9 种跨链桥的工作原理及其安全性

在一系列破坏性黑客攻击后，穿越链桥是否安全

通过跨链桥，数据和资金可以在区块链之间自由流动，因此在多链世界中发挥着不可或缺的作用。但是，在一系列毁灭性的黑客攻击之后，穿越这座链条桥在过去几个月中引起了争议。

8月2日，黑客在以太坊和Moonbeam之间的链桥Nomad上偷了超过1.9亿美元。伴随着这一最新黑客事件，Defi跨链桥用户在不到12个月的时间里损失了近20亿美元。

这篇文章不是推荐什么桥，而是想陈述事实，帮助用户做出明智的选择。本文详细介绍了各交叉链桥的优缺点及实际工作原理。

跨链桥分类方法：按传输类型锁定铸造examples: polygon official bridge、stark net official bridge、shuttle。

令牌ISSUER Burnmint(Token ISSUER Burnmint)制造者Dao，Arbitrum Teleport.

特定燃烧铸造(specialised burn mint) hop，de bridge

原子交换(Atomic Swap)Stargate.

第三方网络/链(third party networks/chains)thorchain

交叉链桥分为两种类型：传输类型和信任假设。我们先从传输类型中分离。跨链聚合协议Lifi根据传输类型确定三种主要类型的跨链桥。因为分隔线有点模糊，所以实际上可以分为五种类型。

锁定铸造的最简单和最常见的跨链桥包括锁定和铸造通路和破坏。以下是工作流图表。

如果资源跨链，则源链的证书将锁定在跨链桥的智能合同中，并在大象链中创建新版本。这可以是映射认证标准证书。

映射令牌：保留默认证书和1: 1锚点。

标准令牌(canonical token):表示在每个链中流通的基本通路。

这两种疼痛都是以基础资产完全抵押铸造完成的。资产回到链条上，新密码在目标链条上烧掉，之后原生通行证在来源链条上解锁/解开。这个公式很常见。包括polygon、arbitrum和starknet官方桥在内的大多数“官方”第1层第2桥都是这样构建的。

好处：

100%的抵押物支持目标链疼痛，使规模化成为可能。

缺点：

源链的智能合同很容易成为黑客的目标，如果源链资金被盗，大象链通行证卡可能毫无价值。黑客攻击针对的是2022年3月黑客利用Ronin Bridge漏洞窃取6亿美元等拥有大量通行证的跨链桥梁智能合同。

大象链的项目和应用都依赖于这种跨链桥，在安全性、正常运行时间、成本等各个方面都受到跨链桥运营商的牵制。也称为Lock in problem。

如果链之间包含速度慢的—— Polygon到Ethereum或StarkNet/Ex到Ethereum的交叉链，用户可能需要再等几个小时，但对于OP rollup(如Arbitrum、Optimism等)的交叉链，用户可能不需要等几天。

疼痛发行人烧铸的方法略有不同，激励疼痛发行人提供连锁间流动性。这意味着，如果OP rollup的挑战期较长，认证发行者可以介入，而不是依赖第三方“提供”流动性。

例如，MakerDao Arbitrum Teleporter。通过MakerDAO，Wormhole从Arbitrum交叉链返回Layer1，可以快速获得跨链资产DAI。在这种情况下，MakerDAO协议通过预测器网络在后台跟踪最终资金结算。

好处：

这种方法消除了最大的用户摩擦成本，同时在预测器网络离线时提供防欺诈冗余，以确保发行人的安全(例如MakerDao协议)。

缺点：

MakerDao Arbitrum Teleporter利用后，Dao内部(如MakerDao)将出现坏账

特定燃烧铸造某些交叉链桥协议将“燃烧和铸造”模型与AMM流动性池相结合。这个流动性池可以包含两个或更多资产，包括专门铸造的交叉链资产。与Lock和mint Bridge一样，该模型有助于在Layer2中返回到与其他链的快速资产交叉链和源链。DeBridge Finance和HOP属于此类别。如果用户在以太网house中锁定ETH，deBridge将在Arbitrum和其他链上铸造特定的跨链桥接通路(如deETH)。

就DeETH本身而言，Arbitrum没有太多的使用案例，因为ARBITRUM有其他ETH形式在这个生态系统中使用得更广泛。流动供应商可以将ETH和deETH的组合保留在DeBridge流动性池中，也可以在Curve Factory中从链桥用户那里获得交易成本和套利机会。然后在每条链上铸造特定的跨链桥通路，然后通过AMM流动性池设置/初始化跨链。

如果用户希望将USDC从一个Layer2跨链连接到另一个Layer2(例如，在Arbitrum和Optimism之间)，用户的Arbitrum USDC首先将Arbitrum的AMM池替换为deUSDC，然后deUSDC在arbitr，最后一步是Optimism的AMMLayer1跨链桥协议中锁定的USDC数量在整个过程中没有变化。这意味着Arbitrum和Optimism的deUSDC仍然是100%抵押，可以完全赎回以太的锁定USDC。

AMM池发生滑点时(deUSDC或USDC从池中移除或添加时)，外部LP通过存入或提取资金来重新平衡流动性池。相比之下，一般的Lockmint在回购抵押物时需要更长的等待期。Hop网桥的工作方式大致相同，Hop和DeBridge都为节点认证者提供奖惩制度，使他们能够在跨链桥的服务级别协议内工作。

好处：

利用AMM池的特定跨链桥资产作为跨链的中间阶段，可以有效增加生态内流动性

缺点：

这种方法由于AMM流动池没有提供1:1的汇率，所以存在滑梯，对用户来说成本更高。将资金存入专用跨链桥流动性池或拥有跨链桥资产(IOU格式)的LP也存在风险。

原子转换原子转换桥利用跨大象链的现有标准/映射证书(如USDC)，并将其收集到源链和大象链的单个资产池中。

当用户使用Stargate将USDC从Ethereum移动到Polygon时，将从Stargate智能协议控制的源链的USDC池和大象链的USDC池中提取USDC。这个方法可以被认为是“左手倒右手”。

以原子兑换桥为基础，部分桥梁在末端增加了自动做市商交易功能，构建了额外的服务。

好处：

用户不再依赖跨链桥的安全性来保证大象链的通路保证。可以依赖其他跨链网桥(对于非本机身份验证)，也可以在大象链中保留默认通路。资产转移也可以很快很便宜。

缺点：

因为目标链池需要大量通行证才能扩张，所以通过流动性挖掘矿山来鼓励疼痛可能成本很高。单向流量大的情况下，池也容易消耗。

第三方网络/链可以说，这种传输类型不仅仅是交叉链桥，完全独立的链或网络充当中间链。如果智能协议和消息传递不兼容(例如比特币网络)，或者链间协议需要实现通用目标(例如链间通信)

好处：

通过第三方网络和链，可以集中方式交叉链接更多的块链。

缺点：

这种交叉链桥需要配置大量资本，激励各链的节点保持诚信，构建第二个流动性池需要不断投入资金。这些系统在结构上也更加复杂。最著名的例子是遭到三次黑客攻击的ThorChain。另一个事例是

用信任假说区分跨链桥，除了不同的传输方式外，还需要考虑不同的信任假说。

不同程度的信任度可分为以下几类：

中心桥：Arbitrum上的货币安全

认证/多选项卡网桥：Wormhole、Axelar和Connext。

状态证明桥梁：从StarkEx到Ethereum，从ZKSync到Ethereum、Nomad、Hop、Axelar和Mina。

协议级网桥：Cosmos IBC。

中央华侨中心华侨一般通过单方面签名来处理和控制资金流动。例如，从Arbitrum提前到Binance时，依靠Binance将具有智能合同的资金记入帐户。

Binance和Binance的Arbitrum智能合同都需要抵押来促进转账。操作员离线时，无法自动执行错误保护。

中心华侨解决了快速转账的短期需求。但是，它们不透明、不可扩展或不抵抗审查，因此仅限于简单的交叉链。

认证/多选项卡桥这种类型的桥比中心桥更安全，信任假设更弱。

它鼓励各种不同类型的代理商充当预言机，监测桥两端的活动，并报告正在进行的存款/提款。但是，这种机制需要对集中认证者有一定程度的信任，大多数情况下只是默认的多重签名。

因为桥两侧仍然需要抵押物，所以成本会增加，特别是对于不常用的交叉链路径。因此，该解决方案得到大型实体公司的支持，或流动性挖矿计划费用高昂。

这是一个连接桥的例子。

状态证明桥比验证者需要的状态证明桥的信任假设弱。可以证明链条之间的状态。也就是说，验证者不需要充当预测器(ZK证明或乐观证明)。另外，虽然可能需要中继器，但状态证明桥不需要对第三方的信任。桥两侧不需要抵押物。这种状态证明腿可以安全地锁定源链中的资源，然后在大象链中“铸造”资源。

状态证明桥可能会很慢。特别是op证明桥，例如Nomad和Hop，可能会很慢。因此，这些项目通常与在等待链桥结算期间提供临时流动性的解决方案一起工作。例如，Nomad与Connext合作。Hop在op验证等待期间，激励LP在短期内提供流动性。

这是霍普布里奇的机制。

协议级跨链桥协议级跨链桥对信任假设最为熟悉。最值得注意的例子可能是Cosmos生态系统的互换区块链协议(IBC)。这确实是一座状态证明桥，但协议级别也可以在不同的链上工作。

通过在协议级别实施，您可以：

完全消除桥两侧的抵押物需求。

确保所有链条都有用于铸造和燃烧的相同资产。

标准化每个链的接口。

基于智能合同的跨链网桥减少了被黑客入侵的风险。

这是IBC的可视化界面。

总的来说，所有主流公共链和生态都采用协议级交叉链，以最大限度地提高链上资产的流动性和安全性。到目前为止，横跨链桥也未能对资产安全做出承诺。

但这并不意味着不能相信桥。风一吹，媒体大肆报道，但黑客攻击仍然是小概率事件，通过连锁桥帮助用户解决连锁间资产流通问题，但这个过程非常困难。(尽管rhino.fi试图用多链功能解决这个问题)。

当然，用户也要做一些调查。在使用腿之前，要查看其类型(使用上面的指南)，了解过去是否被黑客攻击过。随着技术的不断发展，桥梁的安全性和可用性进一步提高，这部分工作也省下了。

原文标题：《一文解读各个跨链桥工作原理以及其安全考量》(how do block chain bridges really work can you trust them)。

作者：Ross Middleton

编译：Fenbushi Capita

资料来源：ForesightNews

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