跨鏈簡(jiǎn)史：從資產(chǎn)橋到互操作

跨鏈一開始的目標(biāo)在于讓資產(chǎn)能從一條鏈轉(zhuǎn)移到另一條鏈，又可以安全的返回，后來擴(kuò)展到解決兩個(gè)或多個(gè)不同鏈上資產(chǎn)及狀態(tài)的互相傳遞、轉(zhuǎn)移、交換的問題。隨著現(xiàn)在跨鏈基礎(chǔ)設(shè)施的日趨成熟，對(duì)于跨鏈概念的炒作已經(jīng)冷卻。在這樣一個(gè)時(shí)刻，我們來對(duì)現(xiàn)有的跨鏈技術(shù)形態(tài)，做一個(gè)冷峻的觀察。

跨鏈技術(shù)被認(rèn)為是區(qū)塊鏈領(lǐng)域發(fā)展的圣杯，是實(shí)現(xiàn)萬鏈互通的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)在的跨鏈技術(shù)形態(tài)，有些是在實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)互通，有些是提出了一套通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈間的通信，還有些是提出了新的系統(tǒng)架構(gòu)和運(yùn)行模式，支持更多區(qū)塊鏈的接入。

根據(jù)跨鏈技術(shù)的演進(jìn)和實(shí)現(xiàn)方式，以太坊的創(chuàng)始人 Vitalik 曾經(jīng)總結(jié)了 3 類跨鏈技術(shù)，分別是哈希時(shí)間鎖（HTLC），公證人，側(cè)鏈/中繼。我們將把公證人，和側(cè)鏈/中繼進(jìn)一步分類，各自分成兩個(gè)小類，這樣，我們將分別介紹五種跨鏈方案。

哈希時(shí)間鎖合約是通過一套密碼學(xué)方法，來實(shí)現(xiàn)跨鏈的去信任資產(chǎn)交易，比如我的 BTC 和你的 ETH 交易，就可以通過哈希鎖來實(shí)現(xiàn)交易的原子性。

其原理大致如下：用戶 A 生成隨機(jī)數(shù) s，并計(jì)算出該隨機(jī)數(shù)的哈希值 h=hash(s) 發(fā)送給用戶 B，A 和 B 通過智能合約先后鎖定各自的資產(chǎn)。A 公開出示 s 可獲得 B 鎖定的資產(chǎn)，同時(shí) B 也獲得了 s，可獲得 A 的鎖定資產(chǎn)，若超過設(shè)定的時(shí)間，A 沒有出示 s，智能合約中鎖定的資產(chǎn)會(huì)自動(dòng)回退給雙方。

公證人機(jī)制是指由公證人建立一個(gè)中間賬戶，用戶將資產(chǎn)轉(zhuǎn)入中間賬戶，由公證人跨鏈發(fā)行一種映射原 Token 的影子 Token 給到用戶。當(dāng)用戶需要贖回的時(shí)候，將影子 Token 銷毀，并向公證人提供證明，公證人將中間賬戶中的原始 Token 轉(zhuǎn)到該用戶的地址。

公證人必須是可信的。公證人可以憑借自身信用，也可以通過智能合約做超額抵押來獲得信任。公證人可以是單個(gè)主體，也可以是多個(gè)主體通過某種規(guī)則組合形成的聯(lián)盟。

根據(jù)公證人的單主體還是多主體，以及公證人的信譽(yù)來源是超額抵押還是自身信用，我們可以把公證人方案劃分為 4 個(gè)子類：

其中，HBTC，BTTC，imBTC 均屬于 ② 方案，tBTC 屬于 ③ 方案，X-BTC，WBTC 屬于 ④ 方案，采用方案 ① 的項(xiàng)目暫未發(fā)現(xiàn)。你可能發(fā)現(xiàn)，全是比特幣跨鏈項(xiàng)目，為什么如此，我們后文在對(duì)比分析中會(huì)有詳述。

我們并不需要關(guān)注公證人的數(shù)量，因此，我們將公證人方案，僅按信任來源，分為兩個(gè)子類。

公證人通過超額抵押建立信用，這意味著，公證人抵押的資產(chǎn) v2，必須大于中間賬戶中的資產(chǎn)價(jià)值 v1。當(dāng)公證人出現(xiàn)作惡行為或者過失行為，導(dǎo)致中間賬戶里的資產(chǎn)遭受損失，那么抵押的資產(chǎn)將可以用來賠付給受損失的用戶。然而，超額抵押會(huì)給公證人帶來資金成本，這些成本，會(huì)轉(zhuǎn)化為高額的跨鏈的手續(xù)費(fèi)，而高額的跨鏈?zhǔn)掷m(xù)費(fèi)會(huì)讓用戶望而卻步。

公證人也可以通過自身信用來背書，讓用戶信任。但這種信任是中心化的，和區(qū)塊鏈的基本精神是背離的。但由于這種方式手續(xù)費(fèi)低廉，甚至免費(fèi)，因此還是吸引了大批用戶。這種由中心化機(jī)構(gòu)擔(dān)保的跨鏈方式，對(duì)于跨鏈資金體量小，安全訴求低的用戶而言，也是很好的選擇。

第三種是側(cè)鏈/中繼的方案。側(cè)鏈和中繼其實(shí)是同一個(gè)概念，中繼鏈就相當(dāng)于多條鏈共同的側(cè)鏈，為了簡(jiǎn)化表述，我們后文統(tǒng)一稱為橋接鏈方案。

橋接鏈方案我們分兩類來說，分別是通用方案和同構(gòu)跨鏈專用方案。

橋接鏈通用方案和公證人方案一樣，仍然存在一個(gè)中間賬戶，但中間賬戶的安全，不靠公證人來保護(hù)，而是靠智能合約來規(guī)范，這意味著中間賬戶將是一個(gè)合約賬戶，其資產(chǎn)管理規(guī)則被智能合約的代碼約束，而不是由公證人約束。如果代碼本身沒有問題，只要部署該合約的鏈?zhǔn)前踩?，那么合約中的資產(chǎn)就是安全的。

當(dāng)然，如果橋接鏈本身有問題，也會(huì)影響合約賬戶里的資產(chǎn)安全。因此，驗(yàn)證人們必須 Stake 一定價(jià)值的 Work Token 來保障橋接鏈的安全運(yùn)行。假設(shè)這個(gè)價(jià)值是 v3，那么這個(gè) v3 是可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于合約賬戶里的資產(chǎn)價(jià)值 v1 的。

為什么 v3 可以小于 v1 呢？因?yàn)楝F(xiàn)在較為通行的 BFT-PoS 類共識(shí)，幾乎杜絕了能夠篡改賬本的“雙花”攻擊(如果橋接鏈賬本被篡改，則有可能間接威脅到合約賬戶中的資產(chǎn)安全)，實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)的共識(shí)安全。BFT-PoS 可以做到即時(shí)確定性，而非概率確定性，攻擊者即便掌握了半數(shù)以上的 Staking Work Token，最多只能做到拒絕簽名區(qū)塊，讓封塊速度減慢，讓網(wǎng)絡(luò)無法處理交易，已經(jīng)形成最終確定性的區(qū)塊中的交易是無法被逆轉(zhuǎn)的。我們可以認(rèn)為，只要 BFT-PoS 鏈沒有代碼故障，無論 Token 市值多小，都是安全的。

雖然惡意的驗(yàn)證人，無法動(dòng)搖中間賬戶內(nèi)的資產(chǎn)安全，但網(wǎng)絡(luò)癱瘓，停止驗(yàn)證新交易，也不是我們希望看到的狀況。因此，v3 最好也不要太小，我們還是希望橋接鏈的 Token 市值越大，Staking 比例越高，去中心化程度越高越好。

v3 可以小于 v1，因此不會(huì)有超額抵押帶來的高額跨鏈?zhǔn)掷m(xù)費(fèi)，使用跨鏈橋?qū)⒖梢宰龅胶芰畠r(jià)。那么有沒有方法進(jìn)一步降低跨鏈成本呢？可能有的朋友會(huì)想到讓多條鏈復(fù)用同一座橋，這便是 Poly Network 的思路。

橋接鏈通用方案，看起來已經(jīng)很完美了！但我們對(duì)于跨鏈，還有更高的追求。其一，多鏈復(fù)用的資產(chǎn)橋，可以盡可能多的兼容現(xiàn)有的鏈，但新的鏈不斷涌現(xiàn)，要再去擴(kuò)充兼容太麻煩了，能否有一個(gè)通用的鏈框架，讓新鏈遵循框架，能夠一勞永逸的實(shí)現(xiàn)跨鏈呢？其二，我們對(duì)于跨鏈的追求，并不只是想實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)橋，我們還希望鏈間能傳遞更豐富的信息，有強(qiáng)大的互操作性，例如可以跨鏈調(diào)用合約，讓多個(gè)鏈真正連接起來，形成有機(jī)整體。

基于對(duì)以上兩者的追求，區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缋镉辛瞬ê?Cosmos 這樣的同構(gòu)跨鏈項(xiàng)目。兩者都采用了“1 母鏈 + N 子鏈”的架構(gòu)，其中母鏈?zhǔn)撬凶渔湹墓矘蚪渔湥魏伍_發(fā)者都可以按照規(guī)定的框架開發(fā)子鏈，并申請(qǐng)接入母鏈。

Cosmos 母鏈名為 Hub，子鏈名為 Zone，通過內(nèi)置的 IBC 協(xié)議，Zone 之間可以實(shí)現(xiàn)跨鏈通訊，既能傳遞資產(chǎn)，也能傳遞其他格式的信息，實(shí)現(xiàn)跨鏈互操作性。波卡母鏈名為中繼鏈，子鏈名為平行鏈，平行鏈之間通過 XCMP 協(xié)議來通訊，以實(shí)現(xiàn)跨鏈互操作。事實(shí)上，波卡的中繼鏈不光起到橋接作用，還可以讓接入的平行鏈共享其共識(shí)層的安全性，而對(duì)于 Cosmos 的 Zone 而言，鏈的安全是需要自己負(fù)責(zé)的。

哈希時(shí)間鎖雖然能實(shí)現(xiàn)跨鏈交易的原子性，但無法實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的跨鏈流通。這意味著，通過哈希時(shí)間鎖，我的 BTC 和你的 ETH 進(jìn)行安全的交易，但并不能讓 BTC 流通到 ETH 上，也無法讓 ETH 流通到比特幣鏈上。但哈希時(shí)間鎖的通用性最強(qiáng)，對(duì)鏈的屬性沒有任何限制。

公證人方案，可以在一條圖靈完備的鏈和一條非圖靈完備的鏈之間實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)跨鏈。當(dāng)然，這種資產(chǎn)跨鏈?zhǔn)菃蜗虻?/span>，只能由非圖靈完備的鏈上跨到圖靈完備的鏈上。例如把 BTC 引入 ETH，反之把 ETH 引入比特幣鏈則不行。這并不是公證人方案的限制。事實(shí)上，公證人方案也可以實(shí)現(xiàn)兩條圖靈完備的鏈間的資產(chǎn)雙向跨鏈流通，但由于其要么費(fèi)率較高（超額抵押方案），要么傾向于中心化（自身信譽(yù)方案），人們更多的會(huì)采用橋接鏈方案。

前文提到一個(gè)問題，為什么比特幣的跨鏈更多采用了公證人方案，而非橋接鏈方案呢？這是因?yàn)楸忍貛沛湶皇菆D靈完備的。在這里解釋一下，為什么橋接鏈只能在雙圖靈完備的鏈間跨鏈呢，是因?yàn)闃蚪渔湶皇且粋€(gè)獨(dú)立的存在，而需要部署在兩端鏈上的合約配合，就像一座橋不能懸空存在，必須在兩岸有橋墩作為依托。

在雙圖靈完備鏈間跨鏈，橋接鏈方案更有優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在無需超額抵押，且可以多鏈復(fù)用，可以更低的成本實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)跨鏈。像波卡，Cosmos 這樣的跨鏈項(xiàng)目則直接搭建了一個(gè)全新的多鏈架構(gòu)，超越了資產(chǎn)橋，在同構(gòu)鏈之間實(shí)現(xiàn)了豐富的互操作性。

我們闡述了三大類（五小類）的跨鏈方案，我們將各方案的特性對(duì)比做成表格。

以上我們對(duì)各跨鏈方案的闡述順序，其實(shí)有一條清晰的時(shí)間脈絡(luò)。最早的主流鏈有比特幣和以太坊，人們想要實(shí)現(xiàn) BTC 和 ETH 之間的交易，最先能想到的便是哈希時(shí)間鎖這樣的，不需要借助任何外力的純密碼學(xué)方法。2013年5月, Nolan 在 BitcoinTalk 論壇提出了原子轉(zhuǎn)移（atomic transfers）思路。后來，人們開始建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，建立資產(chǎn)橋，讓鏈間的資產(chǎn)能夠互通，在這當(dāng)中，比特幣作為市值最大的加密資產(chǎn)，吸引了很多人想把比特幣資產(chǎn)導(dǎo)入到其他鏈，但由于比特幣不支持智能合約，人們只好使用公證人機(jī)制。

由于理念的不同，有的項(xiàng)目采用了去中心化的，成本較大的超額抵押方案，有的項(xiàng)目則采用了簡(jiǎn)單直接的中心化托管方案。為了降低跨鏈成本，人們想到了，讓多鏈共用一座鏈橋的方式。為了一勞永逸，實(shí)現(xiàn)對(duì)新鏈的兼容性，人們制定了新鏈開發(fā)的框架和標(biāo)準(zhǔn)，如 Substrate 和 Tendermint，為了實(shí)現(xiàn)更多維度的互操作性，人們創(chuàng)造了同構(gòu)多鏈架構(gòu)，如 Polkadot，Cosmos?，F(xiàn)如今，區(qū)塊鏈跨鏈基礎(chǔ)設(shè)施日趨成熟，以至于人們已經(jīng)不再常常討論跨鏈，就像我們看到燈亮起時(shí)，不再談?wù)摗半姟钡脑硪粯印?/p>

區(qū)塊鏈的從業(yè)者們從未停止思考，從未停止追求更優(yōu)方案，在他們的推動(dòng)下，區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缦裆镆粯酉蛑鼜?fù)雜，也更簡(jiǎn)單的方向不斷演化著。

由于 Bifrost 所創(chuàng)造的衍生品，必須有充足的流動(dòng)性才能發(fā)揮其釋放質(zhì)押資產(chǎn)流動(dòng)性的作用。其中，衍生品是否能跨鏈流通對(duì)于其流動(dòng)性非常重要，vToken 有必要作為 DeFi 基礎(chǔ)資產(chǎn)，參與到除波卡生態(tài)以外的其他生態(tài)中，尤其是以太坊生態(tài)。從波卡到以太坊，已經(jīng)有不少現(xiàn)成可選的橋接鏈，在 Bifrost 的 RoadMap 中有自己開發(fā)橋接鏈的計(jì)劃作為備選方案。

眾所周知，區(qū)塊鏈行業(yè)對(duì)于有價(jià)值的新創(chuàng)造溢價(jià)極高，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊鏈行業(yè)的環(huán)境也越來越適合新的創(chuàng)造，因?yàn)榛A(chǔ)設(shè)施越來越完善，人們不必重造車輪。Bifrost 專注于自身業(yè)務(wù)，不斷打磨優(yōu)化產(chǎn)品邏輯，做好質(zhì)押資產(chǎn)的流動(dòng)性釋放即可。橋接鏈和波卡 Substrate 對(duì)于 Bifrost 而言是基礎(chǔ)設(shè)施。然而，對(duì)于那些以 vToken 為底層資產(chǎn)的 DeFi 應(yīng)用，Bifrost 又何嘗不是其基礎(chǔ)設(shè)施？整個(gè)行業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新，往往就是這樣層遞式的。

Bifrost（彩虹橋）是波卡生態(tài) DeFi 基礎(chǔ)協(xié)議，致力成為質(zhì)押資產(chǎn)提供流動(dòng)性的基礎(chǔ)設(shè)施，推出面向 Staking 和波卡平行鏈卡槽（Crowdloan）的衍生品vToken。目前已獲得 NGC、SNZ、DFG、CMS 等機(jī)構(gòu)數(shù)百萬美金融資和 Web3 基金會(huì) Grant，同時(shí)也是 Substrate Builders Program、Web3 Bootcamp 成員。

vToken 可在 DeFi、DApp、DEX、CEX 等多場(chǎng)景下優(yōu)化 Trading，通過 vToken 實(shí)現(xiàn) Staking、Crowdloan 等質(zhì)押權(quán)益的轉(zhuǎn)讓通道，實(shí)現(xiàn)質(zhì)押資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖，擴(kuò)充場(chǎng)景如 vToken 作為抵押物進(jìn)行借貸時(shí)，其 Staking 收益可抵銷部分利息，實(shí)現(xiàn)低息借貸。

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