链桥。此外，就像跨链桥一样，跨链桥聚合器也面临智能合约和技术风险（更多的智能合约 = 更多的风险）。

如果 dapp 走集成跨链桥或聚合器的路线，根据集成的深度，会有不同的选项。例如，如果只是为了改善用户引导体验的前端集成，dapp 会集成小部件 (widget)。然而，如果集成是为了探索更深层次的跨链策略，如质押、流动性挖矿等，dapp 则会集成 SDK 或 API。

在多条链上部署 dapp

要在多条链上部署 dapp，开发者可以使用 Alchemy (opens in a new tab)、Hardhat (opens in a new tab)、Moralis (opens in a new tab) 等开发平台。通常，这些平台带有可组合的插件，可以使 dapp 实现跨链。例如，开发者可以使用 hardhat-deploy 插件 (opens in a new tab)提供的确定性部署代理。

示例：

监控跨链合约活动

要监控跨链合约活动，开发者可以使用子图 (subgraphs) 和 Tenderly 等开发者平台来实时观察智能合约。此类平台还拥有为跨链活动提供更强大数据监控功能的工具，例如检查合约发出的事件 (opens in a new tab)等。