理解跨鏈橋安全性的關鍵：跨鏈通信的權衡取舍_DAO:The Smokehouse

如果說我在過去幾年中明白了一個道理，那就是：一個同步的區塊空間無法滿足鏈上所有應用的需求。

在 2018 年時這一情況還不那么明顯。而去年夏季 DeFi 的爆發以及進年夏天的 NFT 行情證明了一個事實，即存在很多應用的設計空間。而今年非以太坊的?第 1 層（L1）?公鏈的興起，進一步證明了區塊空間的需求非常高。

考慮到我們可能生活在一個多鏈世界中，不同鏈上的應用希望彼此跨鏈通信，因此充分了解各條鏈之間如何跨鏈工作，是很有價值的信息。我想從一個抽象的角度探索這一問題， 不針對具體項目展開。

在這篇文章中，我想研究這些系統中固有的特定權衡。認真反思的話，這種權衡取舍會很明顯。

我也是站在巨人的肩膀上討論這一問題；倫敦帝國理工學院的博士生 Alexei Zamyatin 等人在一篇?優秀的論文?中詳細闡述了這一點。我的目標是在該論文的核心論調后面添加一些顏色。

馬斯克：從來沒有完全理解以太坊智能合約:12月29日，馬斯克在接受播客主 Lex Fridman 采訪時表示，其個人對一般參與交易的事物均有清楚的了解，但從來沒有完全理解以太坊智能合約的事情。

此外，Elon Musk 還表示雖然自己不知道中本聰是誰，但其認為 Bit Gold 和數字智能合約發明者尼克·薩博對比特幣想法演變“負有更大的責任”，盡管尼克·薩博自己聲稱不是中本聰。（福布斯）[2021/12/29 8:11:01]

用論文作者的話來說，權衡就是，缺少以下兩點中的任何一點，就無法進行跨鏈通信：

可信第三方 (TTP)

或者超越異步的同步假設

它們之間的關系很基本且非常直觀的，但需要深入研究一些術語。我希望在這里可以清楚地對直覺予以闡明。

Yam Finance公布DAO資金管理解決方案DAO House細節:3月4日，Yam Finance官方發文公布DAO House細節。DAO House是專為DAO設計的資金管理解決方案。DAO House采用與Set Protocol合作開發并由Set Protocol提供支持基于智能合約的TokenSet產品組合。每個DAO House的自定義投資策略都被編碼到TokenSets智能合約中。此前2月13日消息，Yam Finance社區投票批準yamHOUSE 100萬美元初始資金。帶SetProtocol的“Yam DAO Set”項目被更名為“yamHOUSE”+“DAO House”。[2021/3/4 18:13:33]

讓我們簡單講一下同步假設——它們是用于思考分布式系統中通信的通用框架，且以難以理解而著稱。

現場丨BCA創始人孫博涵：NFT可以理解為一個圖畫形式的比特幣:金色財經現場報道，10月17日，BCA NFT藝術沙龍于京舉辦，活動中BCA創始人兼CEO孫博涵演講表示，NFT可以理解為一個圖畫形式的比特幣，NFT具有很大的應用前景，可以用于身份認證、電子存證、數字收藏品、實物資產、電子門票、游戲等。[2020/10/17]

將分布式系統視為一種消息傳遞協議，盡管通信基礎設施中出現故障或惡意對手，它仍需要工作，然后，我們可以定義在系統停止工作之前這些故障的嚴重程度。這正是同步假設的目標。

另一方面，在「異步」假設下運行的系統，默認假設網絡 / 對手可能將消息延遲任何時間。

后者網絡更強大。就是說，一個系統可以更好地處理環境帶入的不確定性。還有一些「中間地帶」假設，通常稱為「部分同步」，但在這里沒有必要定義。

BlockVC創始人徐英凱：新金融可以從資產創新、技術創新和模式創新三部分來理解:金色財經現場報道，8月6日“2020 Cointelegraph中文大灣區·國際區塊鏈周”在深圳舉行。BlockVC創始人徐英凱在“新金融，新生態，新格局”圓桌論壇上表示，新金融可以從資產創新、技術創新、模式創新三部分來理解。資產創新方面，數字資產本身就是信息金融資產，本身是商品，有些也被當做具有使用權的貨幣來使用，這就創造了新型資產；技術創新則是區塊鏈與互聯網的結合，尤其是移動終端的普遍，移動化與DeFi的結合，會使得新金融有更大的發展；模式創新部分，傳統金融的銀行保險通過與數字經濟結合，會出現不少金融產品，不管是供應鏈還是保險資產，以后會有越來越多的基于區塊鏈的新型金融模式出現。[2020/8/6]

這與跨鏈通信有什么關系？好吧，上述論文表明，如果你有一個實現異步跨鏈通信的系統，你可以用它來解決一個叫做「公平交換」的老問題。

聲音 | 陳偉星：有了區塊鏈后Token是避不開的 必須理解它:陳偉星剛剛在微博表示，有了區塊鏈技術，我們要面對一些現實：1.必須得發展行業，這是未來30年讓中國成為全球金融大國的核心機會；2.Token是避不開的，必須理解它；3.全球化交易是避不開的，必須接受它；4.未來加密數字經濟的愿景是很好的，這很可能是人類的希望。

我們也要面對一些現實的困境就是：如何分別騙局？如何打擊騙子？現在全球的監管治理方向主要有：1.辨別是否涉嫌證券發行與交易，納入證券法體系；2.辨別是否存在欺詐；3.辨別是否存在操縱市場；4.辨別是否存在貪污挪用公共資金。社會的進步都不是溫柔鄉來的，與人性之惡的斗爭，需要用智慧和創造。[2019/6/6]

我們從一篇?更老的論文?中了解到，沒有可信第三方就不可能進行異步公平交換。

因此，沒有可信第三方就不可能進行異步跨鏈通信。我們只能通過對系統進行更嚴格的同步假設，來放棄對可信第三方 的需求。

到目前為止，這一切都只是停留在理論的紙面上。讓我們談談真正的系統。從上一節中，我們知道要在兩個鏈之間傳遞消息，要么：

無法假設一個完全異步的系統

或需要一個可信第三方

這里到底需要怎樣的權衡取舍？將需要可信第三方的系統與需要更強同步假設的系統進行比較，可能會有所幫助。

可信第三方似乎很好理解。可信第三方只是存在于兩條鏈之間的「低安全性 / 去中心化」中間人。而它們橋接的兩條鏈依賴于與兩條鏈無關的一個驗證人集，這類跨鏈系統就是一個例子。

更強的同步假設表現為重試邏輯或超時之類。哈希時間鎖定合約 (HTLC) 是一個說明性示例。幾年前，HTLC 被認為是跨鏈通信的重要原語。在 HTLC 中，更強的同步假設表現為必要的重試邏輯或?自由選項問題。

在上一節中，我指出具有最小同步假設的系統更擅長處理環境中的不確定性。在 HTLC 之類的情況下，如果有強大的經濟動機使通信失敗，則通信可能就會失敗。 就像做市商想要阻止或延遲價值轉移，因為他們在兩條鏈上都持有部分資產。

環境中足夠強大的經濟激勵可能會使通信出現故障。

最后一點對于需要可信第三方的系統來說是正確的！在這種情況下，需要信任可信第三方有足夠經濟激勵來維護「橋」的完整性。不同之處在于阻止通信的經濟動機具體如何表達。

我相信這里有一種自然的二元性。您要么必須信任安全性較低的「中間人」，要么需要信任通信不會中斷。

如果跨鏈通信引入了利潤足夠多的礦工可提取價值（MEV），無論上述兩種情況的哪一種，通信都可能失敗！要么是因為可信第三方腐敗，要么是有足夠大的做市商讓它失敗。

現代跨鏈通信系統在這種權衡取舍中會如何分布？有?更好的文章?對所有系統進行了分類，我在本文中只展示幾個說明性的例子。

Connext 的 nxtp?是跨鏈系統的經典例子，它增加了更強的同步假設。一旦用戶完成與路由器的協商，就會有一個兩階段的準備 / 完成機制來完成「橋」兩端的適當交易。如果通信未在超時內發生，則它不會發生。

另一方面，Solana?和以太坊之間的?蟲洞橋（Wormhole）引入了可信第三方。兩條鏈之間存在的「監護人」驗證器集需要對轉移進行 2/3 多數證明，才能對交易放行。如果驗證器集合已損壞或集體表決不希望傳輸通過，轉移則不會發生。

需要強調的一件事是，這兩種方法都不具備絕對的優勢。權衡任一方的系統都會在營銷材料宣稱他們正在做出「正確」的權衡，但如前所述，兩種權衡都意味著這些系統存在可能失敗的方式。

還有一些系統使其中一種權衡顯得不那么明顯。我最喜歡的例子是用于快速提款的?Optimism DAI 橋。這里的可信第三方是?Maker?DAO 本身！用戶要求 DAO 提供 DAI 流動性，從而為提議的 fDAI 資產提供完整性保障。

將 DAO 視為可信第三方有點奇怪，但如果我們認為任何安全性弱于鏈通信的東西都是「可信的」，那么 DAO 可以滿足這個目的！ 我個人很高興看到更多 DAO 扮演可信第三方的角色，以促進跨鏈通信。

未來看起來是屬于多鏈的世界，促進鏈之間的交流，那些做好準備的人將迎來真正的機會。對于我們使用這些新系統的人來說，了解他們正在做出的權衡很重要。

在這篇文章中，我研究了增強同步假設和可信第三方之間的一個基本權衡。鏈之間的界限對我來說非常有趣，所以我將在未來深入研究其中的其他因素。

如果您對這些內容感興趣，請隨時與我們聯系！我喜歡更深入地探索未知。

撰文：Lakshman Sankar，就職于以太坊基金會，從事生態開發和研究編譯：Perry Wang

感謝與?Alex Obadia?和?Vaibhav Chellani?的對話，對本文有很大啟發，并感謝他們兩人對本文內容編輯的貢獻。

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