跨鏈三難困境和模組化解決思路

作者：Arjun Bhuptani，ConnextNetwork

編譯：元宇宙之道

在這篇文章中，Arjun Bhuptani 總結了目前 Connext 跨鏈協議存在的問題（例如費用高、速度慢等），然後他還解釋了 Connext 如何通過稱為 Amarok 的升級解決這些難題，而其原理就是結合 Connext 和 Nomad 的跨鏈機制。

在作者看來，與區塊鏈本身類似，沒有一種整體架構可以為我們提供跨鏈所需的所有理想屬性，但我們可以通過模塊化的協議棧來接近實現最佳的跨鏈方式。

升級動機

這次升級的動力是解決網絡中不同類型的參與者遇到的關鍵問題。

終端用戶面臨的問題

1. Gas 成本：當前的跨鏈流程依賴於兩個階段的準備/履行過程來完成跨鏈交互，這不容易批量化處理；
2. 簽名 Claim：完成交易需要用戶簽名消息以 Claim 資金。這可以讓 Connext 實現信任最小化，但這個過程也很痛苦，因為它要求用戶在簽名之前保持在線。
3. 資金鎖定風險：用戶交易與 router 的關係為 1:1。如果 router 離線或在流程中途失去與鏈的連接，則用戶的資金可能會被卡住，最多可能有 72 小時。
4. 速度：因為用戶必須為他們的 tx 綁定到一個給定的 router，所以特定 router 經歷的任何延遲都會傳遞給用戶。
5. 流動性碎片化：router 提供的流動性依賴於路徑，這意味著它在給定的一對鏈之間是可用的。而隨著跨鏈數量的增長，用戶進行大額交易會變得更加困難。

開發者面臨的問題

1. 鏈外依賴：該領域的大多數集成僅為合約，但 Connext 目前需要運行客戶端 SDK 來為給定交易找到 router。
2. 簽名 Claim：claim 的需要要求開發人員跟蹤正在進行的 tx，並提示用戶在正確的時間簽名。與簡單的鏈上 tx 相比，這增加了很多開銷以及複雜性。
3. 沒有通用消息傳遞：Connext 目前已支持了跨鏈調用合約，但這只能在某些情況下安全地完成。要求開發人員在什麼時候可以使用這個功能，以及什麼時候不能使用這個功能，這是一個很大的障礙。

Router 面臨的問題

1. 再平衡：Router 在目標鏈上發送資金，在來源鏈上接收資金。這意味著他們的流動性在鏈或 rollup 二層網絡之間移動並且可能會被卡住，從而降低資本效率。
2. ROI 不明確：眾所周知，Router 的投資回報率難以準確跟蹤，因為兩階段的流程，意味著跟蹤回報所需的數據分散在各個鏈中。
3. 活性問題：如上所述，如果 Router 在交易過程中不可用，用戶資金最多可被鎖定 72 小時。這種活性問題增加了 Router 的難度。
4. Gas惡意攻擊：用戶或 Router 可以協同取消交易。然而，當這種情況發生時，沒有明確的機制來補償預付 gas 成本。

最初的解決方案是什麼？

Connext 最初計劃通過以下組合來修復以上這些問題：

1. 激勵措施------例如，使用 vAMM 定價來激勵再平衡以及使用罰沒機制來增強系統活性；
2. 錢包集成------通過將 Connext SDK 代碼移植到錢包中，可以從開發者和用戶那裡抽象出"簽名 claim"的流程；

Connext 的重點一直是確保交易儘可能減少信任，而上述障礙是為了實現這種安全性而做出的權衡。

而在過去的幾個月裡，Connext 研究出了一種更好的體系結構，它可以在不引入信任的情況下避免上述問題。

模塊化跨鏈方案

這種思維突破來自於 Connext 與 Nomad 的緊密合作。Nomad 是一種 optimistic 跨鏈橋協議，它可以提供在任何鏈上充分表達且信任最小化的通信，但權衡的代價是 30 分鐘的延遲。

與區塊鏈本身類似，沒有一種整體架構可以為我們提供跨鏈所需的所有理想屬性，但我們可以通過模塊化的協議棧來接近實現最佳的跨鏈方式。

模塊化跨鏈堆棧

新的流程

新的設計流程大量使用了 Nomad 協議，該方法不需要簽名，而是簡單地允許任何 router 為用戶交易提供資金並執行調用，並對通過 Nomad 的資金進行 claim。

由於沒有預先明確指定 router，因此存在 router 可以在 mempool 中相互競爭以完成給定交易的風險。這是一個次優的結果，因為輸掉這場比賽仍然會讓 router 消耗 gas。為了解決這個問題，開發者引入了一個定序器（在概念上類似於 rollup 定序器），它負責從 router 那裡收集出價（嘗試的交易），並將它們批量發布到鏈上。

請注意，Connext 中的定序器角色不會以任何方式影響系統的資金安全。相反，它只是一種機制，旨在公平地在 router 之間分配費用收入/工作，如果給定（a）用戶 tx 的所有 router 出價的數據可用性，以及給定（b）選擇中標的一個確定過程，則可以無需信任地完成。Connext 目前正在研究解決這個問題的方法，包括讓定序器將數據發布到自己的 rollup 中，或者讓 router 和定序器達成 Tendermint 共識。

相關的變化

Amarok 升級將實現更好的跨鏈流程和功能集，它可以解決我們之前提到的一些問題：

1. 簡化流程：不再是帶有簽名的兩階段流程，所有的交易現在都發生在發送鏈的單筆交易中，這簡化了用戶體驗和開發者體驗。Connext 也不再需要取消，從而消除了 router 的 gas 惡意攻擊成本。
2. 1-of-N 路由：任何 router 都可以完成用戶的交易，這消除了用戶資金鎖定的可能性，並顯著降低了對 router 的活性要求。這也完全消除了開發人員對鏈下代碼的需求。
3. 更簡單的流動性：Router 在交易的目標鏈上接收流動性，即他們提供流動性的地方。流動性也不再依賴於路徑，這消除了再平衡難題和碎片化問題，大大提高了資本效率和可用性。
4. 更便宜和更快的交易：新流程將鏈上調用的數量從 4 減少到了 2，這使得交易不僅變得更便宜，也變得更快了。
5. 任意消息傳遞：Amarok 升級帶來的最令人興奮的改進，在於開發人員現在能夠構建各種跨鏈 dapp，這解鎖了 JS 風格的異步開發等強大功能（包括對 Solidity 回調的支持）。

下一步是什麼？

Connext 目前在運行一個帶有 Amarok 升級的專用測試網，而在未來的幾周，一個功能齊全的公共測試網將可供任何人使用。

而在 5 月份，Connext 計劃完成升級審計，並於 6 月份進行主網升級。

隨著 Amarok 升級完成後，這將為建設者打開大門，允許他們在 Connext 之上構建他們能想到的任何類型的跨鏈應用，以下是開發者們已經討論過的一些早期用例：

1. 在單筆交易中跨鏈連接 DEX 流動性；
2. 跨鏈金庫策略管理；
3. 關鍵協議操作，例如跨鏈複製/同步全局常量（如 PCV）；
4. 在不引入預言機的情況下將 UniV3 TWAP 引入每條鏈；
5. 與鏈無關的 veToken 治理；
6. 元宇宙與元宇宙之間的跨鏈互操作；