为什么我们需要跨链桥？当下有哪些热门跨链项目？

未来将是多链的，跨链桥能帮我们获得更多链上收益和交易机会。

撰文：cardfarm，Momentum 6

编译：angelilu

TL;DR

跨链桥使我们能够获得许多链上的收益和交易机会。
桥接有几种形式，每一种都有其自身的安全性、速度和可靠性的组合。
正在开发的新工具可以解决「桥接三难」的新工具。
未来将是多链的。

介绍

跨链桥允许我们在区块链之间转移代币，已经成为大多数 DeFi 用户不可或缺的实用工具。随着新的区块链与新的 DeFi 协议和收益机会的不断涌现，对这些工具的需求在过去几年中呈爆炸性增长。如果你有兴趣追逐最高的资本收益率，那你将会使用到跨链桥。跨链桥有多种形式，每种形式在安全、保管、速度和成本方面都有其优缺点。在这里，我们将尝试解释说明这些差异。

为什么要使用跨链桥？

三个常见原因：

追逐收益：DeFi 允许任何人将他们的资产投入使用并产生一些收益。每条链上的 DeFi 协议都希望你使用其业务，并且经常提供激励措施来吸引你，并鼓励你留下来。
逃避拥挤网络的高额费用：如果你只有几百美元的资产，但每笔交易都需要 20 美元，那么你就很难活下来。如果你能把这种资产连接到一个更便宜的链上，你可以更便宜地进行交易并获得更好的生存机会。
包装或解开原生资产：一些交易所可能会向你出售你刚购买的原生代币的 ERC20 版本。如果你想拥有实际的原生代币，你可能首先需要将你的包装版本与原生网络连接起来。

DeFi 协议通过为我们提供比竞争对手更高的收益来争夺我们的资产。假设以太坊网络上最好的提供 ETH 的年收益率只有 1%，但 Avalanche 网络上包装好的以太坊 wETH 的收益率是4%。在这种情况下，每个人都希望将他们的 ETH 打包并放到 Avalanche 上。由于每个希望成功的 DeFi 平台都引入了流动性挖矿激励措施来吸引用户和资金，因此对功能性和可靠的桥梁的需求出现了爆炸性增长。

对好的跨链桥的另一个明显需求是网络拥堵。以太坊本身已经是一个成功的区块链了，但仍致力于扩容。在网络拥堵最严重的时期，在 Uniswap 上进行一次简单的交易会收取 300 至 500 美元的 Gas 费。已经出现了几个替代的 Layer 1 ，以满足这种对可负担区块空间的需求。如果最新的EVM复制链上也开始变得拥堵，就会有人开辟新的链。只要存在这些高收益机会，对跨链工具的需求就会继续增长。便宜的替代性 Layer 1 满足了这个市场的一些需求，而更便宜的 Layer 2 正在开发建造并等待上线。无论高收益在那条链，用户都希望将资金转移过去。

跨链桥的工作原理

常见的结构有以下三种：

1.锁定和铸币

锁定源链上的资产并在目标链上铸造合成代币。这是目前最常见的桥接类型。ERC20 代币就是一个很好的例子，ERC20 可以代表以太坊上的任何资产，比特币变成 wBTC；甚至以太坊本身也可以被包装成 wETH。

每个网络都有一个原生代币，任何网络都可以通过「桥接」资产来发行自己链上的另一条链的原生代币。这是通过在源链上锁定原生资产，并在目的链上提供资产确实被锁定的证明来实现的。这使得目的链可以发行一个包装好的资产版本，并由锁在源链上保险库中的原生资产支持。该系统的安全性取决于验证转移的桥梁和验证者网络。虽然这种方式是最流行的，但必须解决围绕中心化、可信托管和串谋的问题，以使这种模式更具弹性。还有一个固有的低效率问题仍在解决中。这些桥接通常需要两个步骤来使合成资产在目标链上可用——将 ETH 换成桥接代币，然后销毁桥接代币来铸造合成资产。这为提高效率提供了明显的机会。

2. 原子互换

这可以说是将本地资产转移到其他链的最安全和信任最小化的方法，但这也有一些缺点。两条链必须共享相同的哈希算法，以确保可以在两条链上验证包含传输的区块。

3. 流动性提供者

两个链上都创建了资金池，并为转账提供便利，收取一定费用。这个系统在充分去中心化，有效地再平衡，并且 LP 有足够的激励措施来保持桥两侧的充足流动性时，该系统运行良好。这种类型的桥上的跨链交易在源链和目标链上都有效的。资产从通常由 LP 和验证者管理的金库中转移。

在我们很容易在所有这些不同的链上转移时，幕后发生的包括很严重的技术混乱，只要涉及资金，就有可能发生黑客攻击和漏洞利用。Vitalik 警告我们，他认为糟糕的桥梁架构会带来一些真正的挑战，这些挑战可能会造成系统性风险。在设计这些工具的功能方式时，必须避免串通验证者、受损的预言机、中心化中继器和其他危险。Celestia 的联合创始人 Mustafa Al-Bassam 在接受采访时简要回应了 Vitalik 的说法，称他在很大程度上同意 Vitalik 的观点。他过去曾表达过同样的担忧。然而区别在于，Vitalik 的论点是，每条链都必须使用相同的结算层来共享安全性，因为你不能安全地做桥接。Mustafa 认为，如果使用正确的工具，这仍然是可能的，并且基于通信的跨链桥可以成为一种有效的解决方案。

这里有一个 Layer Zero 上跨链交易的例子，显示了其中的复杂程度：

跨链桥的问题

中心化——如果只有三个人控制着价值数十亿美元的钱包或合约，最可能的结果是这三个人合谋抢劫跨链桥并且跑路。

速度——它可能需要数小时或数天。如果没有足够的流动性，你会发现自己要等上一两天，等待有人用资金做相反方向上的跨链，或者等待目的方补充流动性。

流动性问题——流动性提供者维护的桥梁可能会在桥梁的一侧耗尽资金。这意味着试图桥接资产的用户将不得不等待流动性补充，然后才能看到他们的资产出现在桥的另一边。

智能合约风险——锁定在源链上的资产使得相应的资产在目标链上可用。如果锁定在源链上资金库中的代币被盗，则目标链上包装资产的价值将归零，因为没有任何东西可以赎回它们。

安全问题

最近对 Axie Infinity 的 Ronin 链的黑客攻击证明了为什么桥接安全至关重要。Ronin 桥被攻击，损失了 17.36 万枚 ETH 和 2550 万 USDC，这怎么可能呢？装有被包裹的资产的金库由一个5/9的多签名钱包控制，该钱包由 Ronin 链验证者管理。其中 5 个签名者的密钥被泄露，控制的黑客能够将所有 wETH 发送给他们自己。

这个特殊的事件是一个桥梁过于集中的案例，其信任假设相当差，而且几乎没有监督。在网络高度拥堵的时期，一个签名者被赋予了临时的批准权，而这种批准权并没有在之后立即撤销。这是攻击者在接管 9 个控制桥接资金的签名者中的 4 个后，转移资金所需的最后一环。

更常见的桥接攻击通常涉及智能合约中的可利用代码。你在 Ronin 上获得的 wETH 能用够使用，因为该资产代表锁定在某个资金库中的原生 ETH。如果你能找到一种方法来铸造无限数量的 wETH 并使用桥将其兑换成真正的 ETH，那么恭喜，你刚刚抢劫了一座跨链桥。现在剩下的 wETH（在这个例子中是在 Ronin 链上）基本上一文不值，因为所有被锁定作为其包装版本的抵押品的 ETH 都已经被认领了。这种规模的黑客也有可能极大地扰乱整个加密市场。如果一个劫桥者能像这样大捞一笔，然后开始在市场上抛售价值 5 亿美元的 ETH，这对长期持有 ETH 的人来说是（至少暂时是）坏消息。

希望这么大的数额的攻击事件能抓到黑客，把所有资金归还原处，这是一个宝贵的教训，我们需要仔细考虑这些跨链桥的建设和机制，以限制大规模的系统性风险。也许会有一个更好的方法，我们发现目前有几个有趣且吸引人的跨链互操作性项目正在引入新的桥接方法和策略，。

目前有趣的跨链项目

Chainlink CCIP

Chainlink 构建了一个可编程的代币桥。它使用 Chainlink 的链下报告协议（OCR2.0），一个由数百个独立预言机节点的组成网络及其跨链互操作性协议。CCIP 为所有跨链通信提供了一个接口，并可以轻松集成到任何智能合约应用程序中。它支持任何通用消息并具有重组保护。他们的可编程代币桥也支持计算，允许开发人员跨区块链网络传输代币并在目标链上启动可编程操作。通过使用 Chainlink 的去中心化预言机网络和消息传递路由器，智能合约可以安全地将消息发送到目标链，并由另一个消息传递路由器对其进行验证，然后将消息发送到目标链上的智能合约。

Stargate

Stargate 是一个完全可组合的跨链桥接协议，建立在 LayerZero 之上，允许用户跨各种区块链传输原生代币。

LayerZero 是一个 Omnichain 互操作性协议，专为跨链传递轻量级消息而设计。LayerZero 通过可配置的不信任提供真实且有保证的消息传递。该协议被实施为一组高效、不可升级的智能合约。

大多数现有的跨链桥无法将原生代币从一条链发送到另一条链，而是依靠中间或「包装」代币来完成桥接过程。这种方法创造了一种缓慢且效率极低的用户体验。Stargate 围绕多个链共享的统一流动性池构建，确保始终有足够的流动性可用和快速确定性。最终目标是通过单笔交易实现跨链无缝桥接。

Stargate 如何解决桥接三难困境：

即时保证的确定性：Stargate 向用户和 dApp 保证他们在源链上提出的任何传输请求都会到达目标链。但是，目标链上必须有流动性，否则交易将被退回。使用 Stargate 的桥接，无需包装代币，用户无需在接收链上手动交换代币。

跨链可组合性：Stargate 桥可以由源链和目的链的智能合约组成。这将允许用户在单个跨链交易中完成多个交易。想象一下，将 Fantom 上的 wBTC 换成 Avalanche 上的 JOE，并在不离开 Fantom 的情况下通过单笔交易进入 LP 头寸。

统一流动性：大多数现有的桥都需要分散流动性才能发挥作用。集成到桥接器中的每条链都需要为桥接的每个资产指定一个流动资金池。如果流动性不足，用户也可能会遇到长时间的延迟或交易失败。想要添加新区块链的桥还必须引导一个新池，以在每个现有链上以足够的流动性容纳新链。

Stargate 提出了一种统一的方法，其中所有连接都从一个单一的流动性池中存取，使 Stargate 能够实现可扩容性和效率，这在锁定和铸币或销毁和赎回桥上是不可能的。Stargate 还具有高效的再平衡和自我限制机制，以管理提款活动的峰值。协议上的每条链都可以维护一个单一的流动性池，该池被「软划分」为不同的片区，每个片区对应网络中的一个特定链。

Gravity Bridge

Gravity Bridge 是 EVM 和基于 Cosmos SDK 的区块链之间的桥，它是由 Althea 的优秀人员建造的。他们创建了一个不可升级的 Solidity 合约，允许用户将资产锁定在以太坊上，并在任何 Cosmos 链上铸造等价的代币。它们可以被送回或在其他 Cosmos 链之间发送。不同的 Cosmos 链可以使用这个桥接器访问 ERC20 资产，如 wETH、DAI、USDC 和 wBTC。来自以太坊的资产可以流入 Cosmos 生态系统，并与 Akash Network、Sentinel、Regen 和 Osmosis 等各种应用程序进行交互。Cosmos 生态系统上的资产可以流向以太坊并与以太坊 DeFi 进行交互。

为什么是 Gravity Bridge？

非托管：你在转移资产时只需要信任以太坊和 Cosmos 的安全性。
可信的中立性：该桥并不专注于为特定区块链或 DEX 捕获用户。它的设计是为了让流量在桥上流动，这座桥的中立性降低了获取以太坊生态系统流动性的障碍，同时允许 Cosmos Hub 上的新的和小型区块链参与。
具有互操作性：长期以来，Binance 的 BNB 是 Cosmos 和以太坊生态系统之间唯一的共同资产。讽刺的是，从一个去中心化生态系统连接到另一个去中心化生态系统的唯一方法是通过中心化交易代币。Cosmos 生态中的 DEX 基本上都被搁浅在自己的岛屿上，无法与其他链进行交易。有了 Gravity Bridge，Osmosis、Umee 或 Gravity DEX 将可被所有市场参与者访问。
安全：在基于 Cosmos SDK 的链上有一个活跃的验证器集。验证者必须质押大量代币，并且验证者的任何不当行为都会通过削减验证者的权益来惩罚。它也是无需许可和抗审查的。当至少 2/3 的验证者证明有存款时，将铸造代表性代币。当网桥批量处理多个「SendToEth」消息时，就会发生取款。

Interlay.io

Interlay 推出了 Kintsugi，这是 Polkadot 的金丝雀网络 Kusama 上的第一个无需信任的比特币桥，Polkadot 很快就会有自己的桥。Interlay 的包装比特币 kBTC 与 Maker 的 DAI 非常相似。它在算法上与 BTC 挂钩，并由一个去中心化的保险库网络、一个多抵押系统和跨链加密技术来担保。这个熟悉的抵押品支持的金库利用了 Polkadot 的共享安全模型和比特币的经典安全模型。

Nomad

Nomad 是一个新的设计，用于非常便宜的跨链通信，跳过了区块头验证的需要。Nomad 从 Optimism 团队中汲取了大量灵感。Nomad 本身实际上是他们的 Optics 协议（OPtimistic Interchain Communication）的一个实现和扩展。但是 Nomad 只有 30 分钟的延迟（而不是 ORU 的一周防欺诈窗口）。它的工作方式就像一个公证服务，源链生成并发送一些「文件」（消息），「公证人」（称为Updater）签订合同以签署文件，并被激励只批准有效的消息，否则有可能受到经济上的惩罚并失去他们的「公证人执照」的风险。他们文档中表示：

「Nomad 在任何主链上创建一个经过验证的数据结构，并在任意数量的副本上转发对该数据结构的更新。因此，主链和所有副本 [维护待处理更新队列、接受证明和发送消息的合约] 将就数据结构的状态达成一致。通过在这个数据结构中嵌入数据（消息），我们可以高度自信地在链之间传播它。」

该团队与 Optimism 团队和 Connext 团队的密切合作充分说明了他们的声誉和资质，他们正从一个非常新的角度来处理跨链问题。

我们都厌倦了「狂野西部」和「新前沿」这些陈词滥调，但它们之所以成为陈词滥调，是因为它们是如此贴切的比喻。或许有人争论说现在开始加密是否为时已晚，但毫无疑问我们仍处于跨链通信和桥接的早期阶段。今年跨链方面取得的进展是令人震惊的，而且我们预计这种步伐将继续下去。以下是我们在深入研究该主题时探索和试验的一些跨链桥的列表：

多链桥

原生跨链桥

Matic
Avalanche
Rainbow bridge (NEAR)
Metis
Gravity Bridge（Cosmos）即将推出
Cosmos IBC 在任何 IBC 兼容链之间转移资产

数量排名前 10 的 EVM 跨链桥

AnySwap: Fantom 6.72 亿美元
Avalanche：5.77 亿美元
Wormhole：2.94 亿美元
Polygon：1.31 亿美元
Celer：8600 万美元
Metis：8400 万美元
Near: Rainbow 8000 万美元
Synapse: ETH Bridge Proxy 7200 万美元
Synapse: L1 Bridge Zap 6300 万美元
THORChain：5200 万美元

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