原文作者：企業以太坊聯盟（EEA）社區項目L2 標準工作組Andreas Freund

編譯：Kyle，DeFi之道

我們生活在一個多鏈的世界，數十億美元的資產價值鎖定在100 多條鏈上。而這些區塊鏈資產的所有者的行為就像他們在傳統金融中的資產一樣：他們正在尋找套利機會來賺錢。然而，與傳統金融世界不同，在傳統金融世界中，一個國家的資產可以在另一個國家的套利活動中使用，而無需通過可信賴的中介機構轉移資產，同樣的方法在很長一段時間內對區塊鏈都不起作用，原因有以下三個：

  1. 區塊鏈不能相互溝通，
  2. 由於公共區塊鏈的無信任性質，在特定區塊鏈上進行套利需要所有相關資產都存在於該區塊鏈上，
  3. 並且在無信任區塊鏈之間沒有傳統金融中可信賴的中介。

為了解決區塊鏈上資本效率低下的問題，並在此過程中賺錢，有進取心的個人創建了區塊鏈橋樑來應對這三個挑戰，並開始將區塊鏈生態系統連接在一起——是的，你現在可以在以太坊上交易比特幣。當然，跨鏈橋也可以用於其他類型的功能； 但是，主要功能是提高資本效率。

什麼是區塊鏈橋？

在高層次上，區塊鏈橋連接兩個區塊鏈，通過信息和/或資產的傳輸促進這些區塊鏈之間安全和可驗證的通信。

這提供了許多機會，例如

  • 資產跨鏈轉移，
  • 新的去中心化應用程序(dApps) 和平台，允許用戶訪問各種區塊鏈的優勢——從而增強他們的能力，
  • 來自不同區塊鏈生態系統的開發人員可以協作並構建新的解決方案。

橋有兩種基本類型：

1.受信任橋

依賴中央實體或系統進行操作。關於資金保管和橋樑安全的信任假設。用戶主要依賴橋運營商的聲譽。用戶需要放棄對其加密資產的控制。

2.無需信任橋

使用去中心化系統進行操作，例如帶有嵌入式算法的智能合約。橋的安全性與底層區塊鏈的安全性相同。使用戶能夠通過智能合約控制他們的資金。

在兩組信任假設中，我們可以區分不同的、常見的跨鏈橋設計類型：

  • 鎖定、鑄造和銷毀代幣橋：即時保證最終性，因為目標區塊鏈上的鑄造資產可以在需要時發生，而不會出現交易失敗的可能性。用戶在目標區塊鏈上收到一種合成資產，通常稱為封裝資產，而不是原生資產。
  • 具有統一流動性的本地資產池的流動性網絡：一個區塊鏈上的單個資產池與其他區塊鏈上的其他資產池連接，共享對彼此流動性的訪問。這種方法無法實現即時的、有保證的最終性，因為如果共享池中缺乏流動性，交易可能會失敗。

然而，所有設計，以及在任何信任假設下，都必須解決區塊鏈橋面臨的兩個難題。

Stargate 的Ryan Zarick 提出的”跨鏈橋三難困境“（Bridging Trilemma）

橋協議可能只有以下三個屬性中的兩個：

  • 即時保證最終性：保證在源區塊鏈上的交易執行和目標區塊鏈上的交易最終確定後立即在目標區塊鏈上接收資產。
  • 統一流動性：源和目標區塊鏈之間所有資產的單一流動性池。
  • 本地資產：接收目標區塊鏈資產，而不是代表源區塊鏈上原始資產的橋鑄造的資產。

由Connext 的Arjun Bhuptani 提出的互操作性三難困境

互操作性協議可能只有以下三個屬性中的兩個：

無需信任：與底層區塊鏈相同的安全保證，沒有新的信任假設。

可擴展性：連接不同區塊鏈的能力。

通用性：允許任意數據消息傳遞

除了可以通過巧妙設計解決的三難困境之外，區塊鏈橋的最大挑戰是安全性，正如2021 年和2022 年發生的許多黑客攻擊事件所證明的那樣； 無論是Wormhole、Ronin、Harmony 還是Nomad事件。從根本上說，區塊鏈之間的橋樑僅與資產的橋樑（鏈）中使用的最不安全的區塊鏈一樣安全。但是，對於錨定在同一第1 層(L1) 區塊鏈上的第2 層（L2）平台之間的橋來說，後一個問題不是問題，因為它們從共享的L1 區塊鏈共享相同的安全保證。

為什麼跨鏈橋對L2 很重要？

到目前為止，我們還沒有具體討論旨在擴展L1 區塊鏈同時繼承L1 安全保證的L2 平台，因為L2 嚴格來說是一種特定類型的橋：本地橋。然而，在L2 之間創建橋樑時，L2 平台有一些特性，例如optimistic rollups vs. zk-rollups vs Validium rollups vs Volition rollups。這些差異使它們變得特別，因為L2 與L1 以及不同L2 之間在信任假設和最終性方面存在差異。

L2 之間的橋很重要的原因與L1 相同：L2 資產正在尋求其他L2 的資本效率，以及可移植性和其他功能。

如前所述，如果橋接的L2 錨定在同一L1 上，則可以克服L2 平台上本地信任假設的差異。而且這座橋不需要額外的信任假設。然而，錨定L1 上L2 交易最終性的差異使得以信任最小化的方式在L2 之間橋接資產具有挑戰性。

L2 區塊鏈橋的類型：概述

深入研究L2 橋，我們發現L2-L2 橋理想情況下應滿足以下標準：

客戶端必須從它們通過抽象層連接的每個L2 協議中抽像出來——鬆散耦合範例。

客戶端必須能夠驗證從抽象層返回的數據是否有效，理想情況下無需將信任模型更改為目標L2 協議所使用的模型。

接口L2 協議不需要結構/協議更改。

第三方必須能夠獨立構建目標L2 協議的接口——理想情況下是標準化接口。

從目前的情況來看，人們會發現大多數L2 橋將L2 視為另一個區塊鏈。請注意，Optimistic rollups 中使用的欺詐證明和zk-rollups 解決方案中使用的有效性證明取代了“正常”L1 到L1 橋接中使用的區塊頭和Merkle 證明。

當前的L2 橋格局

下面我們總結了L2 橋的當前和非常多樣化的景觀，包括名稱、簡要摘要和橋樑設計類型：

1.Hope Exchange

描述：Rollup-rollup 通用代幣橋。它允許用戶幾乎立即將代幣從一種rollup 發送到另一種rollup，而無需等待rollup 的挑戰期。

https://hop.exchange/whitepaper.pdf

設計類型：流動性網絡（使用了一種AMM）

2.Stargate

描述：

可組合的原生資產橋和基於LayerZero 構建的dApp。 DeFi 用戶可以在單筆交易中在Stargate 上跨鏈交換原生資產。應用程序組成Stargate 以在應用程序級別創建本機跨鏈交易。這些跨鏈交換由社區擁有的Stargate 統一流動資金池支持。

設計類型：流動性網絡

3.Synapse Protocol

描述：

一個代幣橋，利用鍊和流動性池之間的驗證者來執行跨鍊和同鏈交換。

設計類型：混合設計（代幣橋/流動性網絡）

4.Across

描述：

一個跨鏈Optimistic 橋，使用稱為中繼器的參與者來滿足目標鏈上的用戶傳輸請求。中繼器隨後會通過向以太坊上的Optimsitic 預言機提供其行為證明來獲得補償。該架構利用以太坊上的單一流動性池和目標鏈上的獨立存款/償還池，這些池使用規範橋進行重新平衡。

設計類型：流動性網絡

5.Beamer

描述：

使用戶能夠將代幣從一個rollup 移動到另一個rollup。用戶通過在源rollup 上提供代幣來請求傳輸。流動性提供者然後填寫請求並直接將代幣發送給目標rollup 上的用戶。該協議的核心重點是盡可能方便最終用戶使用。這是通過分離兩個不同的關注點來實現的：向最終用戶提供的服務，以及流動性提供者回收資金。請求一到達，就樂觀地提供服務。源rollup 的退款由其自身的機制保證，並與實際服務分離。

6.Biconomy Hyphen

描述：

多鏈中繼網絡利用基於智能合約的錢包，供用戶與流動性提供者交互，在不同（Optimistic）L2 網絡之間轉移代幣。

設計類型：流動性網絡

7. Bungee

描述：

該橋建立在Socket 基礎設施和SDK 之上，以套接字流動性層(SLL) 作為其主要組件。 SLL 匯集了多個橋和DEX 的流動性，還允許P2P 結算。這與流動性池網絡不同，因為這個單一的元橋允許根據用戶的偏好（例如成本、延遲或安全性）通過最佳橋動態選擇和路由資金。

設計類型：流動性池聚合器

8.Celer cBridge

描述：

一個去中心化的非託管資產橋，支持跨越30 多個區塊鍊和L2 rollup 的110 多種代幣。它建立在Celer 鏈間消息框架之上，而Celer 鏈間消息框架建立在Celer State Guardian Network (SGN) 之上。 SGN 是建立在Tendermint 上的權益證明(PoS) 區塊鏈，充當不同區塊鏈之間的消息路由器。

設計類型：流動性網絡

9.Connext

描述：

調度和處理與跨鏈發送資金相關的消息。用於規範資產、快速流動性和穩定兌換的託管基金。 Connext 合約使用菱形模式，因此它包含一組Facets，這些Facets 充當功能組的邏輯邊界。 Facets共享合約存儲，可以單獨升級。

設計類型：混合設計（代幣橋/流動性網絡）

10.Elk Finance

描述：

使用具有以下功能的ElkNet：

  • 用於價值轉移的跨鏈實用代幣（$ELK）
  • 與傳統橋相比安全可靠的傳輸
  • 在Elk 支持的所有區塊鏈之間通過ElkNet 在幾秒鐘內進行跨鏈價值轉移
  • 橋接即服務(BaaS) 為開發人員提供基礎設施，以利用ElkNet 實現自定義橋接解決方案
  • 所有連接的區塊鏈之間的跨鏈交換
  • 為我們的流動性提供者提供無償損失保護(ILP)
  • 具有獨特能力和特性的不可替代代幣（Moose NFT）

設計類型：混合設計（代幣橋/流動性網絡）

11.LI.FI

描述：

橋接器和DEX 聚合器，可將任何鏈上的任何資產路由到所需鏈上的所需資產，通過SDK 在API/合約級別提供，或作為dApp 中的可嵌入小部件

設計類型：流動性池聚合器

12.LayerSwap

描述：

以低廉的費用將代幣從中心化交易賬戶直接橋接到第2 層（L2）網絡（Optimistic 和zk-rollups）。

設計類型：流動性網絡（使用了一種AMM）

13.Meson

描述：

一個使用哈希時間鎖定合約(HTLC) 的原子互換應用程序，使用用戶之間的安全通信與流動性提供者中繼網絡相結合，用於支持的代幣。

設計類型：流動性網絡

14.O3 Swap

描述：

O3 的Swap 和Bridge 跨鏈機制聚合了跨鏈的多個流動性池，允許與計劃中的加油站進行簡單的一次性確認交易，解決每個鏈上的gas 費需求。

設計類型：流動性池聚合器

15.Orbiter

描述：

用於傳輸以太坊原生資產的去中心化交叉rollup 橋。系統有兩個角色：Sender 和Maker。 “Maker”必須先向Orbiter 的合約存入超額保證金，然後才有資格成為“Sender”的交叉rollup 服務提供商。在通常的過程中，'Sender'在'Source Network'上將資產發送給'Maker'，'Maker'在'Destination Network'上將資產發回給'Sender'。

設計類型：流動性網絡

16.Poly Network

描述：

允許用戶使用Lock-Mint 交換在不同區塊鏈之間轉移資產。它使用Poly Network 鏈來驗證和協調受支持鏈上中繼器之間的消息傳遞。每條鏈都有一組Relayers，而Poly Network 鏈有一組Keepers，用於簽署跨鏈消息。與Poly Bridge 集成的鏈需要支持輕客戶端驗證，因為跨鏈消息的驗證包括通過Merkle 證明驗證塊頭和交易。橋基礎設施使用的一些智能合約未在Etherscan 上驗證。

設計類型：代幣橋

17.Voyager (Router Protocol)

描述：

路由器協議使用尋路算法找到最佳路徑，利用類似於Cosmos 的IBC 的路由器網絡將資產從源鏈移動到目標鏈。

設計類型：流動性網絡

18.Umbria Network

描述：

Umbria 有三個主要協議協同工作：

跨鏈資產橋； 支持在其他不兼容的區塊鍊和加密貨幣網絡之間轉移資產。

一個質押池，用戶可以通過向橋提供流動性來賺取其加密資產的利息。 UMBR 的流動性提供者賺取橋產生的所有費用的60%。

去中心化交易所(DEX)； 自動流動性協議由恆定的產品公式提供支持，使用智能合約部署，完全在鏈上進行管理。

兩種協議協同工作以提供加密貨幣網絡之間的資產遷移。

設計類型：流動性網絡（使用了一種AMM）

19. Via Protocol

描述：

該協議是鏈、DEX 和橋接器的聚合器，用於優化資產傳輸路徑。這允許以三種方式進行資產橋接：

在不同的區塊鏈上進行多項交易

通過集成DEX 的去中心化橋進行一筆交易

通過半中心化橋進行一筆交易，將觸發目標鏈上的第二筆交易

設計類型：混合設計（代幣橋/流動性網絡）

20.Multichain

描述：

Multichain 是經過外部驗證的橋樑。它使用運行SMPC（安全多方計算）協議的節點網絡。它通過代幣橋和流動性網絡支持數十條區塊鍊和數千種代幣。

設計類型：混合設計（代幣橋/流動性網絡）

21.Orbit Bridge

描述：

Orbit Bridge 是Orbit Chain 項目的一部分。它是一個跨鏈橋，允許用戶在支持的區塊鏈之間轉移代幣。代幣存放在源鏈上，“表示代幣”在目標鏈上鑄造。存入的代幣沒有精確鎖定，Orbit Farm 可以在DeFi 協議中使用。應計利息不會直接傳遞給代幣存款人。橋合約實施和Farm 合約源代碼未在Etherscan 上驗證。

設計類型：代幣橋

22.Portal (Wormhole)

描述：

Portal Token Bridge 建立在Wormhole 之上，Wormhole 是一種消息傳遞協議，它利用專門的節點網絡來執行跨鏈通信。

設計類型：代幣橋

23.Satellite (Axelar)

描述：

Satellite 是由Axelar 網絡提供支持的代幣橋

設計類型：流動性網絡

L2Beat 項目維護了一個與L2 相關的區塊鏈橋列表，及其總價值鎖定(TVL)，以及描述和簡要風險評估（如果有）。

L2 橋風險概況

最後，當用戶使用L2 橋時，實際上，任何橋都需要小心，並且需要針對給定的橋評估以下風險：

資金損失

  • 預言機、中繼器或驗證者串通提交欺詐性證明（例如，區塊哈希、區塊頭、Merkle 證明、欺詐證明、有效性證明）和/或中繼未緩解的欺詐性傳輸
  • 驗證者/中繼者私鑰被洩露
  • 驗證者惡意鑄造新代幣
  • 虛假聲明沒有及時提出異議（Optimistic消息協議）
  • 目標區塊鏈重組發生在Optimistic 的預言機/中繼者爭議時間過去後（Optimistic 消息傳遞協議）。
  • 協議中涉及或使用的未經驗證的合約源代碼包含惡意代碼或功能，可以被合約所有者/管理員濫用
  • 代幣橋所有者行為不端，或發起影響用戶資金的時間敏感的緊急行動，並且沒有與用戶群進行適當的溝通
  • 協議合約暫停（如果功能存在）
  • 協議合約收到惡意代碼更新

凍結資金

  • 中繼器/流動性提供者不對用戶交易（消息）採取行動
  • 協議合約暫停（如果功能存在）
  • 協議合約收到惡意代碼更新
  • 橋上目標代幣流動性不足

審查用戶

  • 目標或目標L2 或兩者上的預言機或中繼器無法促進傳輸（消息）
  • 協議合約暫停（如果功能存在）

雖然此列表並不詳盡，但它很好地概述了當前使用橋樑的相關風險。

使用零知識證明(ZKP) 技術的新開發正在進行中，旨在減輕上述一些風險因素並解決兩個橋難題。特別是，ZKP 的使用允許以下橋設計特徵：

  • 無需信任且安全，因為源區塊鍊和目標區塊鏈上區塊頭的正確性可以通過zk-SNARKs 證明，zk-SNARKs 可在EVM 兼容的區塊鏈上進行驗證。因此，不需要外部信任假設，假設源和目標區塊鏈以及使用的輕客戶端協議是安全的，並且我們在中繼網絡中有1-of-N 誠實節點。
  • 無需許可和去中心化，因為任何人都可以加入橋的中繼網絡，並且不需要PoS 風格或類似的驗證方案
  • 可擴展，因為應用程序可以檢索ZKP 驗證的區塊頭，並執行特定於應用程序的驗證和功能
  • 高效，因為新的、優化的證明方案具有較短的證明生成和快速的證明驗證時間

儘管還早，但這些類型的開發有望加速橋樑生態系統的成熟和安全。

概括

我們可以將以上關於L2 橋的討論和概述總結如下：

  • L2 Bridges 是L2 生態系統的重要粘合劑，可進一步促進L2 互操作性以及整個生態系統中資產和應用程序的高效使用。
  • 在錨定在同一L1 上的L2 上使用的L2 網橋，例如以太坊主網，比L1 之間的網橋更安全——假設源代碼是安全的，這通常是一個很大的假設。
  • 與所有分佈式系統架構一樣，需要做出重要的權衡，如兩個假設的三難困境——區塊鏈橋三難困境和互操作性三難困境所表達的那樣。
  • L2 橋有非常不同的信任假設，例如，可信與無信任的橋，以及非常不同的設計選擇，例如，鎖定-鑄造-銷毀與流動性網絡。
  • L2 Bridges 生態系統仍處於初期階段，並且處於不斷變化的狀態。
  • 建議用戶進行盡職調查，以評估哪些L2 網橋能夠提供滿足其需求的最佳風險回報概況。
  • 使用最新的ZKP 技術正在進行新的開發，這些技術有效地解決了兩個橋三難困境，並有助於提高橋樑的整體安全性。

雖然仍處於標準化L2 互操作性框架的早期階段，但這些都是重要的發展，需要認真對待，因為這些項目中的任何一個都可能成為“那個”橋接框架。

非常感謝Tas Dienes（以太坊基金會）、Daniel Goldman（Offchain Labs）和Bartek Kiepuszewski（L2Beat）仔細閱讀了手稿並提出了寶貴的內容建議。