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一文了解跨链桥:其原理以及当前存在的问题

2025-04-30

介绍

允许我们在区块链之间转移代币的链桥已经成为大多数 DeFi 用户不可或缺的实用工具。随着具有新 DeFi 协议和收益机会的新区块链不断涌现,对这些工具的需求在过去几年中呈爆炸式增长。如果您有兴趣追逐资本的最高收益率,您很快就会通过链桥将资产发送过去。桥的种类有很多,而且每一种在安全、保管、速度和成本方面都有其优缺点。在这里,我们将尝试解释和澄清这些差异。

为什么需要这些桥?

三个常见原因:

追逐高收益。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 协议都想要你的业务,并且经常提供激励措施来吸引你并鼓励你留下来。

在拥挤的网络上逃避高额费用。如果你只有几百美元的资产,但每笔交易的费用都需要 20 美元,那么你就很难拿这些钱在这条链上干出名堂。如果您可以将这些资产连接到更便宜的链上,您可以更便宜地进行交易,从而获得更好的生存机会。

封装或解封原生资产。一些交易所可能会向您出售您刚购买的原生代币的 ERC20 版本。如果您想拥有实际的本地代币,您可能首先需要将您的封装版本代币桥接到本地网络。

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。假设以太坊网络最多能够为 ETH 提供区区 1% 的 APY 收益率,但在 Avalanche 网络上封装的 ETH ($wETH) 的收益为 4%。在这种情况下,每个人都希望将他们的 $ETH 封装并放到 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式增长。

对良好的桥的另一个明显需求是网络拥塞。以太坊本身太成功了,并且仍在努力扩大规模。在网络拥塞最严重的时期,在 Uniswap 上进行一次简单的交换会收取 300 至 500 美元的 gas 费。已经出现了几个替代的第 1 层链来满足这种对负担得起的区块空间的需求。如果太多的密码 degens 开始阻塞最新的 EVM 复制链,就会有人启动一个新的。只要存在这些高收益机会,对更容易追逐它们的工具的需求就会继续增长。廉价的竞争性 L1 链满足了这个市场的一部分,而更便宜的 Layer 2 链正在建造并上线。如果某处存在收益,我们想知道如何到达那里。

链桥的工作原理

常见的结构有以下三种:

1. 锁定并铸造

一文了解跨链桥:其原理以及当前存在的问题

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。BTC 变成 wBTC;甚至 ETH 本身也可以被封装成 wETH。

每个网络都有一个原生代币,任何网络都可以通过“桥接”资产来发行自己版本的另一条链的原生代币。这是通过将本地资产锁定在源链上并在目标链上提供资产实际上已锁定的证据来实现的。这允许目标链自信地发布由锁定在源链上的金库中的本机资产支持的资产的封装版本。该系统的安全性取决于验证传输的验证者的网桥和网络。尽管它是最受欢迎的,但必须解决围绕中心化、可信托管和共谋的问题,以使该模型更具弹性。还有一个固有的低效率问题仍在解决中。这些桥梁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,然后烧掉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

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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

一文了解跨链桥:其原理以及当前存在的问题

两个链上都创建了池,并促进了收费转移。当这个系统充分去中心化、有效地重新平衡,并且 LP 有足够的激励措施来保持桥梁两侧充足的流动性时,该系统运行良好。这种类型的桥上的跨链交换在源链和目标链上都得到了验证。资产从通常由 LP 和验证者管理的金库转移。

这是幕后发生的一个巨大的技术混乱,使我们可以轻松地在所有这些不同的链上反弹,并且只要涉及资金,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。在一次讨论 Celestia 的采访中,该项目联合创始人 Mustafa Al-Bassam 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,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,并且基于委员会的桥梁可以成为一种有效的解决方案。

以下是 LayerZero 上的跨链交易示例,展示了所涉及的复杂程度:

一文了解跨链桥:其原理以及当前存在的问题

桥存在的问题

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,那么最有可能的结果就是这三个人合谋抢劫这个桥,然后消失的无影无踪。

速度——可能需要数小时或数天。如果没有足够的流动性,您可能会发现自己等待大约一两天,以便有人向相反方向过渡资金或补充目的地流动性。

流动性问题——流动性提供者维护的桥可能会在桥的一侧耗尽资金。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端。

智能合约风险——锁定在源链上的资产使相应的资产在目标链上可用。如果锁定在源链上金库中的代币被盗,则目标链上封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安全至关重要。他们的桥被黑客窃取了 17.3 万枚 ETH 和 2500 万美元的 USDC。这怎么可能?包含封装资产的金库由 5/9 多重签名钱包控制,该钱包由 Ronin 链验证者管理。其中 5 个签名者的密钥被泄露。获得控制权的黑客能够将所有 $wETH 发送给他们自己。