跨链的发展史:从资产桥到互操作性

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一开始,交叉链的目标是使资产从一个链转移到另一个链,并安全地返回。后来又扩展到解决两个或多个不同链中资产和状态的相互转移、转移和交换问题。随着跨链基础设施的发展,对跨链概念的猜测逐渐降温。在这样的时刻,让我们对现有的跨链技术做一个冷的观察。

跨链技术被认为是区块链领域发展的圣杯,是实现万链互联的关键技术。目前的跨链技术形式有的正在实现资产互操作,有的提出了一套通信协议来实现区块链之间的通信,有的提出了新的系统架构和运行模式来支持更多的区块链接入。

以太坊创始人Vitalik曾根据跨链技术的演进和实现,总结出三种跨链技术,即Hash-Timelock(HTLC)、公证和Side-Chain/Relay。我们将进一步将公证人和侧链/中继分为两个子类。这样,我们将介绍五种交叉链方案。

哈希时间锁合约

哈希时间锁契约是一套实现不可信资产跨链交易的密码学方法,如my比特币;使用Eth事务,可以通过哈希锁实现事务原子性。

原理如下:用户a生成一个随机数s,计算随机数H的散列值=散列(s),并将其发送给用户B。A和b通过智能合约依次锁定各自的资产。当a公开显示s时,它可以获得B锁定的资产。同时,B也得到s,s可以得到A的锁定资产。如果a在设定时间后未显示s,则智能合约中锁定的资产将自动返回给双方。

公证人

公证人机制是公证人建立一个中间账户,用户将资产转移到中间账户,公证人通过映射原始令牌的链向用户颁发影子令牌。当用户需要赎回时,影子令牌将被销毁,公证人提供证明,公证人将中间账户中的原始令牌转移到用户地址。

公证人必须可信。公证员可以依靠自己的信用,也可以通过智能合约做超额抵押来获得信任。公证人可以是单一主体,也可以是多主体通过某种规则组合而形成的联盟。

根据公证人的主体是单一主体还是多主体,以及公证人声誉的来源是过度抵押还是自身信用,我们可以将公证人的方案分为四个子类

跨链简史:从资产桥到互操作

其中HBTC、bttc和imbtc均属于方案2,TBTC属于方案3,x-btc和wbtc属于方案4,采用方案1的项目尚未找到。你可能会发现,这都是比特币跨链项目。为什么会这样?我们将在后面的比较分析中详细阐述。

我们不需要关注公证人的数量。因此,我们根据信托的来源将公证人制度分为两大类。

超额抵押

公证人通过过度抵押建立信用,即公证人抵押的资产V2必须大于中间账户中的资产价值V1。当公证员行为不当或疏忽,造成中间账户资产损失时,可以用抵押资产赔偿使用人的损失。然而,超额抵押会给公证人带来资金成本。这些成本将转化为高额的跨链服务费,这将让用户望而却步。

自身信用

公证员也可以通过自己的信用背书,让用户信任。但这种信任是集中的,背离了区块链的基本精神。但由于收费较低,即使是免费的,仍然吸引了大量的用户。这种由集中机构担保的跨链模式,对于跨链资金量小、安全需求低的用户来说,也是一个不错的选择。

侧链/中继

三是侧链/中继方案。实际上,侧链和中继是同一个概念。中继链相当于多条链的公共侧链。为了简化描述,我们稍后将其称为桥链方案。

桥链格式有两种:一般格式和同构交叉链格式。

通用方案

与公证人方案一样,桥链总方案仍然有一个中间账户,但中间账户的安全性不受公证人的保护,而是受智能合约的监管,这意味着中间账户将是一个合约账户,它的资产管理规则受智能合同的规范约束,而不受公证人的约束。如果代码本身没有问题,那么只要部署契约的链是安全的,契约中的资产就会是安全的。

当然,如果桥链本身出现问题,也会影响合同账户的资产安全。因此,为了保证桥链的安全运行,人们必须staking一定价值的工作令牌。假设值是V3,那么V3可以远小于合同账户中的资产值V1。

为什么V3可以小于V1?因为目前常见的BFT-POS共识几乎消除了可以篡改账簿的“双花”攻击(如果桥接链账簿被篡改,可能会间接威胁合同账户中的资产安全),实现了更强的共识安全。BFT-POS可以实现实时确定性而不是概率确定性。即使攻击者拥有超过一半的staking工作令牌,他也只能拒绝签名阻止,减慢阻止速度,并使网络无法处理事务。区块中已形成最终确定性的交易不可撤销。我们可以认为,只要bft pos链中没有代码错误,无论代币市值有多小,都是安全的。

虽然恶意验证者无法动摇中间账户中资产的安全性,但我们不希望看到网络瘫痪和停止验证新交易的情况。因此,V3不能太小。我们还是希望桥链代币市值越大,堆码率越高,去中心化化程度越高。

V3可以小于V1,因此不会因超额抵押而带来高昂的跨链服务费用,使用跨链桥也会非常便宜。那么,有没有办法进一步降低跨链成本呢?有些朋友可能会考虑让多个链重用同一个桥,这是;保利网络;思维方式。

同构跨链专用方案

桥链总方案,看来已经很完美了!但我们对交叉链有更高的追求。首先,多链重用的资产桥梁可以与现有链尽可能兼容,但新的链不断涌现。扩展兼容性太麻烦了。能不能有一个通用的链框架,让新的链遵循这个框架,一劳永逸地实现跨链?第二,我们对跨链的追求不仅是实现资产桥梁,更是在链间传递更丰富的信息和强大的互操作性。例如,我们可以跨链调用契约来连接多个链,形成一个有机的整体。

基于以上两种追求,区块链世界出现了波卡、宇宙等同构的跨链项目。它们都采用了“1主链+n子链”的体系结构,其中主链是所有子链的公共桥链。任何开发人员都可以根据指定的框架开发子链,并申请访问主链。

宇宙的主链叫做hub,子链叫做zone。通过内置的IBC协议,可以实现区域间的跨链通信,不仅可以传输资产,还可以传输其他格式的信息,从而实现跨链互操作。Boca的母链称为中继链,子链称为平行链。并行链之间通过xcmp协议进行通信,实现跨链互操作。实际上,Boca的中继链不仅起到了桥接的作用,而且允许并行链共享共识层的安全性。对于宇宙区域来说,链条的安全需要自己负责。

对比分析

哈希锁虽然可以实现跨链事务的原子性,但不能实现资产的跨链循环。这意味着,通过哈希时间锁,我的BTC和你的BTC;以太坊;安全交易不能让BTC流向ETH或ETH流向比特币链。然而,哈希锁是最普遍的,并且对链的属性没有限制。

该公证方案可以实现图灵完备链和非图灵完备链之间的资产交叉链。当然,这种资产交叉链是单向的,只能从非图灵全链交叉到图灵全链。例如,将BTC引入ETH,反之亦然。这不是公证制度的限制。事实上,公证方案还可以实现资产在两个图灵完备链之间的双向跨链循环。然而,由于其高利率(超额抵押贷款计划)或集中化倾向(自我声誉计划),人们倾向于使用桥链计划。

我刚才提到一个问题。为什么比特币使用公证方案多于桥链方案?这是因为比特币链不是图灵完整的。这就是为什么桥链只能穿过两个图灵完备链之间的链。这是因为桥链不是一个独立的存在,而是需要在两端的链上部署契约协调。就像一座桥不能在空中存在一样,它必须有两边的桥墩作为支撑。

跨链简史:从资产桥到互操作

在双图灵全链交叉链中,桥链方案具有更多的优点,主要体现在不需要额外抵押,可以多链重用,可以以较低的成本实现资产交叉链。Boca和cosmos等跨链项目直接构建了新的多链体系结构,超越了资产桥,实现了同构链之间丰富的互操作性。

我们描述了跨链方案的三大类(五个子类),并在一个表中比较了每个方案的特征。

跨链简史:从资产桥到互操作

事实上,在我们阐述上述跨链方案的顺序中,有一个明确的时间框架。最早的主流连锁店是比特币和以太坊。当人们要实现BTC与ETH之间的事务时,首先想到的是hash时间锁,它是一种没有任何外力的纯密码学方法。2013年5月,诺兰在比特币论坛上提出了原子转移的想法。后来,人们开始建设基础设施,搭建资产桥梁,使资产链之间的资产能够相互沟通。其中,比特币作为市场价值最大的加密资产,吸引了不少人将比特币资产导入其他产业链。然而,由于比特币不支持智能合约,人们不得不使用公证机制。

由于理念不同,有的项目采用去中心化的、高成本的超抵押方案,有的项目采用简单直接的集中托管方案。为了降低交叉链的成本,人们想到了让多条链共用一座链桥的方法。为了一劳永逸地实现新链的兼容性,人们制定了新链开发的框架和标准,如基质和嫩薄荷。为了实现更高维度的互操作性,人们创建了同构的多链体系结构,如Polkadot和cosmos。如今,区块链的跨链基础设施越来越成熟,人们不再经常讨论跨链,就像我们看到亮灯时不再谈论“电”的原理一样。

区块链的实践者从未停止思考和追求更好的解决方案。在他们的推动下,区块链的世界正朝着更复杂、更简单的方向发展,就像生物学一样。

Bifrost 启示

Bifrost创建的衍生品必须具有足够的流动性,以发挥其释放质押资产流动性的作用。其中,衍生品能否在整个链条上流通对其流动性非常重要,而vtoken则是必要的;定义;基本资产,参与波卡生态以外的其他生态,特别是以太坊生态。从波卡到以太坊,有许多现成的和可选的桥接链。在Bifrost的路线图中有一个开发桥接链的计划作为替代方案。

众所周知,区块链产业对有价值的新创造有很高的溢价。同时,我们发现区块链产业的环境越来越适合新的创造,因为基础设施越来越完善,人们不必重建轮子。碧桂园可以专注于自身业务,不断打磨优化产品逻辑,做好质押资产的流动性释放工作。桥链和Boca基板是Bifrost的基础设施。然而,对于那些以vtoken为基础资产的DeFi应用程序,Bifrost怎么可能不是它的基础设施呢?整个行业的协同创新往往是分层次的。

Bifrost 启示?

Bifrost(彩虹桥)是波卡生态 DeFi 基础协议,致力成为质押资产提供流动性的基础设施,推出面向 Staking 和波卡平行链卡槽(Crowdloan)的衍生品vToken。目前已获得 NGC、SNZ、DFG、CMS 等机构数百万美金融资和 Web3 基金会 Grant,同时也是 Substrate Builders Program、Web3 Bootcamp 成员。

vToken 可在 DeFi、DApp、DEX、CEX 等多场景下优化 Trading,通过 vToken 实现 Staking、Crowdloan 等质押权益的转让通道,实现质押资产风险对冲,扩充场景如 vToken 作为抵押物进行借贷时,其 Staking 收益可抵销部分利息,实现低息借贷。

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