Bài viết này giới thiệu tình hình hiện tại và tương lai của blockchain bridging

Nguồn | 1kxmạng

Tác giả|Dmitriy Berenzon

Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, cuối cùng chúng tôi đã hình thành cấu trúc thị trường đa chuỗi. Hiện tại có hơn 100 chuỗi khối công khai đang hoạt động, nhiều trong số đó có các ứng dụng, người dùng, phân phối địa lý, mô hình bảo mật và sự đánh đổi thiết kế riêng. Bất kể các cộng đồng riêng lẻ tin vào điều gì, thực tế là vũ trụ có xu hướng tăng entropy và số lượng các mạng này có thể sẽ tiếp tục tăng trong tương lai.

Mô tả hình ảnh

Trong bài viết này, tôi sẽ:

Trong bài viết này, tôi sẽ:

• Giải thích tại sao bắc cầu lại quan trọng

• Tổng quan về các thiết kế cầu khác nhau và ưu nhược điểm của chúng

• Tổng quan về bắc cầu hiện nay nói chung

• tiêu đề cấp đầu tiên

Khả năng tương tác mở ra các khả năng đổi mới

tiêu đề phụ

▲ Cải thiện năng suất và tiện ích của các tài sản mã hóa hiện có

Cầu nối cho phép các tài sản tiền điện tử hiện có được chuyển sang nền tảng mới để thực hiện những điều mới. giống:

• Gửi DAI đến Terra để mua tài sản tổng hợp trên Mirror hoặc kiếm tiền lãi trên Anchor

• Gửi TopShot từ Flow tới Ethereum làm tài sản thế chấp cho NFTfi

• tiêu đề phụ

▲ Mở rộng chức năng sản phẩm của các giao thức hiện có

Cầu nối mở rộng không gian thiết kế mà một giao thức có thể thực hiện. Ví dụ:

• Khai thác thanh khoản với kho tiền Yearn trên Solana và Avalanche

• Sổ đặt hàng được chia sẻ chuỗi chéo NFT trên Ethereum và Flow trên Rarible Protocol

• tiêu đề phụ

▲ Mở khóa các trường hợp sử dụng chức năng mới cho người dùng và nhà phát triển

Cầu nối cung cấp cho người dùng và nhà phát triển nhiều tùy chọn hơn. giống:

• Arbitrage giá của SUSHI trên các DEX trên Optimism, Arbitrum và Polygon

• Thanh toán cho bộ nhớ Arweave bằng Bitcoin

• tiêu đề cấp đầu tiên

bắc cầu 101

Ở mức độ trừu tượng, một cây cầu có thể được định nghĩa là: một hệ thống truyền thông tin giữa hai hoặc nhiều chuỗi khối. Và "thông tin" có thể đề cập đến tài sản, cuộc gọi hợp đồng, bằng chứng hoặc trạng thái. Hầu hết các thiết kế cầu bao gồm các phần sau:

• màn hình:Nhắn tin/Chuyển tiếp:

• Nhắn tin/Chuyển tiếp:đoàn kết:

• đoàn kết:dấu hiệu:

• dấu hiệu:Những người tham gia cần ký mã hóa thông tin được gửi đến chuỗi mục tiêu, dưới dạng một chữ ký hoặc là một phần của lược đồ chữ ký ngưỡng.

Nhìn chung, có bốn loại kế hoạch bắc cầu, mỗi loại đều có ưu và nhược điểm:

• Tài sản cụ thể:Mục đích duy nhất của loại cầu nối này là cung cấp quyền truy cập vào các tài sản dành riêng cho chuỗi bên ngoài. Những tài sản này thường là tài sản "được bao bọc" (tài sản được thế chấp hoàn toàn bằng tài sản cơ bản, theo kiểu lưu ký hoặc không lưu ký). Bitcoin là tài sản phổ biến nhất được kết nối với các chuỗi khác, với bảy cầu nối khác nhau chỉ riêng trên Ethereum. Loại bắc cầu này là dễ thực hiện nhất và thu được thanh khoản lớn từ nó. Nhưng chức năng của nó bị hạn chế và cần được triển khai lại trên từng chuỗi mục tiêu. Ví dụ là wBTC và Arweave được bao bọc.

• chuỗi cụ thể:Cầu nối giữa hai chuỗi, thường hỗ trợ khóa và mở khóa mã thông báo trên chuỗi nguồn và đúc các tài sản được đóng gói tùy ý trên chuỗi mục tiêu. Do độ phức tạp hạn chế của những cây cầu này, chúng thường được đưa ra thị trường nhanh hơn nhưng cũng không dễ dàng mở rộng vào hệ sinh thái rộng lớn hơn. Các trường hợp sử dụng là cầu nối PoS của Polygon, cho phép người dùng chuyển tài sản từ Ethereum sang Polygon và ngược lại, nhưng chỉ dành cho hai chuỗi này.

• Dành riêng cho ứng dụng (Application-specific):Một ứng dụng cung cấp quyền truy cập vào hai hoặc nhiều chuỗi khối, nhưng chỉ trong ứng dụng đó. Lợi ích của bản thân ứng dụng là cơ sở mã nhỏ hơn; thay vì có một phiên bản riêng biệt của toàn bộ ứng dụng trên mỗi chuỗi khối, thường có "bộ điều hợp" nhẹ hơn, theo mô-đun hơn. Một chuỗi khối thực hiện một "bộ điều hợp" có quyền truy cập vào tất cả các chuỗi khối khác mà nó được kết nối, do đó có hiệu ứng mạng. Nhược điểm của chúng là khó mở rộng chức năng đó sang các ứng dụng khác (ví dụ: từ ứng dụng cho vay sang ứng dụng giao dịch). Các trường hợp sử dụng cụ thể bao gồm Compound Chain và Thorchain, tương ứng xây dựng các chuỗi khối độc lập dành riêng cho giao dịch và cho vay liên chuỗi.

• Tổng quát:Mô tả hình ảnh

Kể từ ngày 14 tháng 9 năm 2021

Ngoài ra, theo cơ chế được sử dụng để xác minh các giao dịch xuyên chuỗi, có khoảng ba loại thiết kế cầu nối:

▲ Loại 1: Người xác nhận & Liên kết bên ngoài

Mô tả hình ảnh

Hình minh họa đơn giản hóa về trình xác thực bên ngoài và hệ thống liên kết

▲ Loại 2: Máy khách nhẹ & Rơ le

Mô tả hình ảnh

Hình minh họa trừu tượng về hệ thống khách/rơle nhẹ

▲ Loại 3: Mạng thanh khoản

Mô tả hình ảnh

Hình minh họa trừu tượng của một mạng lưới chất lỏng

Mô tả hình ảnh

Kể từ ngày 14 tháng 9 năm 2021

Điều quan trọng cần lưu ý là bất kỳ cây cầu nào ở trên đều là kênh liên lạc hai chiều. Có thể có các mô hình riêng biệt trong mỗi kênh, vì vậy phân loại này không thể hiện chính xác các mô hình kết hợp như Gravity, Interlay và tBTC. Bởi vì cả hai đều có các ứng dụng khách nhẹ theo một hướng và các nút xác thực theo hướng khác.

sự an toàn:

• sự an toàn:tốc độ:

• tốc độ:Độ trễ để hoàn thành giao dịch và đảm bảo tính hữu hạn. Thường có sự đánh đổi giữa tốc độ và bảo mật.

• Kết nối:Hiệu quả sử dụng vốn:

• Hiệu quả sử dụng vốn:Trạng thái:

• Trạng thái:Khả năng chuyển các tài sản cụ thể, trạng thái phức tạp hơn và/hoặc thực hiện các lệnh gọi hợp đồng xuyên chuỗi.

Tóm lại, sự đánh đổi của ba cơ chế thiết kế này có thể được đánh giá từ quan điểm của hình sau:

Hơn nữa, bảo mật là một phạm vi, mà chúng ta có thể tạm chia thành các loại sau:

• Ít tin cậy:Tính bảo mật của một cây cầu được gắn với chuỗi khối cơ bản mà nó bắc cầu. Tiền của người dùng không thể bị mất hoặc bị đánh cắp trừ khi chuỗi khối cơ bản bị tấn công ở cấp độ đồng thuận. Điều đó nói rằng, nó không hoàn toàn không đáng tin cậy, vì các thành phần kinh tế, kỹ thuật và mật mã của tất cả các hệ thống này đều chứa các giả định về độ tin cậy (ví dụ: mã không có lỗ hổng bảo mật).

• được bảo hiểm:Những kẻ tấn công có thể đánh cắp tiền của người dùng, nhưng chúng có thể không mang lại lợi nhuận khi làm như vậy. Bởi vì trước tiên họ cần cung cấp tài sản thế chấp để tham gia vào mạng lưới và sẽ bị tịch thu khi có hành vi sai trái và hành vi ác ý. Nếu tiền của người dùng bị mất, giao thức sẽ bồi thường cho người dùng bằng cách tịch thu tài sản thế chấp của kẻ tấn công.

• ngoại quan:Tương tự như mô hình bảo hiểm (ví dụ: lợi ích kinh tế của người tham gia có liên quan chặt chẽ đến hành vi của họ), ngoại trừ tài sản thế chấp của người dùng bị tịch thu do sai lầm và hành vi ác ý. Loại tài sản thế chấp rất quan trọng đối với cả mô hình bảo hiểm và tài sản thế chấp; tài sản thế chấp nội sinh (mã thông báo giao thức được sử dụng làm tài sản thế chấp) rủi ro hơn vì nếu cây cầu không thành công, thì giá trị của mã thông báo cũng có khả năng sụp đổ, điều này càng làm giảm Bảo mật. đảm bảo cho bắc cầu.

• Đáng tin cậy:Mô tả hình ảnh

Kể từ ngày 14 tháng 9 năm 2021

tiêu đề cấp đầu tiên

Tóm tắt sự đánh đổi của cơ chế thiết kế

"Liên kết và trình xác thực bên ngoài" thường tốt hơn cho trạng thái và khả năng kết nối, vì chúng có thể kích hoạt giao dịch, lưu trữ dữ liệu và cho phép tương tác với dữ liệu trên bất kỳ chuỗi mục tiêu nào. Tuy nhiên, điều này phải trả giá bằng bảo mật, vì theo định nghĩa, người dùng dựa vào tính bảo mật của cầu nối hơn là chuỗi nguồn hoặc chuỗi đích. Mặc dù hầu hết các cơ chế xác nhận bên ngoài ngày nay là các mô hình dựa trên sự tin cậy, một số cơ chế yêu cầu tài sản thế chấp, một tập hợp con được sử dụng để đảm bảo cho người dùng cuối. Thật không may, cơ chế bảo hiểm của họ thường phản xạ. Nếu mã thông báo giao thức được sử dụng làm tài sản thế chấp, giả định rằng giá trị của mã thông báo đủ để bù đắp tổn thất cho người dùng. Ngoài ra, nếu tài sản thế chấp khác với tài sản bảo hiểm, thì nó cũng cần dựa vào dòng giá của cỗ máy tiên tri, vì vậy độ an toàn của cây cầu cũng bị suy giảm đối với độ an toàn của cỗ máy tiên tri. Và nếu không có mô hình ủy thác, những cây cầu này cũng kém hiệu quả về vốn nhất, vì chúng tạo điều kiện thuận lợi cho thông lượng kinh tế trong khi yêu cầu tăng quy mô của tài sản thế chấp theo tỷ lệ.

"Các máy khách nhẹ và rơle" cũng có trạng thái tốt hơn, vì hệ thống chuyển tiếp tiêu đề khối có thể truyền bất kỳ loại dữ liệu nào. Mặc dù có một giả định về tính sống động do nhu cầu chuyển tiếp để truyền thông tin, nhưng chúng cũng rất an toàn vì chúng không yêu cầu các giả định tin cậy bổ sung. Đồng thời, chúng là cầu nối hiệu quả nhất về vốn vì không cần phải khóa tài sản. Tuy nhiên, những lợi thế này phải trả giá bằng khả năng kết nối. Mỗi khi một cặp chuỗi được kết nối, nhà phát triển phải triển khai hợp đồng thông minh ứng dụng khách nhẹ mới trên chuỗi nguồn và chuỗi mục tiêu. Độ phức tạp của hợp đồng nằm giữa O(LogN) và O(N) (lý do là giữa điều này vì tương đối dễ dàng thêm hỗ trợ chuỗi bằng cách sử dụng cùng một thuật toán đồng thuận). Ngoài ra còn có một lỗ hổng tốc độ đáng kể trong các mô hình lạc quan dựa trên bằng chứng gian lận, có thể làm tăng độ trễ lên đến 4 giờ.

"Mạng lỏng" mạnh hơn về mặt bảo mật và tốc độ vì chúng là các hệ thống được xác thực cục bộ (tức là không yêu cầu sự đồng thuận toàn cầu). Chúng cũng hiệu quả hơn về vốn so với cơ chế xác thực bên ngoài của cơ chế đặt cược/bảo hiểm, bởi vì hiệu quả về vốn có liên quan đến dòng/giá trị giao dịch hơn là bảo mật. Ví dụ: với cơ chế tái cân bằng tích hợp sẵn, các mạng thanh khoản có thể tạo điều kiện thuận lợi cho thông lượng kinh tế lớn tùy ý, giả sử lưu lượng giao dịch bằng nhau cho cả hai chuỗi.

Các vấn đề chưa được giải quyết

Các vấn đề chưa được giải quyết

Xây dựng các cầu nối xuyên chuỗi mạnh mẽ là một vấn đề khó khăn trong các hệ thống phân tán. Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong lĩnh vực này nhưng vẫn còn một số vấn đề chưa được giải quyết:

• Kết thúc & rollbacks:Trong một chuỗi có xác suất hữu hạn, cây cầu xử lý việc sắp xếp lại khối và tấn công kẻ trộm thời gian như thế nào? Ví dụ: điều gì sẽ xảy ra với người dùng gửi chính họ từ Polkadot sang Ethereum nếu một trong hai chuỗi gặp phải tình trạng khôi phục trạng thái?

• Chuyển giao & xuất xứ NFT (NFT transfers & originance):Làm thế nào để cây cầu theo dõi nguồn gốc của NFT trên nhiều chuỗi? Ví dụ: nếu có một NFT đã được giao dịch trên nhiều thị trường bằng Ethereum, Flow và Solana, thì tất cả các giao dịch và chủ sở hữu này được ghi lại như thế nào?

• Bài kiểm tra về áp lực:tiêu đề cấp đầu tiên

Tương lai của cầu nối chuỗi khối

Mặc dù bắc cầu mở ra nhiều khả năng đổi mới hơn cho hệ sinh thái blockchain, nhưng nếu nhóm sử dụng lối tắt trong nghiên cứu và phát triển, điều đó cũng có thể mang lại rủi ro lớn. Sự cố tấn công chuỗi chéo Poly Network đã cho chúng tôi thấy quy mô tiềm ẩn của lỗ hổng và tổn thất kinh tế của cuộc tấn công, đồng thời tôi mong đợi các cuộc tấn công lớn hơn trong tương lai. Mặc dù đối với những người xây dựng cầu nối, mạng lưới hiện tại rất phân mảnh và cạnh tranh rất khốc liệt. Tuy nhiên, các nhóm phải có tính kỷ luật cao và ưu tiên bảo mật hơn tốc độ phát hành.

Mặc dù lý tưởng cuối cùng là xây dựng một "cây cầu đẳng hình" chung cho mọi thứ, nhưng thực tế là có thể không có thiết kế cây cầu nào "tốt nhất" duy nhất. Các loại cầu khác nhau sẽ phù hợp với các ứng dụng cụ thể khác nhau (chẳng hạn như chuyển tài sản, gọi hợp đồng, đúc mã thông báo, v.v.).

Hơn nữa, cây cầu tốt nhất phải an toàn nhất, có thể kết nối, nhanh chóng, hiệu quả về vốn, tiết kiệm chi phí và chống kiểm duyệt. Nếu chúng ta muốn hiện thực hóa tầm nhìn về "Internet chuỗi khối", những thuộc tính này cần được tối đa hóa.

Cho đến nay, chúng tôi đã không xây dựng một cây cầu tối ưu. Và tất cả các loại cầu đều có một số hướng phát triển thú vị:

• Giảm chi phí xác minh tiêu đề khối:Việc sửa lỗi xác thực tiêu đề tốn kém của ứng dụng khách nhẹ sẽ đưa chúng ta đến gần hơn với khả năng tương tác hoàn toàn phổ biến và không cần tin cậy. Một thiết kế thú vị là kết nối với L2 để giảm các chi phí này. Ví dụ: triển khai ứng dụng khách nhẹ Tendermint trên zkSync.

• Chuyển từ mô hình dựa trên niềm tin sang mô hình đặt cược:Mặc dù trình xác nhận đặt cược kém hiệu quả về vốn hơn nhiều, nhưng “hợp đồng xã hội” không đủ an toàn để giữ an toàn cho hàng tỷ đô la tiền của người dùng. Hơn nữa, các cơ chế ký ngưỡng ưa thích không làm giảm sự tin cậy; nhóm người ký vẫn thuộc về các bên thứ ba đáng tin cậy. Trong trường hợp không có tài sản thế chấp, người dùng đang bàn giao tài sản của họ cho một người giám sát bên ngoài một cách hiệu quả.

• Chuyển từ mô hình thế chấp sang mô hình được bảo hiểm:Mất tài sản là điều cuối cùng người dùng muốn xảy ra. Mặc dù trình xác nhận và chuyển tiếp tài sản thế chấp có thể ngăn chặn hành vi nguy hiểm ở một mức độ nhất định, nhưng giao thức nên tiến xa hơn và trực tiếp bồi thường cho người dùng số tiền bị tịch thu.

• Mở rộng tính thanh khoản của mạng lưới thanh khoản:"Mạng thanh khoản" được cho là cầu nối nhanh nhất để chuyển tài sản và có một số sự đánh đổi thiết kế thú vị giữa niềm tin và tính thanh khoản. Ví dụ: mạng thanh khoản có thể tận dụng mô hình trình xác nhận đặt cược để thuê ngoài nguồn cung vốn, trong đó định tuyến cũng có thể là một ngưỡng đa chữ ký với tính thanh khoản đặt cược.

• Cầu tổng hợp:Mặc dù việc sử dụng các cầu nối có thể tuân theo luật hàm mũ đối với các nội dung cụ thể, nhưng các công cụ tổng hợp như Li Finance có thể cải thiện trải nghiệm cho cả nhà phát triển và người dùng cuối.