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资料来源：Unitimes

原标题：《理解区块链“桥梁”：如何打破加密世界的信任边界？》 原作者：Arjun Chand 原文编译：南风，Unitimes加密生态在过去十年发展迅速。自2008 年比特币白皮书发布以来，加密领域出现了巨大的创新并得到广泛采用，几乎成为主流。虽然加密领域的每一年都是独一无二的，但2021 年已经改变了生态系统，并激发了人们对加密领域看似无限的未来的兴奋。

2021 年是L1（第1 层）区块链的一年，导致许多人预测加密空间的未来将是多链的，这与许多人在这些L1 区块链兴起之前持有的“赢家通吃”观点相反。立场不同。然而，随着不同区块链生态系统的数量和规模急剧增加，现在需要关键基础设施来连接它们。这就是区块链“桥梁”的用武之地。

上图：以太坊区块链在TVL（总价值锁定）方面仍然占据主导地位，但其他区块链网络的TVL 正在增长。数据来源：DeFi Llama 在本文中，我们将讨论：

- 什么是区块链“桥梁”？

- 为什么我们有不同类型的“桥梁”？

- 我们如何对这些“桥梁”进行分类？

让我们找出答案！

什么是区块链「桥」？

区块链“桥梁”的工作方式类似于现实世界中的真实桥梁。然而，加密空间中的“桥梁”并不是连接物理位置，而是连接两个不同的区块链网络。这种联系很重要，因为如果没有区块链“桥梁”，区块链将处于孤立的环境中，无法相互通信。这是因为每个区块链网络都有自己的一套规则、治理机制、原生资产和与其他区块链不兼容的数据。然而，通过两个区块链之间的“桥梁”，可以在区块链网络之间传输加密资产和任意数据。因此，“桥梁”是加密生态系统互操作性的关键，对于让不同的区块链网络相互兼容是非常必要的。

让我们举个例子：

Alice 在以太坊主网上有ETH，但想在Avalanche 链上使用这些ETH。这两个区块链有自己的协议、规则、社区和共识机制，因此它们之间的互操作性是不可能的。在这种情况下，中间需要有一些东西，并提供一种将信息从以太坊主网传送到Avalanche 链的方法。为此，Alice 可能会通过区块链“桥梁”转移资产，以安全地将ETH 从以太坊主网转移到Avalanche 链。通过这个“桥梁”，Alice 可以将以太坊上的ETH 转换成Avalanche 链上的wETH。如下所示：

上图：从以太坊主网桥接ETH 到Avalanche 链的过程（将ETH 转换为wETH）

为什么会有不同类型的「桥」？

区块链“桥梁”实现不同区块链之间的通信。而且，就像复杂的数学问题一样，当您查看加密生态系统中的不同桥接解决方案时，您会意识到实现区块链之间通信的方法不止一种。不同的区块链“桥”有不同的设计，有其独特的优势和劣势，因此在两个区块链网络之间使用哪种“桥”进行通信有很多选择。让我们更深入地研究一下这种通信的工作原理。

“桥梁”通过在两个区块链之间建立通信通道来工作。在理想世界中，区块链会相互通信；实际上，这是不可能的，因为一个区块链不存储另一个区块链的状态。

举个例子：以太坊上的一个dApp（去中心化应用）想和Solana链上的一个dApp通信。由于以太坊和Solana 之间的信任边界，它们不能简单地相互通信。这些信任边界包括但不限于：

- 以太坊和Solana 互不认识。

- 两条链都只能知道自己链上发生的事情，而不知道链外发生的事情。

对于这两个区块链来说，相互接收消息就像是在与外界进行交互，而它们对此一无所知。因此，无法建立信任来验证这些消息。

理想的区块链世界（上）与真实的区块链世界（下） 此外，区块链只能向一个方向发送消息。也就是说，在一个通道中只有单向通信：一个区块链可以在一个通道上向另一个区块链发送消息，但另一个区块链不能依赖同一个通道来回复消息并确认接收。到消息。

为了在区块链之间建立信任并实现双向通信，我们需要中间的东西，可以桥接这些区块链的东西。这就是区块链“桥梁”的作用，它不仅可以在不同区块链之间传递消息、数据和资源，还可以跨链传递资产。这改变了区块链不再局限于单向通信，因为“桥梁”使区块链能够与其他区块链来回通信。

区块链“桥梁”使用不同的机制或参与者充当区块链之间的验证器，以实现通信并克服信任边界。如果不

有这些链下参与者 (off-chain actors)，区块链之间的通信将不可能实现。

然而，随着这些链下参与者作为两个区块链的「中间人」，信任边界可以被克服，通信成为可能。

验证者的角色是「桥」工作方式的主要区别所在。从本质上讲，一些「桥」使用可信系统 (trusted system)，而另一些桥使用无须信任的验证者系统 (trustless system)。此外，由于加密生态系统中的「互操作性三难困境」，我们看到了不同类型的区块链「桥」设计。互操作性三难困境指出「互操作性协议或「桥」只能具有以下三个属性中的两个：

- 无须信任性 (Trustlessness)：具有与底层区块链相同的安全性；

- 可延展性 (Extensibility)：在任何区块链上都能被支持；

- 普遍性 (Generalizability)：能够处理任意的跨链数据。

不同的区块链「桥」方案侧重于上面列出的三个因素中的不同因素，并且有各自的优点和权衡。因此，不同的「桥」设计有着独特的价值主张。下图根据区块链「桥」的无须信任性、可拓展性和普遍性来对不同的「桥」进行了分类：

此外，区块链桥方案 Connext 的创始人 Arjun Bhuptani 还根据区块链「桥」的不同验证方式来将「桥」划分为原生验证系统 (即区块链自身的验证者负责验证跨链数据)、外部验证系统 (即使用一组外部的验证者来中继跨链数据) 和本地验证系统 (即只有参与到特定跨链交互的参与方才会验证该交互)。

以上几点解释了为什么我们有不同的区块链「桥」设计。但是，一般来说，我们之所以会看到不同类型的「桥」，是因为它们连接的对象和主要用例不同。对此，我们将在下文进一步解释。

基于「桥」的工作原理来进行分类

虽然所有区块链「桥」的目的都是一样的 (即实现不同区块链之间的通信)，但它们的实现方式是不同的。根据它们的工作方式，区块链「桥」可以大致分为：

- 需信任的「桥」(Trusted Bridges)：这类区块链「桥」使用一个中心机构来进行运作。这种区块链桥之所以被称为「需信任的「桥」」，是因为用户需要信任某个第三方 (也即这个中心机构) 来使用这座「桥」并保管他们的资金。这类桥梁的例子包括多链「桥」和特定于区块链的「桥」，比如 Binance Ethereum Bridge。

- 无须信任的「桥」(Trustless Bridges)：这类区块链「桥」通过使用智能合约和算法，消除了可信第三方的角色。它们之所以被称为「无须信任的「桥」」，是因为它们不要求用户信任某个中心机构来使用「桥」。因此，用户的资金安全总是由用户保管。这类桥梁的例子包括 Connext、cBridge 和 Hop 等。

举个例子：

假设你在机场的安全检查点。有两种类型的安全检查点：

- 人工检查点：这里由机场官方人员控制和操作，用户必须信任他们，让他们保管自己的个人信息和物品。

- 自助检查点：这里由机器负责操作，用户始终控制着自己的个人信息和物品。

人工检查点就相当于「需信任的「桥」」。这种检查点依靠一个可信赖的第三方，也就是官方人员来运作。用户必须放弃对自己资产的控制。

上图：人工检查点相当于「需信任的「桥」」

自助检查点就相当于「无须信任的「桥」」。这种检查点使用技术消除了官方人员的角色，让用户能够继续控制自己的资产。

上图：自助检查点就相当于「无须信任的「桥」」

基于「桥」连接的对象来进行分类

除了它们的工作方式外，还可以根据区块链「桥」连接的对象将它们划分为以下几类：

- L1 L1 桥：这类「桥」将两个不同的 L1 区块链网络连接起来。比如 Avalanche Bridge 连接着以太坊网络和 Avalanche 链。

- L1/L2 L2 桥：这类「桥」将 L1 区块链与 L2 网络连接起来，或者将两个不同的 L2 网络连接起来。比如，Across 一个是将以太坊 L1 与诸如 Arbitrum 和 Optimism 等 L2 网络连接起来的桥梁；Hop Protocol 一个是连接不同的 L2 网络的桥梁，也可以是将以太坊 L1 与 L2 网络连接起来的桥梁。

举个例子：

基于 Dragonfly Capital 管理合伙人 Haseeb Qureshi 将区块链描述为城市的心理模型，我们可以说，区块链「桥」就像连接不同城市的道路。根据这些桥梁连接的对象，道路可分为以下几类：

- 国家高速公路：这些是连接所有主要城市的道路。

- 州内高速公路：这些是连接某个城市中重要部分的道路。

国家高速公路就相当于「L1 L1 桥」。如果把以太坊比作纽约市，Avalanche 链比作是芝加哥市，那么 Avalanche Bridge 就是连接着它们的国家高速公路。

上图：国家高速公路就相当于 L1 L1 桥

州内高速公路就相当于「L1/L2 L2 桥」。如果 L2 网络和 Rollups (比如 Arbitrum 和 Optimism) 是以太坊 (纽约市) 的两座摩天大楼，那么 Hop Protocol 就是连接它们的州内高速公路。

上图：州内高速公路就相当于 L1/L2 L2 桥。

基于「桥」转移资产的方式来进行分类

我们还可以根据区块链「桥」在转移跨链资产时使用的机制来对它们进行分类。一般来说，根据区块链「桥」转移资产的方式，可以将它们分为以下几类：

- 锁定 & 铸造：这类区块链「桥」会锁定源链上的资产，并铸造目标链上的资产。比如 Polygon 的 PoS Bridge、Avalanche Bridge (AB)、Wrapped BTC (wBTC) 和 wMonero 等。

- 销毁 & 铸造：这类区块链「桥」会销毁源链上的资产，并铸造目标链上的资产。比如 Hop Protocol 和 Across Protocol。

- 原子互换 (Atomic Swaps)：这类区块链「桥」会将源链上的资产兑换为目标链上的资产。一般来说，这类「桥」是无须信任的，因为它们依赖于自我执行的智能合约来进行资产兑换，从而消除了在「锁定&铸造」和「销毁&铸造」机制中需要可信第三方的需求。比如 cBridge 和 Connext。

举个例子：

假设你开车从 A 市到 B 市，这两座城市通过一座桥连接。当你抵达这座桥，准备离开 A 市前往 B 市时，你有 3 种选择来跨过这座桥：

1、把你的车放在位于 A 市的一个仓库里，作为交换，你会在 B 市得到一辆一模一样的车。当你返回 A 市时，你只需要把你当初抵达 B 市时获得的这辆车归还，然后把你原来在 A 市的那辆车拿回去。这与区块链「桥」使用的「锁定 & 铸造」机制相类似。如下图所示：

上图：使用「锁定 & 铸造」机制的「桥」

2、为了离开 A 市，你必须销毁你的车，然后作为回报，你将在 B 市获得一辆一模一样的车。当你返回 A 市时，同样的过程将再次发生：你必须在 B 市摧毁你的汽车，然后你将在 A 市获得一辆相同的汽车。这与区块链「桥」使用的「销毁 & 铸造」机制相类似。如下图所示：

上图：使用「销毁 & 铸造」机制的「桥」

3、将你在 A 市的汽车兑换成另一辆 B 市的汽车。当你返回 A 市时，你可以重复同样的过程：将你在 B 市的汽车兑换成另一辆 A 市的汽车。这与区块链「桥」使用的「原子互换」机制相类似。如下图所示：

上图：使用「原子互换」机制的「桥」

基于「桥」的功能来进行分类

上述分类对桥梁的区分非常广泛。当我们根据「桥」的使用方式 (也就是它们的功能) 来研究不同的「桥」类型和设计时，事情会变得很复杂。根据其功能，「桥」可以分为以下几种:

- 链到链的桥 (Chain-To-Chain Bridges)：这类「桥」主要用于支持两个区块链之间的资产移动。通常，这种「桥」使用「锁定 & 铸造」机制。例如：Polygon 的 PoS Bridge(连接 Polygon 和以太坊)、Binance Ethereum Bridge(连接 BSC 和以太坊) 以及 Avalanche Bridge (连接 Avalanche 和以太坊)。

- 多链桥 (Multi-Chain Bridges)：这类「桥」旨在跨多个区块链转移资产。这种「桥」可以被部署到任何 L1 或 L2 区块链上。例如：Connext 和 cBridge。

- 专用桥 (Specialized Bridges)：这类「桥」专注于特定的生态系统，旨在支持资产在特定区域之间的移动。由于其专用性，这些「桥」通常能够促进更快、更便宜的跨链交易。例如：Hop 是一个 Rollup 到 Rollup 的桥梁，能够实现跨以太坊主网和 L2 网络的资产转移；Across 专注于实现从 L2 Rollups 到以太坊主网的快速、廉价的资产转移。

- 包装资产桥 (Wrapped Asset Bridges)：这类「桥」专门设计用于实现将非本地资产转移到不同的区块链上。这类桥梁通过在目标链上创建出代表源链上的资产的包装资产 (wrapped assets)。例如：Wrapped BTC (wBTC)、wMonero 等。

- 数据专用桥 (Data Specific Bridges)：这类「桥」是专门为跨多个区块链传输任意数据而设计的互操作性协议。通常，这些协议会成为 dApps 的基础层，使 dApps 能够实现跨链可组合性。例如：Celer 的 Inter-chain Message Framework、IBC、Nomad 和 Data Movr。

- dApp 专用桥 (dApp Specific Bridges)：从纯粹的技术角度来看，这些都不是「桥」。通过连接到不同的区块链，这些 dApps 建立了一个生态系统，允许价值以类似「桥」的方式跨链转移。例如：Thorchain 是一个去中心化的跨链 AMM (自动化做市商)，提供跨链流动性特性，使跨链资产交换成为可能；其他示例还包括 Anyswap、Wanchain 和 Synapse。

总结

「一刀切」的方法并不适用于区块链「桥」。没有完美的解决方案；只有针对特定的用例进行权衡——每座「桥」都有自己的优势和劣势，正如我们从互操作性三难困境中学到的那样，所有的「桥」都必须在可信任性、可拓展性或普遍性之间做出选择。

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