บทความนี้จะแนะนำสถานการณ์ปัจจุบันและอนาคตของการเชื่อมโยงบล็อกเชน

ที่มา | 1kxnetwork

ผู้แต่ง | ดมิทรี เบเรนซอน

หลังจากการวิจัยและพัฒนาหลายปี ในที่สุดเราก็ได้สร้างโครงสร้างตลาดแบบหลายห่วงโซ่ ปัจจุบันมีบล็อกเชนสาธารณะที่ใช้งานอยู่มากกว่า 100 รายการ ซึ่งหลายแห่งมีแอปพลิเคชันเฉพาะ ผู้ใช้ การกระจายทางภูมิศาสตร์ แบบจำลองความปลอดภัย และการออกแบบที่ต้องเสียเปรียบ ไม่ว่าแต่ละชุมชนจะเชื่ออย่างไร ความจริงก็คือจักรวาลมีแนวโน้มที่จะเพิ่มเอนโทรปี และจำนวนของเครือข่ายเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นต่อไปในอนาคต

คำอธิบายภาพ

ในบทความนี้ ฉันจะ:

ในบทความนี้ ฉันจะ:

• อธิบายว่าเหตุใดการเชื่อมต่อจึงมีความสำคัญ

• ภาพรวมของการออกแบบสะพานแบบต่างๆ พร้อมข้อดี ข้อเสีย

• ภาพรวมของการเชื่อมในปัจจุบันโดยทั่วไป

• ชื่อระดับแรก

การทำงานร่วมกันช่วยปลดล็อกความเป็นไปได้ที่เป็นนวัตกรรมใหม่

ชื่อเรื่องรอง

▲ ปรับปรุงประสิทธิภาพและยูทิลิตี้ของสินทรัพย์เข้ารหัสที่มีอยู่

การเชื่อมโยงช่วยให้สามารถถ่ายโอนสินทรัพย์ crypto ที่มีอยู่ไปยังแพลตฟอร์มใหม่เพื่อทำสิ่งใหม่ๆ ชอบ:

• ส่ง DAI ไปที่ Terra เพื่อซื้อสินทรัพย์สังเคราะห์บน Mirror หรือรับผลตอบแทนจาก Anchor

• ส่ง TopShot จาก Flow ไปยัง Ethereum เพื่อเป็นหลักประกันสำหรับ NFTfi

• ชื่อเรื่องรอง

▲ ขยายฟังก์ชันผลิตภัณฑ์ของโปรโตคอลที่มีอยู่

การเชื่อมโยงขยายพื้นที่การออกแบบที่โปรโตคอลสามารถนำไปใช้ได้ ตัวอย่างเช่น:

• การขุดสภาพคล่องด้วยห้องนิรภัย Yearn บน Solana และ Avalanche

• หนังสือคำสั่งซื้อที่ใช้ร่วมกันข้ามเครือข่าย NFT บน Ethereum และ Flow บน Rarible Protocol

• ชื่อเรื่องรอง

▲ ปลดล็อกกรณีการใช้งานใหม่สำหรับผู้ใช้และนักพัฒนา

การเชื่อมโยงช่วยให้ผู้ใช้และนักพัฒนามีตัวเลือกมากขึ้น ชอบ:

• หากำไรจากราคาของ SUSHI ใน DEX บน Optimism, Arbitrum และ Polygon

• ชำระค่าจัดเก็บ Arweave ด้วย Bitcoin

• ชื่อระดับแรก

บริดจ์ 101

ในระดับนามธรรม สะพานสามารถกำหนดเป็น: ระบบสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างบล็อกเชนสองตัวหรือมากกว่า และ "ข้อมูล" สามารถอ้างถึงสินทรัพย์ การเรียกสัญญา การพิสูจน์ หรือรัฐ การออกแบบสะพานส่วนใหญ่ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังต่อไปนี้

• เฝ้าสังเกต:ข้อความ/รีเลย์:

• ข้อความ/รีเลย์:ฉันทามติ:

• ฉันทามติ:เข้าสู่ระบบ:

• เข้าสู่ระบบ:ผู้เข้าร่วมจำเป็นต้องลงนามในการเข้ารหัสข้อมูลที่ส่งไปยังเชนเป้าหมาย ไม่ว่าจะเป็นลายเซ็นเดียวหรือเป็นส่วนหนึ่งของแผนลายเซ็นเกณฑ์

โครงร่างการเชื่อมโยงมีสี่ประเภทกว้าง ๆ ซึ่งแต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสีย:

• เฉพาะสินทรัพย์:วัตถุประสงค์เพียงอย่างเดียวของบริดจ์ประเภทนี้คือเพื่อให้สามารถเข้าถึงสินทรัพย์เฉพาะของเชนภายนอกได้ โดยทั่วไปแล้ว สินทรัพย์เหล่านี้เป็นสินทรัพย์ที่ "ถูกห่อหุ้ม" (สินทรัพย์ที่ได้รับการค้ำประกันอย่างสมบูรณ์โดยสินทรัพย์อ้างอิง ไม่ว่าจะในรูปแบบการดูแลหรือไม่ดูแล) Bitcoin เป็นสินทรัพย์ที่พบได้บ่อยที่สุดที่เชื่อมโยงกับเชนอื่นๆ โดยมีสะพานที่แตกต่างกันเจ็ดแห่งบน Ethereum เพียงแห่งเดียว การเชื่อมโยงประเภทนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการดำเนินการและได้รับสภาพคล่องมหาศาลจากมัน แต่ฟังก์ชันการทำงานมีจำกัดและจำเป็นต้องดำเนินการซ้ำในแต่ละเป้าหมาย ตัวอย่างคือ wBTC และ Arweave ที่ห่อไว้

• เฉพาะกลุ่ม:สะพานเชื่อมระหว่างสองเชน โดยทั่วไปจะรองรับโทเค็นการล็อกและปลดล็อกบนเชนต้นทางและการสร้างสินทรัพย์ที่ห่อหุ้มโดยพลการบนเชนเป้าหมาย เนื่องจากความซับซ้อนที่จำกัดของสะพานเหล่านี้ มักจะออกสู่ตลาดได้เร็วกว่า แต่ก็ไม่สามารถปรับขนาดได้ง่ายในระบบนิเวศที่กว้างขึ้น กรณีการใช้งานคือสะพาน PoS ของ Polygon ซึ่งช่วยให้ผู้ใช้สามารถโอนสินทรัพย์จาก Ethereum ไปยัง Polygon และในทางกลับกัน แต่สำหรับเครือข่ายทั้งสองนี้เท่านั้น

• เฉพาะแอปพลิเคชัน (เฉพาะแอปพลิเคชัน):แอปพลิเคชันที่ให้การเข้าถึงบล็อกเชนตั้งแต่สองตัวขึ้นไป แต่จะอยู่ภายในแอปพลิเคชันนั้นเท่านั้น ข้อดีของตัวแอปพลิเคชันเองคือฐานรหัสมีขนาดเล็กกว่า แทนที่จะมีอินสแตนซ์แยกต่างหากของแอปพลิเคชันทั้งหมดในแต่ละบล็อกเชน มักจะมี "อะแดปเตอร์" แบบโมดูลาร์ที่มีน้ำหนักเบากว่า บล็อกเชนที่ใช้ "อะแดปเตอร์" สามารถเข้าถึงบล็อกเชนอื่นๆ ทั้งหมดที่เชื่อมต่ออยู่ ดังนั้นจึงมีผลกับเครือข่าย ข้อเสียคือการขยายฟังก์ชันดังกล่าวไปยังแอปพลิเคชันอื่นทำได้ยาก (เช่น จากแอปพลิเคชันให้ยืมไปยังแอปพลิเคชันซื้อขาย) กรณีการใช้งานเฉพาะ ได้แก่ Compound Chain และ Thorchain ซึ่งสร้างบล็อกเชนอิสระตามลำดับโดยเฉพาะสำหรับการให้กู้ยืมข้ามสายโซ่และการทำธุรกรรม

• สรุป:คำอธิบายภาพ

ณ วันที่ 14 กันยายน 2021

นอกจากนี้ ตามกลไกที่ใช้ในการตรวจสอบธุรกรรมข้ามสาย มีการออกแบบสะพานประมาณสามประเภท:

▲ ประเภทที่ 1: ตัวตรวจสอบภายนอก & สหพันธ์

คำอธิบายภาพ

ภาพประกอบแบบง่ายของตัวตรวจสอบความถูกต้องภายนอกและระบบแบบรวมศูนย์

▲ ประเภทที่ 2: ไคลเอ็นต์แบบไลท์และรีเลย์

คำอธิบายภาพ

ภาพนามธรรมของระบบไคลเอ็นต์/รีเลย์แบบเบา

▲ ประเภทที่ 3: เครือข่ายสภาพคล่อง

คำอธิบายภาพ

ภาพประกอบนามธรรมของเครือข่ายของไหล

คำอธิบายภาพ

ณ วันที่ 14 กันยายน 2021

เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าสะพานใด ๆ ข้างต้นเป็นช่องทางการสื่อสารแบบสองทาง อาจมีโมเดลแยกกันในแต่ละแชนแนล ดังนั้นการจัดหมวดหมู่นี้จึงไม่ได้แสดงถึงโมเดลไฮบริดอย่างเช่น Gravity, Interlay และ tBTC เนื่องจากทั้งคู่มีไคลเอ็นต์แบบไลท์ในทิศทางเดียวและโหนดตัวตรวจสอบในอีกทิศทางหนึ่ง

ความปลอดภัย:

• ความปลอดภัย:ความเร็ว:

• ความเร็ว:เวลาแฝงสำหรับการทำธุรกรรมให้เสร็จสิ้นและการรับประกันขั้นสุดท้าย มักจะมีการแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วและความปลอดภัย

• การเชื่อมต่อ:ประสิทธิภาพของเงินทุน:

• ประสิทธิภาพของเงินทุน:สถานะ:

• สถานะ:ความสามารถในการถ่ายโอนสินทรัพย์เฉพาะ สถานะที่ซับซ้อนมากขึ้น และ/หรือทำการเรียกสัญญาข้ามสาย

สรุปแล้ว การแลกเปลี่ยนของกลไกการออกแบบทั้งสามนี้สามารถประเมินได้จากมุมมองของรูปต่อไปนี้:

นอกจากนี้ ความปลอดภัยยังเป็นขอบเขตซึ่งเราสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ได้คร่าวๆ ดังนี้

• ไม่น่าเชื่อถือ:การรักษาความปลอดภัยของสะพานนั้นเชื่อมโยงกับบล็อกเชนพื้นฐานที่สะพานนั้นเชื่อมโยงอยู่ เงินของผู้ใช้จะไม่สูญหายหรือถูกขโมย เว้นแต่บล็อกเชนพื้นฐานจะได้รับผลกระทบจากการโจมตีในระดับที่สอดคล้องกัน ที่กล่าวว่า มันไม่น่าเชื่อถืออย่างสมบูรณ์ เนื่องจากองค์ประกอบทางเศรษฐกิจ วิศวกรรม และการเข้ารหัสของระบบทั้งหมดเหล่านี้มีสมมติฐานที่เชื่อถือได้ (เช่น รหัสนั้นปราศจากช่องโหว่)

• ผู้ประกันตน:ผู้โจมตีสามารถขโมยเงินของผู้ใช้ได้ แต่การกระทำดังกล่าวอาจไม่ได้ประโยชน์ เพราะต้องให้หลักประกันก่อนถึงจะเข้าร่วมเครือข่ายได้ และจะถูกยึด เมื่อมีพฤติกรรมผิดๆ ชั่วๆ หากเงินของผู้ใช้หายไป โปรโตคอลจะชดเชยผู้ใช้โดยการริบหลักประกันของผู้โจมตี

• ถูกผูกมัด:คล้ายกับแบบจำลองการประกัน (เช่น ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของผู้เข้าร่วมมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพฤติกรรมของพวกเขา) ยกเว้นว่าหลักประกันของผู้ใช้จะถูกยึดเนื่องจากความผิดพลาดและพฤติกรรมที่เป็นอันตราย ประเภทของหลักประกันมีความสำคัญต่อทั้งการประกันและแบบจำลองหลักประกัน หลักประกันภายนอก (โทเค็นโปรโตคอลที่ใช้เป็นหลักประกัน) มีความเสี่ยงมากกว่าเพราะหากสะพานล้มเหลว มูลค่าของโทเค็นก็มีแนวโน้มที่จะพังทลายเช่นกัน ซึ่งลดความปลอดภัยลงอีก รับประกันสะพาน

• ที่เชื่อถือ:คำอธิบายภาพ

ณ วันที่ 14 กันยายน 2021

ชื่อระดับแรก

สรุปข้อเสียของกลไกการออกแบบ

โดยทั่วไป "ตัวตรวจสอบภายนอกและการรวมศูนย์" จะดีกว่าสำหรับสถานะและการเชื่อมต่อ เนื่องจากสามารถทริกเกอร์ธุรกรรม จัดเก็บข้อมูล และอนุญาตให้มีปฏิสัมพันธ์กับข้อมูลในเครือข่ายเป้าหมายจำนวนเท่าใดก็ได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้มาพร้อมกับต้นทุนด้านความปลอดภัย เนื่องจากผู้ใช้ตามคำนิยาม พึ่งพาความปลอดภัยของบริดจ์มากกว่าเชนต้นทางหรือปลายทาง ในขณะที่กลไกตรวจสอบความถูกต้องภายนอกส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นแบบที่อิงตามความเชื่อถือ แต่บางกลไกต้องการสินทรัพย์ค้ำประกัน ซึ่งเป็นส่วนย่อยที่ใช้ในการประกันผู้ใช้ปลายทาง น่าเสียดายที่กลไกการประกันของพวกเขามักจะสะท้อนกลับ หากใช้โทเค็นโปรโตคอลเป็นหลักประกัน จะถือว่ามูลค่าของโทเค็นเพียงพอที่จะชดเชยการสูญเสียให้กับผู้ใช้ นอกจากนี้ หากสินทรัพย์จำนองแตกต่างจากสินทรัพย์ประกัน ก็จำเป็นต้องอาศัยการไหลของราคาของเครื่องออราเคิล ดังนั้นความปลอดภัยของบริดจ์จึงลดลงเท่ากับความปลอดภัยของเครื่องออราเคิลด้วย และหากไม่มีแบบจำลองความน่าเชื่อถือ สะพานเหล่านี้ยังเป็นช่องทางที่มีประสิทธิภาพด้านเงินทุนน้อยที่สุด เนื่องจากช่วยให้เกิดปริมาณงานทางเศรษฐกิจ ในขณะที่ต้องเพิ่มขนาดของหลักประกันตามสัดส่วน

"ไคลเอ็นต์แบบไลท์และรีเลย์" ยังดีกว่าในสถานะปกติ เนื่องจากระบบรีเลย์ส่วนหัวของบล็อกสามารถส่งข้อมูลประเภทใดก็ได้ แม้ว่าจะมีข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับความคงอยู่เนื่องจากความจำเป็นในการส่งต่อเพื่อส่งข้อมูล แต่ก็มีความปลอดภัยสูงเช่นกันเนื่องจากไม่ต้องการข้อสันนิษฐานด้านความน่าเชื่อถือเพิ่มเติม ในขณะเดียวกันก็เป็นสะพานเชื่อมที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเนื่องจากไม่จำเป็นต้องล็อคสินทรัพย์ อย่างไรก็ตาม ข้อดีเหล่านี้มาจากค่าใช้จ่ายในการเชื่อมต่อ ทุกครั้งที่มีการเชื่อมต่อ chain คู่หนึ่ง ผู้พัฒนาจะต้องปรับใช้ light client smart contract ใหม่บน source chain และ target chain ความซับซ้อนของสัญญาอยู่ระหว่าง O(LogN) และ O(N) (เหตุผลอยู่ระหว่างสิ่งนี้ เพราะมันค่อนข้างง่ายที่จะเพิ่มการรองรับลูกโซ่โดยใช้อัลกอริทึมที่สอดคล้องกัน) นอกจากนี้ยังมีข้อบกพร่องด้านความเร็วที่สำคัญในโมเดลที่มองโลกในแง่ดีซึ่งอาศัยหลักฐานการฉ้อโกง ซึ่งสามารถเพิ่มเวลาแฝงได้ถึง 4 ชั่วโมง

"เครือข่ายของเหลว" แข็งแกร่งกว่าในแง่ของความปลอดภัยและความเร็ว เนื่องจากเป็นระบบที่ผ่านการตรวจสอบในท้องถิ่น (กล่าวคือ ไม่ต้องการความเห็นพ้องต้องกันทั่วโลก) นอกจากนี้ยังมีเงินทุนที่มีประสิทธิภาพมากกว่ากลไกการตรวจสอบความถูกต้องภายนอกของกลไกการเดิมพัน/การประกัน เนื่องจากประสิทธิภาพของเงินทุนเกี่ยวข้องกับกระแสธุรกรรม/มูลค่ามากกว่าการรักษาความปลอดภัย ตัวอย่างเช่น ด้วยกลไกการปรับสมดุลในตัว เครือข่ายสภาพคล่องสามารถอำนวยความสะดวกให้กับปริมาณงานทางเศรษฐกิจขนาดใหญ่ตามอำเภอใจ โดยถือว่าการไหลของธุรกรรมเท่ากันสำหรับทั้งสองห่วงโซ่

ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข

ปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข

การสร้างสะพานข้ามโซ่ที่แข็งแรงเป็นปัญหาที่ยากในระบบแบบกระจาย แม้ว่าจะมีความพยายามหลายครั้งในด้านนี้ แต่ก็ยังมีปัญหาบางอย่างที่ยังไม่ได้แก้ไข:

• ตอนจบและการย้อนกลับ:ในสายโซ่ที่มีความน่าจะเป็นขั้นสุดท้าย สะพานจะจัดการกับการจัดระเบียบบล็อกใหม่และการโจมตีของขโมยเวลาอย่างไร ตัวอย่างเช่น จะเกิดอะไรขึ้นกับผู้ใช้ที่ส่งตัวเองจาก Polkadot ไปยัง Ethereum หากเชนตัวใดตัวหนึ่งประสบปัญหาการย้อนกลับสถานะ

• การถ่ายโอน NFT และแหล่งที่มา (การถ่ายโอน NFT และแหล่งที่มา):สะพานติดตามที่มาของ NFT ในหลาย ๆ ห่วงโซ่ได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น หากมี NFT ที่ซื้อขายในหลายตลาดใน Ethereum, Flow และ Solana ธุรกรรมและเจ้าของทั้งหมดเหล่านี้จะถูกบันทึกอย่างไร

• การทดสอบความเครียด:ชื่อระดับแรก

อนาคตของการเชื่อมโยงบล็อคเชน

แม้ว่าสะพานจะปลดล็อกความเป็นไปได้ทางนวัตกรรมเพิ่มเติมสำหรับระบบนิเวศบล็อกเชน แต่หากทีมใช้ทางลัดในการวิจัยและพัฒนา ก็อาจนำมาซึ่งความเสี่ยงสูงเช่นกัน เหตุการณ์การโจมตีข้ามเครือข่ายของ Poly Network ได้แสดงให้เราเห็นถึงระดับศักยภาพของช่องโหว่และความสูญเสียทางเศรษฐกิจของการโจมตี และฉันคาดว่าจะมีการโจมตีที่ใหญ่ขึ้นในอนาคต แม้ว่าสำหรับผู้สร้างสะพานแล้ว เครือข่ายในปัจจุบันมีการแยกส่วนอย่างมากและการแข่งขันก็รุนแรง แต่ทีมควรมีระเบียบวินัยสูงและให้ความสำคัญกับความปลอดภัยมากกว่าความเร็วในการเผยแพร่

ในขณะที่อุดมคติสูงสุดคือการสร้าง "สะพานไอโซมอร์ฟิค" ที่เหมือนกันกับทุกสิ่ง ความจริงก็คือไม่มีการออกแบบสะพานที่ "ดีที่สุด" สักแบบเดียว บริดจ์ประเภทต่างๆ จะเหมาะสำหรับการใช้งานเฉพาะที่แตกต่างกัน (เช่น การโอนสินทรัพย์ การเรียกสัญญา การผลิตโทเค็น เป็นต้น)

นอกจากนี้ สะพานเชื่อมที่ดีที่สุดควรเป็นสะพานที่ปลอดภัยที่สุด เชื่อมต่อได้ รวดเร็ว ประหยัดต้นทุน คุ้มค่า และทนต่อการเซ็นเซอร์ หากเราต้องการบรรลุวิสัยทัศน์ของ "Blockchain Internet" คุณลักษณะเหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการขยายให้ใหญ่ที่สุด

จนถึงตอนนี้ เรายังไม่ได้สร้างสะพานที่ดีที่สุด และสะพานทุกประเภทมีทิศทางการพัฒนาที่น่าสนใจหลายประการ ได้แก่

• ลดค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบส่วนหัวของบล็อก:การแก้ไขการตรวจสอบความถูกต้องของส่วนหัวที่มีค่าใช้จ่ายสูงของไคลเอ็นต์แบบเบาจะทำให้เราเข้าใกล้การทำงานร่วมกันที่เป็นสากลและไร้ความน่าเชื่อถือมากขึ้น การออกแบบที่น่าสนใจคือการเชื่อมต่อกับ L2 เพื่อลดต้นทุนเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น การใช้ Tendermint light client บน zkSync

• การย้ายจากแบบจำลองที่อิงตามความเชื่อถือเป็นแบบจำลองการปักหลัก:แม้ว่าตัวตรวจสอบความถูกต้องของการเดิมพันจะมีประสิทธิภาพด้านเงินทุนน้อยกว่ามาก แต่ "สัญญาทางสังคม" นั้นไม่ปลอดภัยเพียงพอที่จะรักษาเงินหลายพันล้านดอลลาร์ของผู้ใช้ให้ปลอดภัย นอกจากนี้ กลไกการลงนามเกณฑ์แฟนซีไม่ได้ลดความเชื่อถือลง กลุ่มผู้ลงนามยังคงเป็นของบุคคลที่สามที่เชื่อถือได้ ในกรณีที่ไม่มีหลักประกัน ผู้ใช้จะสามารถส่งมอบสินทรัพย์ของตนให้กับผู้ดูแลภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• การเปลี่ยนจากรูปแบบการจำนองเป็นแบบประกัน:การสูญเสียทรัพย์สินเป็นสิ่งสุดท้ายที่ผู้ใช้ต้องการให้เกิดขึ้น แม้ว่าตัวตรวจสอบความถูกต้องและตัวส่งต่อของสินทรัพย์จำนองสามารถป้องกันพฤติกรรมที่เป็นอันตรายได้ในระดับหนึ่ง แต่โปรโตคอลควรดำเนินการต่อไปและชดเชยโดยตรงกับผู้ใช้ด้วยเงินที่ถูกริบ

• การขยายสภาพคล่องของเครือข่ายสภาพคล่อง:"เครือข่ายสภาพคล่อง" เป็นสะพานเชื่อมที่เร็วที่สุดสำหรับการโอนสินทรัพย์ และมีการออกแบบที่น่าสนใจบางอย่างระหว่างความไว้วางใจและสภาพคล่อง ตัวอย่างเช่น เครือข่ายสภาพคล่องอาจใช้ประโยชน์จากโมเดลตัวตรวจสอบความถูกต้องแบบสเตคเพื่อจัดหาเงินทุนจากภายนอก โดยที่การกำหนดเส้นทางอาจเป็นเกณฑ์หลายระดับที่มีสภาพคล่องแบบสเตค

• การรวมสะพาน:แม้ว่าการใช้บริดจ์อาจเป็นไปตามกฎหมายเอกซ์โปเนนเชียลสำหรับสินทรัพย์เฉพาะ แต่ผู้รวบรวมเช่น Li Finance สามารถปรับปรุงประสบการณ์สำหรับนักพัฒนาและผู้ใช้ปลายทางได้เหมือนกัน