深度解析16个跨链方案性能及发展趋势

 跨链桥不是一个新论题，市面上的文章从桥的基本要素、跨链技能等对跨链桥进行了全面的分类和解读。可是现在文章关于跨链桥的分类使人目不暇接，阻止了人们对跨链桥功用的微观了解。

Dr. DODO 旨在依据对 16 个跨链桥的调研，对桥的各方面功用进行分析和比较。经过比较，人们能够更直观的体会到桥与桥之间的差异化，以及致力于处理的问题是什么，然后反映出跨链桥未来的开展趋势。这篇文章的要点在于比较跨链桥的功用，而不在于对跨链技能本身作出深度解说，读者能够经过文中引用的参考对跨链技能知识进行普及。

一：Literature review

跨链桥的呈现

依据 Blockchain Comparison 的统计，现在存在的公链到达 115 条。不同的区块链之间存在不同的通讯协议、一致规矩和办理模型。Dragonfly Capital 办理合伙人 Haseeb Qureshi 把每一条公链比做一个城市，不管以太坊上能建立起多少摩天大楼（Rollups）仍是需求和其他城市之间连接，这样看来，跨链桥的呈现成为了天经地义。一起新兴公链上蓬勃开展的 DeFi、NFT 和 Gamefi 鼓励着用户将资金在不同的公链之间流通，使跨链桥成为必然产品。

跨链桥作为链与链之间的桥接工具，使用户在链与链之间完结财物和信息搬运，促进了多链生态之间的通讯与兼容性。

依据 DeFi Llama 上的数据来看，截止 2022年3月确定在跨链桥的加密货币高达 $21.8B，其间Wrapped Bitcoin 占市场份额最大，TVL 达 $10.2B， Multichain 排第二，其 TVL 为 $7B。 Arbitrum 为以太坊生态中 TVL 最高的桥约占$6B，其次是 Polygon 约占 $5B。

可是，跨链桥成为公链丛生时期刚需的一起，也成为了黑客们的猛烈进犯方针。于3月23日，Ronin Bridge 被盗 173,600 枚以太坊和 25.5M USDC，总价值超越$600M美元。可笑的是，团队在六天后才发现这一严重丢失。紧接着，LayerZero 的抢手项目 Stargate 跨链桥在安稳币 TVL 高达 $3.6B时，被团队发现底层协议呈现严重安全漏洞。

这些事情使人忧虑，也的确并不是每个人都对跨链桥充满等待，Vitalik Buterin 在 Reddit 发文标明：

未来将是「多链」的（multi-chain），但不会是「跨链」的（cross-chain），因为跨过多个「主权区域」的桥的安全性存在底子限制。

跨链桥的未来将怎么开展，未来是否会呈现多链 vs. 多桥的博弈值得进一步讨论。可是就现阶段来看跨链存在的必要性源于三个方面：进步财物的使用率，拓宽了协议的边界和开发新功用的或许性，为用户可开发者解锁更多玩法。

接下来让我们进一步看看跨链桥是什么，以及它怎么满足以上三种需求。

跨链桥是什么

大都情况下，当用户要把财物从 A 链跨到 B 链时，需求先把财物存到桥在 A 链的指定地址中，接下来，当桥的检测者收到这一信息时，会在链 B 铸造等量的封装财物（wrapped token），或许经过在方针链建立资金池把跨链财物转换成方针链的原生财物，终究把钱打到用户在链 B 的账户中。

依据以上描绘，跨链桥是一种协助用户在具有两种不同协议的区块链之间完结财物搬运的工具，现在的跨链技能触及两个不同的维度：财物和数据跨链，但本文将专心于对财物跨链的解说。接下来，让我们来了解一下在财物跨链过程中的几个重要人物和步骤：

1. 检测者：谁来检测原链和方针链的状况，负责信息的传递？这或许是一个或许一群验证者（validator），或许中继/轻客户端（relayer/light-client)，也有文章称之为预言机（oracle）。
2. 一致机制：验证者之间怎么达到一致？她们怎么加密签署需求被传递到方针链的财物? 多签或是选用更高安全性的 MPC 门限签名机制？
3. 奖惩机制：激励验证者正确传递信息的机制是什么？有的跨链桥奖赏验证者部分买卖费用，或是要求验证者质押办理代币，并在传达错误信息割去其质押的资金。
4. 用户财物是否保管于桥？当用户把财物存放到源链的指定地址时，这个地址或许有桥的验证者监管，或许由智能合约掌控（即排除了人为干涉的因素）。此外，跨链桥也或许经过在方针链布置流动性池，而完结财物跨链。当财物由智能合约掌控或是存储与流动性池的时分，本文将其称为财物非保管。
5. 财物跨链形式：因为每一条公链有着各自原生财物的会计帐本，用户怎么使财物脱离原始账本而在不同的记账系统中流通？在区块律动作者 0x76@BlockBeats 对跨链过程中，财物是否真的搬运这一问题指出，其实跨链的并非财物本身，而是财物所代表的价值。本文将财物跨链形式称为“打钱机制”。

跨链桥的分类办法

现在市面上的文章对跨链桥依据以下几种办法分类：

1.@1kxnetwork 的研讨伙伴 Dmitriy Berenzon 依据桥的服务意图把跨链桥分为四类：专心于做财物跨链的、做某两条链之间的跨链、专心于应用的跨链、普适性的跨链桥。

2.Dmitriy 又依据财物跨链验证机制/技能：单点多点验证，中继+轻客户端/原生验证，流动性网络。

3.市面上的文章对打钱机制有着林林总总的分类，本文选取 Arjun Chand 和 Andre Cronje 对打钱机制的解说：

    Arjun Chand 的文章将打钱分为三类：

• 确定 + 铸造：这类跨链桥会确定原链上的财物，并铸造等量方针链上的财物。
• 毁掉 + 铸造 ：这类跨链桥会毁掉（burn) 原链上的财物，并铸造等量方针链上的财物。
• 原子交换：经过依赖于自我履行的智能合约完结财物兑换，原子交换的去信赖化程度为三种最高。
• 依据 Andre Cronje 的分类，打钱办法分为四类：
• 余额变动：用户将财物确定在源链的智能合约中以后，预言机通知方针链上的跨链合约，然后使方针链搬运财物给到用户的接收地址。
• 确定+铸造/毁掉：当用户将财物确定在跨链桥指定的地址或许智能合约中，跨链桥将会在方针链铸造等量的财物并搬运到用户在方针链的账户中。
• 流动性置换/双向资金池模型：使用桥在方针链建立好的资金池，经过桥的跨链财物完结跨链， 例如 USDC (Ethereum)> anyUSDC 置换成 USDC (Fantom)。
• 打包+铸造/毁掉：使用桥在方针链和源链建立好的资金池，进行两次置换，经过桥的跨链财物完结跨链，例如 USDC 置换成 anyUSDC (Ethereum) > anyUSDC 置换成 USDC (Fantom)。

为了一致打钱机制的分类，本文经过总结跨链桥的技能文档，把打钱机制分为三种：流动性置换（即需求布置流动性池）、确定+铸造/毁掉（无需布置流动性池）和原子置换。

4. 桥的安全性：依据 Dmitriy Berenzon 的文章中说到，“无需信赖”的桥指的是桥的安全性依据底层的公链，为安全性最高的桥，比方 Arbitrum 和 BOBA 桥本质上是以太坊上的扩容计划 - Optimistic Rollup。“稳妥”桥作为安全系数第二高的桥，在验证者犯错时用其抵押资金返还给用户作为补偿。这一机制比只是毁掉验证者抵押财物而不供给补偿的“债务”桥赋予用户更好的体会。终究“需求信赖”的桥一般触及中心化验证买卖和办理用户财物。

本文将桥的安全性由高至低排序：无需信赖的桥（trustless） > 稳妥桥（insured） > 债务桥（bonded） > 需求信赖的桥（trusted）。

5. 其他：关于桥的其它分类办法，Arjun Chand 依据桥的功用进行了进一步的细分，但本文将不再赘述。

跨链桥功用

现在我们了解了桥的基本要素，也了解了依据桥的服务意图、验证办法、打钱办法、安全性的分类，我们能够看出不同的跨链桥有着不同的开展核心。Dmitriy Berenzon 从以下几个视点评价跨链桥的功用：

1. 安全性：本文的断定是，安全性从中继、多点验证至单点验证递减；而在多点验证中，要求验证者进行质押的桥（PoS）比没有质押的桥更安全；此外，当财物保管于桥的时分，安全性下降。
2. 速度：指完结买卖的延时性，以及终究性确保。有的桥专心于特定的生态系统间的跨链（比方支持layer-2间跨链的Hop桥），促进更快的跨链买卖。
3. 可扩展性：开发者集成额定方针链的不同难度等级。
4. 功率本钱：指确保系统安全所需的本钱和财物搬运的买卖本钱，例如：cBridge 2.0的升级就是为了下降流动性供给的门槛，进步流动性深度。
5. 状况性：能够搬运特定财物、更复杂的状况和 / 或履行跨链合约调用。

 

二：跨链桥点评

• 跨链桥产品调研

经过调研跨链桥官网的 document，本段将依据本次研讨的 16 座桥的共性做出综述，而且比较桥与桥之间的功用。需求留意的是，任何人在阅读 Whitepaper 和桥的 document 时都应该带着批判性思想，有时分一个新推出的跨链桥项目或许会为了突出自己的“特性”而用更复杂的言语来描绘现已存在的技能和机制，本段旨在过滤去复杂的言语，直接的比较跨链桥之间的特性差异。

• Synapse: 现阶段为多点验证，进行多方核算（MPC）的验证人之间运转门限签名（TSS）达到一致，现在任何人或许项目能够向Synapse的社区提出申请成为验证人，而下一阶段将推出 PoS 质押机制进一步进步安全性。在打钱这一过程中，Synapse 桥经过在方针链布置资金池来确保用户取得原生财物。财物由 Synapse 智能合约控制，完结财物非保管。
• Multichain: 多点验证，一致由多方核算MPC运转门限签名（TSS）计划确保，现在还没有质押机制，打钱机制为确定+铸造/毁掉，财物非保管。此外，multichain V3 版别中加入了多链路由的跨链办法，用过在多条链上布置流动性池的办法完好财物跨链。
• deBridge: 为多点验证，由多签（multi-sig）达到一致，使用质押机制进一步确保安全；打钱机制为确定+铸造/毁掉；财物被锁在 deBridge 的智能合约中，断定财物为非保管。
• ShuttleFlow: 由联盟节点进行多点验证，经过多签达到一致；打钱机制为确定+铸造/毁掉；财物存放在由联盟成员监管的收款地址中- 断定为保管。
• Warmhole: 由19个 guardians 进行多点验证，由多签达到一致并由 guardian 的声誉确保安全性；打钱机制为确定+铸造/毁掉；断定财物为被保管。
• cBridge：多点验证（Celer State Guardian Network)，由多签和质押达到一致并确保安全；打钱机制为原子置换；依据原子置换的机制，断定财物为非保管。
• ThorChain：多点验证，由多签达到一致，验证人需求 bond 足够多的办理代币 RUNE 才干运转节点，而且验证人会定期被更换以确保安全性；经过流动性池完结财物搬运，以 RUNE 为中间财物；财物非保管。
• Hop：由 Bonder 运转节点进行多点验证，Bonder 需求质押财物然后参与验证买卖；Hop 桥经过在方针链布置资金池来确保用户取得原生财物；断定财物为非保管。
• Polygon/Matic PoS bridge: 多点验证，由多签达到一致，实施质押来确保安全，打钱机制为确定+铸造/毁掉；用户财物为 Polygon 的 Predicate Contract 监管 - 断定为保管。
• Rainbow： 由轻客户端+中继验证完结，一起安全性得到确保；打钱机制为确定+铸造/毁掉；用户财物存储在 TokenLocker 合约中，财物非保管。
• BOBA：BOBA 作为一个 Optimistic Rollup，买卖的验证由智能合约履行，打钱办法为流动性交换，其安全性等同于底层网络-以太坊；用户财物保管与 BOBA 网络监管的地址。
• Arbitrum：Arbitrum 为以太坊的扩容计划之一 - Optimistic Rollup，买卖的验证由智能合约履行；其安全性等同于底层网络-以太坊；用户财物保管与 Arbitrum 监管的地址。
• xDai bridge: 由 TokenbridgeDAO 成员控制，由多签达到一致；打钱机制为确定+铸造/毁掉；财物被保管。
• Binance bridge: Binance 作为中心化买卖所，可将用户财物经过余额变动的办法搬运到不同的链上，用户需求将财物保管于 Binance。
• wBTC：wBTC 作为专心于做 BTC 封装财物的 DAO 中心化的验证用户信息和履行买卖；打钱办法为确定+制造毁掉；用户财物保管于 wBTC。
• Stargate：建立于 LayerZero 上的跨链桥，“验证者”由两个人物承担：预言机和中继器，当两者供给的信息在方针链上匹配时则标明验证/跨链成功；打钱办法为经过一致的流动性池进行流动性之交换；财物非保管。

跨链桥功用对比

每个人对跨链桥技能文档的解读或许稍有不同，所以本文对跨链桥的分类和 Dmitriy Berenzon 的表格稍有出入。可是关于断定跨链桥的验证机制的逻辑是一致的，读者能够依据以下问题来一步步对桥的验证机制和安全性做出断定：

1）首要，跨链桥是中心化办理，多点验证，仍是使用中继+轻客户端验证跨链信息？

2）假如是多点验证，验证人是否需求进行质押才干供给服务？此外，一旦验证人作恶，那么质押的财物是被毁掉，仍是补偿给用户然后维护用户不受丢失？

3）用户在原链存入的财物是保管于跨链桥监管的地址，仍是存入智能合约或许流动性池？

依据以上的问题和思路，本文接下来对 16座跨链桥进行功用上的点评和对比：

在这16个桥中，Synapse、Multichain、deBridge、ShuttleFlow、Warmhole、cBridge、ThorChain、Hop、 Polygon PoS bridge 均为多点验证。值得留意的是，在多点验证的一致机制中，多方核算（MPC）和多签（multi-sig) 的差异在于“私钥”的构成。

多签机制需求几名验证者具有完好的私钥对买卖进行签署，而多方核算消除了单个私钥的概念，需求验证者一起构成一个私钥以完结买卖验证，这样一来验证者并不独立具有完好的私钥，然后确保安全性。Alice Klocko 文章中的对比图更是直观的展现了两种机制的差异。

在这 9 个桥中， deBridge、cBridge、ThorChain、Hop、Polygon 均要求验证人进行质押才干运转节点为买卖验证供给服务，相对其余没有质押机制，或许使用验证人的“声誉”来进行担保的有着相对更高的安全性。

为了进一步进步用户体会，确保用户财物不受丢失， cBridge、deBridge、ThorChain 被称之为”稳妥“桥。意思是当节点作恶时，验证人质押的资金不会被毁掉 ，而是被返还给用户作为补偿。从用户的视点来看这样的机制，比验证人作恶时质押资金仅被毁掉来说这类桥给予用户更定心的跨链体会。

而相关于多点验证，即用户仍是需求相信验证者，Rainbow 桥选用的轻客户端+中继链完美的完结了去中心化。可是，在完结去中心化的一起，Rainbow 桥献身了可扩展性。因为在每条链上布置轻客户端的开发本钱高， Rainbow 现在只能服务于以太坊和 Near 之间的财物跨链。

BOBA 和 Arbitrum 这两座“桥”相对特别，因为它们均为以太坊的 Layer-2 扩容计划 - Optimistic Rollup，所以底层的安全性等同于以太坊。这样的桥虽然具有者较高的安全性，可是当用户想从 Layer-2 跨链回 Layer-1 的时分需求经历 7 天的挑战时刻。

相比之下，xDAI、Binance、wBTC 差异与其他的 13 座桥在于他们的中心化：从买卖验证到对用户财物的保管。虽然很难相信 Binance 会违反自己的名声而故意作恶，可是中心化的办理某种程度上违反了 Web 3 中对去中心化的追求。

Stargate 是三月以来依据 LayerZero 基础协议上的当红跨链项目。为了使读者愈加了解，从验证办法上来说，Stargate 类似于 Rainbow 桥，即经过布置轻客户端和使用中继链来完结财物/信息跨链。可是 Stargate 的创新之处在于它引入了 Oracle 和中继链两个验证主体，且两者之间无需主观达到一致，而是客观的 - 当两者供给的买卖信息 匹配 时，则标明跨链成功。

一起它提出的“超轻客户端”大大下降了布置的难度和本钱。更进一步的，0xivecott 解说到 Stargate 经过布置一致的流动性池为用户供给原生财物，处理了用户收到封装财物的痛点，进步本钱功率。

依据以上的总结能够看出，跨链桥的优劣势无法从某一视点进行评判的，有的桥专心于安全性和去中心化而相对下降对财物搬运的速度和跨链可扩展性的要求，相比之下，有的桥为服务小额转账需求的用户则会优先考虑转账速度和接入的公链数量。

三：跨链桥的开展

跨链桥的项意图开展或许围绕着“互操作性不或许三角”，也或许依据文章前面提出的五个功用做出优化：安全性、速度、可扩展性，本钱功率和状况性。可是需求写在前面的是，跨链桥的开展方针并不是一致的，比方 Multichain 的开展专心于可扩展性，现在接入的公链多达 33 条公链，而且在这一基础上 Multichain V3 优化了打钱机制，经过布置资金池使用户在方针链上的到原生财物，而不是封装财物。

而 Hop 桥专心于做 Layer1-Layer2 之间财物搬运，而不是和 Multichain 在可扩展性上一决高低。本文认为，每个桥有自己的开展核心，在奠定开展方针后，会对安全性，速度，本钱功率等方面做进一步优化。

文章开头说到，Vitalik 对跨链桥未来的忧虑来自于跨过主权区域时桥的安全性问题。的确，不管桥在服务意图上有着怎样的取舍，安全性是跨链桥研制团队想要不断优化升级的重要方向。

比方，Synapse 桥在项目提出随着项目进入开展的第二第三阶段将会要求验证人进行质押然后进步安全性；此外 cBridge 2.0 经过去中心化的验证人网络（SGN）来处理节点信息，相比 1.0 版别中唯一的 Gateway 人物，2.0 版别使安全性得以进步。

安全性的进步也能够从打钱机制上进行优化：大大都的财物跨链形式选用确定+铸造/毁掉，那么用户在方针链上得到的一般为跨链财物（wrapped token），比方 deBridge 的 deUSDT。因为封装财物的发行触及三个阶段，危险系数也是由原生财物，跨链桥安全性，和封装财物安稳性迭加起来。这样看来换得封装财物的用户不只承担了更多的危险，且财物流通性差。

而经过流动性池完结财物跨链则能够了解为比确定+铸造/毁掉的形式多了一步，即在方针链上布置流动性池，然后把桥的封装财物换为方针链的通用财物。这样的机制绕开了确定铸造机制中的功率问题，进步跨链速度。比方，Hop 桥经过在 Rollup 上布置资金池，协助用户把 Hop 桥的封装财物（Hop ETH）转换成 Rollup 上的通用财物（L2 ETH）。

经过流动性完结财物跨链看似方便，但也存在必定问题。通过流动性池完结财物搬运的潜在问题或许在于流动性的深度，和流动性池分裂的情况。比方在 cBridge 2.0 的升级中，流动性供给者无需自行运转节点，而是答应流动性供给者将资金委托给 SGN 验证网络，并获取跨链手续费收益，这一机制下降了流动性供给的门槛，然后进步了本钱功率。

站在用户的视点来看，跨链桥的终究优化落在是否能供给顺滑的跨链体会上，比方，跨链速度是否够快，是否有转账上限，是否能完结一键跨链，是否协助用户预留/算清 gas 费用，得到的财物是否为方针链的通用财物等等。经过一览跨链桥产品对比图，用户能够依据本身的跨链需求，选择相应的跨链桥。

那么未来跨链桥的开展到底是怎样的？与其纠结于弥补跨链桥的短板，不如从用户做财物跨链的意图这一视点动身做前瞻性的思考：

• 跨链聚合：试想一下假如你想把财物从以太坊跨到 Arbitrum，经过跨链桥产品对比图，你知道 deBridge 和 Synapse 都接入了Arbitrum，但你无法确定用哪个跨链链桥实时跨链本钱更低且速度更快。那么跨链聚合器或许会有着很好的前景 - 协助用户免去 DYOR （Do Your Own Research），供给在几秒内筛选出最优的跨链路径和本钱的服务。 Dr.DODO 的下篇文章将对跨链聚合器产品进行具体的比较，敬请关注。
• 开发者也能够考虑在跨链桥中嵌入其他金融服务，比方 Li.Finance 正在做的跨链 + 买卖，以及龙头 DeFi 协议 Aave 在 V3 版别中提出的跨链 + 借贷计划，再或许Sushi 提案集成 LayerZero 推出的跨链桥 Stargate。这样一来用户在跨链的一起便能够完结 DeFi 的相关活动，而不必转至第三方平台。
• 此外，跨链项目 Multichain 最近推出的 anyCall 功用看起来也十分实用和抢眼。anyCall 是一个通用的跨链音讯传输协议，它经过能够调用方针链上的原生合约来完结从 A 链向 B 链发送跨链音讯。在实际的应用中，Curve 抓住了这个先机，经过集成 anyCall 更有效地协助在不同区块链上的 veCRV 持有者分配 CRV 奖赏的权益。具体来说，当 Curve 接入 anyCall 后，能够及时的核算用户在方针链上的奖赏权重并铸造出相应的奖赏。这样无需提早布置 CRV 奖赏的流动性池，然后极大的进步了资金功率。