На данный момент, сколько у нас публичных блокчейнов (L1s & L2s)?

Возможно, никто не сможет сразу точно ответить на этот вопрос. По данным DefiLlama, в настоящее время зарегистрировано 225 публичных блокчейнов, кроме того, существует множество новых цепочек, которые еще не были зарегистрированы и не запущены, можно сказать, что криптомир — это хаотичный мир, состоящий из множества цепочек.

В этом многосетевом криптомире каждая цепочка имеет свои уникальные технические характеристики, поддержку сообщества, инструменты разработки и экосистему. Например, есть публичные блокчейны на основе POW, возглавляемые Bitcoin, есть EVM-системы, представленные Ethereum, и множество L2, есть высокоскоростные публичные блокчейны, такие как Solana, а также Move-системы, представленные Aptos и Sui. Такое разнообразие действительно предоставляет больше возможностей для децентрализованных приложений (DApps) и финансовых инноваций. Но в то же время это также создает ряд вызовов.

Взаимодействие, то есть обмен активами и информацией между различными блокчейнами, стало неотложной проблемой. В прошлом разные блокчейн-системы были как острова, каждая из которых имела множество активов и данных, но не могла эффективно взаимодействовать с другими цепочками. Это, безусловно, является огромным препятствием для достижения истинной децентрализации в криптомире.

Чтобы решить эту проблему, появилась технология кросс-цепей, которая пытается разрушить эти острова, позволяя различным блокчейн-системам плавно обмениваться активами и информацией. Для разработчиков и пользователей кросс-цепь означает не только большую ликвидность и выбор, но и более открытый и взаимосвязанный мир блокчейнов.

В этой статье мы обсудим, почему нам нужна кросс-цепь, основные концепции кросс-цепной технологии, ее классификацию, методы реализации и вызовы, а также то, как она формирует наш будущий криптомир.

Часть 1. Потребность в кросс-цепи

Действительно ли кросс-цепная технология необходима для достижения настоящего децентрализованного и взаимосвязанного будущего блокчейна?

Я верю, что у многих людей на этот вопрос будут разные ответы. Под влиянием ряда инцидентов безопасности в области кросс-цепей некоторые люди даже стали "собакой Павлова", автоматически воспринимая кросс-цепь как "ложную задачу" или "ловушку". Это печально как для этих людей, так и для всей отрасли.

Но нельзя не признать, что сосуществование множества цепочек — это текущая рыночная ситуация, и с увеличением числа публичных блокчейнов и Layer2 (Rollups), а также с постепенным совершенствованием их экосистем, кросс-цепь, безусловно, станет необходимостью на текущем рынке. Возможно, вы найдете ответ в следующих двух аспектах:

Во-первых, проблема взаимодействия становится все более очевидной. Из более чем 225 публичных блокчейнов каждый может иметь свои специфические приложения, активы и пользователей. Но если созданная на этих цепочках ценность не может быть переведена на другие цепочки, ее потенциал будет серьезно ограничен. Это не только проблема торговли активами, но также касается данных, логики и совместимости приложений.

Это именно то, с чем сталкивается современный мир блокчейнов — проблема "островов". Эти острова имеют богатые ресурсы, но из-за изоляции не могут быть полностью использованы. Представьте, если бы крупные платформы в Интернете не могли общаться друг с другом, тогда наш онлайн-опыт был бы значительно ухудшен, и ситуация в блокчейне аналогична.

Во-вторых, ликвидность активов является основой финансовой системы. В традиционном финансовом мире активы могут свободно перемещаться между различными биржами, банками и финансовыми учреждениями. Однако в текущей области блокчейнов ликвидность активов на различных цепочках ограничена. Это не только влияет на торговый опыт пользователей, но и ограничивает дальнейшее развитие децентрализованных финансов (DeFi).

Таким образом, независимо от того, рассматриваем ли мы проблему взаимодействия или проблему ликвидности активов, у нас есть реальная потребность в кросс-цепи, которая включает как традиционные мосты для кросс-цепи (Bridge), так и протоколы взаимодействия (Interoperability Protocol). В следующих разделах мы постараемся классифицировать все кросс-цепные решения с технической точки зрения и отдельно представить эти две категории, чтобы читатели могли лучше понять.

Часть 2. Классификация кросс-цепных решений

Кросс-цепная технология быстро развивалась в последние годы, предоставляя нам ряд методов для решения проблем взаимодействия между цепочками. Эти кросс-цепные решения имеют различные классификации в зависимости от различных измерений, здесь мы вводим аналитическую рамку кросс-цепи, предложенную основателем Connext Арджуном Бхуптани, классифицируя их на три основные категории в зависимости от способа проверки сообщений протоколов взаимодействия (кросс-цепные мосты): нативная проверка, внешняя проверка и локальная проверка.

Нативная проверка

（图表来源：Connext，Arjun Bhuptani）

В модели нативной проверки на целевой цепочке работает легкий клиент или легкий узел исходной цепочки, чтобы проверять сообщения, поступающие с исходной цепочки. Основное преимущество этого метода заключается в его высокой степени доверия и децентрализации. Поскольку логика проверки легкого клиента полностью совпадает с логикой проверки блоков других типов узлов, он предоставляет надежный механизм проверки кросс-цепи.

Ключевую роль в этом механизме играет Head Relayer, который отвечает за передачу информации о заголовке блока исходной цепочки легкому клиенту на целевой цепочке для проверки. Проблема этого метода заключается в его зависимости от базового механизма консенсуса и возможной сложности, особенно при увеличении количества обрабатываемых цепочек.

Проекты, использующие нативную проверку, включают Cosmos IBC, Near Rainbow Bridge, Snowbridge и др., среди которых вход/выход Rollup также является особой формой нативной проверки.

Внешняя проверка

（图表来源：Connext，Arjun Bhuptani）

Метод внешней проверки заключается в внедрении набора внешних валидаторов для проверки кросс-цепных сообщений, этот набор внешних валидаторов обычно состоит из нескольких сущностей, внешние валидаторы могут принимать различные формы, включая системы многопартийных вычислений (MPC), оракулы (Oracle), группы с многофакторной подписью и т. д., эти валидаторы/свидетели по сути не имеют больших различий. Явным преимуществом этого метода является его высокая масштабируемость, поскольку его можно легко расширить на любой блокчейн (мосты, использующие внешний метод проверки, в настоящее время занимают наибольшую долю на рынке кросс-цепей).

Однако стоит отметить, что внедрение набора внешних валидаторов также означает введение новых предположений о безопасности. Безопасность в этой модели определяется наименьшей безопасностью среди цепочек A, B и набора внешних валидаторов, именно поэтому этот метод может увеличить уязвимости системы.

Примеры протоколов внешней проверки включают Wormhole (Portal Bridge), Axelar, Chainlink CCIP, Multichain и др., по сути, решение, принимаемое LayerZero, также относится к внешней проверке.

Локальная проверка

（图表来源：Connext，Arjun Bhuptani）

В отличие от двух вышеупомянутых методов, локальная проверка также называется проверкой "точка-точка", и она сосредоточена на прямой проверке между двумя сторонами сделки. Этот метод обычно включает контракт с хэшированным временным замком (HTLC), в котором стороны сделки могут проверять друг друга. Поскольку стороны сделки в этом режиме обычно имеют противоречивые экономические интересы, вероятность сговора значительно снижается.

Явным преимуществом этого метода является его децентрализованный характер и высокая степень доверия между сторонами сделки. Однако он также сталкивается с некоторыми вызовами, такими как необходимость одновременного онлайн-присутствия обеих сторон сделки и невозможность поддержки универсальной передачи данных между цепочками (то есть использование локальной проверки применимо только к мостам Swap, в основном к мостам активов между слоями Ethereum).

Типичными примерами, использующими локальную проверку, являются Connext, cBridge, Hop и др.

Подводя итог, вышеупомянутые три метода кросс-цепной технологии имеют свои преимущества и ограничения, и это всего лишь классификация, основанная на одном измерении. На практике, какую именно методику выбрать, зависит от конкретных потребностей приложения, соображений безопасности и природы вовлеченных цепочек. С продолжающимся развитием криптоиндустрии мы ожидаем появления новых инновационных методов для решения проблем взаимодействия между цепями.

Часть 3. Кросс-цепь активов и передача кросс-цепных сообщений

В предыдущем разделе мы уже представили основные концепции кросс-цепи и классификацию кросс-цепных решений, и, надеюсь, у вас уже есть первоначальное понимание кросс-цепной технологии. Чтобы помочь вам более четко понять различия между кросс-цепью активов и передачей кросс-цепных сообщений, в этом разделе мы в основном обсудим различия между ними.

Кросс-цепь активов

Кросс-цепь активов — это технология, позволяющая цифровым активам бесшовно перемещаться с одного блокчейна на другой. Это также наиболее распространенное и популярное приложение кросс-цепи, поскольку оно решает одну из основных проблем: как представлять и использовать одни и те же активы на разных цепочках. Общий принцип работы кросс-цепи активов следующий:

Блокировка и чеканка активов (Lock-and-Mint)

В процессе кросс-цепи активов наиболее распространенным методом является блокировка и чеканка активов. Проще говоря, когда актив перемещается с исходной цепочки на целевую, он блокируется на исходной цепочке и "чеканится" на целевой цепочке. (Существуют аналогичные механизмы, такие как уничтожение и чеканка Burn-and-redeem, но в силу ограниченности объема статьи мы не будем их подробно обсуждать, типичный пример — кросс-цепной метод, используемый эмитентом USDC, компанией Circle.)

（图表来源：web3edge，@0xPhillan）

Например, когда BTC используется в качестве токена на Ethereum, оригинальный BTC блокируется, а затем на Ethereum создается эквивалентный токен Wrapped Bitcoin (WBTC). Это гарантирует, что общее количество BTC не изменится, сохраняя дефицитность актива. Кроме WBTC, некоторые официальные мосты Layer2 Ethereum, такие как Polygon Bridge, Arbitrum Bridge и Rainbow Bridge, соединяющий экосистему Ethereum и Near, также используют механизмы блокировки + чеканки/уничтожения.

Замена ликвидности (Liquidity Pool)

Замена ликвидности включает использование специального пула ликвидности для содействия кросс-цепной торговле. Когда пользователи осуществляют кросс-цепь, они могут внести свои активы на одной цепочке в пул ликвидности и извлечь эквивалентные активы из пула ликвидности на другой цепочке. Преимущество этого метода заключается в том, что он может обеспечить быструю торговлю и обмен, но может включать определенные сборы, поскольку поставщики ликвидности (LP) обычно ожидают, что предоставленная ими ликвидность будет вознаграждена.

（图表来源：web3edge，@0xPhillan）

С точки зрения механизма, основные риски безопасности таких кросс-цепных мостов в значительной степени несут LP. Если пул будет взломан, ликвидность, предоставленная LP, может быть украдена хакерами. Утрата равновесия пула также может привести к обесцениванию кросс-цепных активов, что передаст кризис кросс-цепным пользователям. Кросс-цепные мосты, использующие пул ликвидности, включают ThorSwap, Hop Exchange, Synapse Bridge и др.

Атомарные обмены (Atomic Swaps)

Атомарные обмены позволяют двум сторонам напрямую обмениваться активами без необходимости в посредниках. Это достигается с помощью контрактов с хэшированным временным замком (HTLC), что гарантирует, что обмен является "атомарным", то есть сделка либо полностью завершается, либо полностью не осуществляется. Кросс-цепные мосты, использующие атомарные обмены, осуществляют доступ к активам через приватные ключи; если одна сторона совершает злоупотребление, другая сторона может вернуть активы через временной замок (который можно открыть только после установленного времени), не требуя доверия со стороны централизованного третьего лица. Типичные проекты, использующие атомарные обмены, включают Connext, cBridge и др.

（图表来源：web3edge，@0xPhillan）

Передача кросс-цепных сообщений

В отличие от кросс-цепи активов, передача кросс-цепных сообщений включает не только активы, но и все типы информации, передаваемой с одной цепочки на другую, такие как вызовы контрактов, обновления состояния и т. д.

Синхронизация состояния

Один из распространенных методов передачи кросс-цепных сообщений — это синхронизация состояния. Это означает, что состояние или часть состояния одной цепочки синхронизируется с другой цепочкой. Например, релейная цепочка Polkadot отвечает за обработку синхронизации состояния своих параллельных цепочек.

Прослушивание событий и реагирование

Когда на одной цепочке происходит какое-либо событие (например, сделка подтверждается или смарт-контракт вызывается), другая цепочка может быть настроена на прослушивание этих событий и реагирование на них по мере необходимости. Например, ChainSafe's ChainBridge использует этот метод для обработки кросс-цепных сообщений.

На самом деле, независимо от того, идет ли речь о кросс-цепи активов или передаче кросс-цепных сообщений, основной вызов заключается в обеспечении целостности, безопасности и своевременности информации. С развитием технологий новые кросс-цепные решения будут постоянно появляться, предоставляя более мощную и гибкую поддержку для взаимодействия в многосетевой среде.

Часть 4. Вызовы кросс-цепи

В процессе развития и все более зрелого состояния блокчейна кросс-цепная технология стала важным направлением исследований, направленным на достижение бесшовного обмена активами и данными между различными блокчейнами. Однако достичь этой цели не так просто. Параллельно с "невозможным треугольником" в монолитном блокчейне в области кросс-цепного взаимодействия также существует проблема "трудной координации".

Согласно рамке, предложенной Арджуном Бхуптани, любое проектирование кросс-цепного решения может удовлетворить максимум два из следующих трех требований:

• Масштабируемость (Extensible): поддержка передачи любых сообщений
• Без доверия (Trustless): отсутствие новых предположений о доверии
• Универсальность (Generalizable): возможность легкой адаптации к большему количеству блокчейнов

（图表来源：Connext，Arjun Bhuptani）

Когда мы не можем одновременно удовлетворить все три требования, нам необходимо делать компромиссы и взвешивать их, и эта оценка может быть более сложной по сравнению с монолитным блокчейном, включая компромисс между безопасностью и доверием, компромисс между унификацией и разнообразием, компромисс между упакованными активами и нативными активами… и так далее, все это является вызовами, с которыми кросс-цепная технология будет сталкиваться на своем пути к дальнейшему развитию. Можно сказать, что различные проекты кросс-цепных мостов пытаются оптимизировать или даже решить проблему трудной координации с разных углов, чтобы достичь максимальной комплексной производительности.

Часть 5. Итоги и перспективы

Кросс-цепная технология является ключевой областью развития блокчейна и даже считается священным Граалем в области блокчейна, это ключевая технология для разрушения "островов" блокчейна и достижения взаимосвязанности всех цепей. От кросс-цепи активов до кросс-цепи сообщений, все Web3 Builder стремятся создать объединенную и совместно работающую экосистему блокчейнов.

Тем не менее, как мы обсуждали, кросс-цепная технология все еще сталкивается с множеством вызовов. Но с углублением исследований и прогрессом технологий мы надеемся в будущем преодолеть эти вызовы и достичь более безопасной, эффективной и бесшовной кросс-цепной экосистемы.

Ссылки:

[1] Трилемма взаимодействия (https://medium.com/connext/the-interoperability-trilemma-657c2cf69f17)

[2] Освойте основы Web3: Взаимодействие и мосты (https://web3edge.io/fundamentals/master-web3-interoperability-bridges#)

[3] Исследование кросс-цепей Paka Labs (3/4) | Соединение островов в континент: интерпретация 20 кросс-цепных мостов и 4 парадигм кросс-цепной технологии

[4] Не углубляйтесь в сложные кросс-цепные мосты: все объяснено в одной статье

Следите за нами:

Официальный Twitter/X на китайском: https://twitter.com/wormholeCHN

Китайский Telegram: https://t.me/wormholechina

Сканируйте QR-код WeChat
Подписывайтесь на этот официальный аккаунт