跨鏈服務架構演進：通往 Web3 互聯互通的關鍵

May 7, 2024

隨著越來越多的區塊鏈網路誕生，它們之間的信息互通和資產互換成為了 Web3 領域的核心需求。跨鏈服務應運而生，試圖搭建不同區塊鏈之間的橋樑，實現數據和價值的自由流動。

信任：跨鏈的核心挑戰

跨鏈服務要解決的首要問題，就是如何在不同的區塊鏈之間建立信任。每個區塊鏈都有自己獨特的共識機制和驗證規則，如何讓一條鏈相信來自另一條鏈的消息是真實可靠的，是所有跨鏈服務必須面對的挑戰。

為了解決這個問題，跨鏈服務需要在底層構建一個「信任層」。根據構建信任的方式不同，我們可以將跨鏈服務分為四大類：

原生驗證：在目標鏈上部署源鏈的輕客戶端，利用源鏈的共識機制來驗證源鏈上的消息，代表項目如 BTC Relay、Waterloo、Rainbow Bridge 等。
外部驗證：引入一組可信的第三方驗證人來負責驗證跨鏈消息，代表項目如 Multichain、Wormhole、LayerZero、Axelar 等。
本地驗證：交易雙方通過哈希時間鎖合約（HTLC）等方式直接進行點對點的原子交換，代表項目如 Interlay、Liquality 等。
樂觀驗證：假設跨鏈消息都是可信的，引入觀察者，如果有欺詐行為發生再進行舉報和處罰，代表項目如 Nomad、Celer IM 等。

傳輸層：高效可擴展的跨鏈通信

解決了信任問題之後，跨鏈服務還需要在上層構建一個「傳輸層」，負責識別和管理跨鏈消息的格式、順序、路由等，讓跨鏈通信更高效、更可擴展。

傳輸層通常由一組鏈上合約和鏈下中繼器組成。鏈上合約負責鎖定和釋放資產、驗證和執行跨鏈指令，鏈下中繼器負責在鏈與鏈之間搬運數據和證明。

為了避免對特定跨鏈消息的審查，很多跨鏈服務採用了默克爾樹或消息隊列等結構，實現了高吞吐和抗審查的特性。一些支持多鏈互聯的項目還引入了「通道」的概念，支持點對點和一對多的跨鏈消息傳遞。

應用層：連接跨鏈場景和底層區塊鏈

對於 AMB（任意消息橋）類的跨鏈服務，它們往往還會提供一個「應用層」，將各種跨鏈應用場景和底層的區塊鏈網路連接起來。

通過集成跨鏈服務提供的工具和介面，開發者可以方便地在自己的應用中實現各種跨鏈功能，如跨鏈資產轉移、跨鏈合約調用、跨鏈治理等。

跨鏈服務的應用層讓區塊鏈的跨鏈能力變得模組化、即插即用，極大降低了開發者的接入成本，推動了跨鏈生態的繁榮發展。

激勵層：構建可持續的跨鏈經濟系統

為了讓跨鏈服務能長期穩定運行，需要建立合理的激勵和懲罰機制，形成一個「激勵層」。通過精心設計的 token 經濟模型和參數，讓參與跨鏈服務的各方主體能夠獲得持續穩定的回報，同時又能抑制攻擊和作惡行為。

在信任層，需要激勵驗證者誠實可靠地履行驗證職責；在傳輸層，需要激勵中繼器及時准確地搬運跨鏈消息；在應用層，項目方需要根據自身商業模式設計用戶的激勵措施。

激勵層是一個跨鏈服務能否良性發展的關鍵，需要在安全性、可用性和經濟可行性之間尋求平衡。隨著跨鏈服務的不斷發展，我們看到各個項目也在積極探索適合自己的激勵方案。

跨鏈技術經過幾年的發展，已經從剛起步的 1.0 時代邁入了 2.0 時代。隨著新的跨鏈項目不斷湧現，它們在底層架構和應用場景上都有了很大的創新，跨鏈服務的安全性、可擴展性、易用性等各方面也在不斷提升。

隨著模組化區塊鏈的出現，任意消息橋（AMB）應運而生，開啟了傳輸各種資料的可能性，每個服務都有其獨特的設計理念和權衡取捨：

同時，隨著以太坊的升級，零知識證明技術的進步，以及新的密碼學原語的出現，跨鏈服務還有著巨大的發展空間。未來，隨著各種跨鏈協議的成熟和完善，跨鏈架構必將進一步演進。