什么是跨链桥：以及它们对 DeFi 的重要性

去中心化金融 （DeFi）已经成为数字资产领域最有趣、最多样化、最令人兴奋的领域之一。随着其生态系统以如此指数级的速度增长，DeFi 已经牢固地确立了自己作为一种原生颠覆性技术的地位，旨在彻底重塑金融现状并彻底改变个人价值观念的方式。

纵观其历史发展，区块链技术催生了各种不同的金融应用、价值主张、加密资产和替代基础设施。尽管区块链无疑引领了过去十年中一些最令人着迷的技术创新，但迄今为止，其设计仍然相当孤立和封闭。

公共区块链，例如 比特币 和 以太坊 例如，它们被构建为开源、透明且对所有人可见的数字分类账。然而，尽管链上数据完全透明，但区块链的基础设施本质上被设计为一个独立的、孤立的生态系统。

当然，这是有充分理由的，因为区块链技术最重要的要素之一在于其维护网络安全的能力。事实上，为了维持支撑共享账本安全性和准确性的共识，只有严格遵守每个网络规则的矿工才被允许验证交易并将其写入区块链。

这个系统确实有效，但是，区块链的孤立性质在某种程度上阻碍了 DeFi 生态系统的成长和进步，将 DeFi 参与者锁定在一个单一的、封闭的网络中，而实际上，鉴于其无需许可和去中介的功能，它应该允许用户获得收益获得更广泛的机会。

当去中心化应用程序 (dApp) 的 DeFi 乐高式可组合性正在改变我们所熟知的金融基础设施的面貌时，独立区块链之间相互通信和共享数据比以往任何时候都更加重要。

虽然项目如 波尔卡圆点, 草间弥生, 雪崩 和 宇宙 正在尝试跨链互操作性和网络可组合性的概念，DeFi 用户非常简单地希望能够将资产从一条链转移到另一条链，互换使用 dApp 并更有效地利用其他 DeFi 服务。因此，人们似乎普遍渴望区块链互通，虽然区块链基础设施直到最近仍然相当孤立，但最佳解决方案之一可以在跨链桥中找到。

关于跨链桥

跨链桥实现了截然不同的网络（例如比特币和以太坊）之间以及一个父区块链及其子链（称为​​侧链）之间的互操作性和相互通信，侧链要么在不同的共识规则下运行，要么从父区块链继承其安全性，就像 Polkadot 和 Kusama 平行链的情况一样。

跨链桥允许资产、代币、数据或智能合约指令从一条链转移到另一条链以及在完全独立的平台之间转移，使用户能够：

• 将一个区块链上的数字资产部署到另一区块链上的 dApp。
• 对不可扩展的区块链上托管的代币进行快速、低成本的交易。
• 跨多个平台实施和执行 dApp。

需要跨链互操作性

加密货币爱好者、投资者和机构实体都越来越意识到链最大化所带来的问题、巴尔干化的风险以及大多数区块链网络固有的整体封闭性。

这种情绪主要是由以下事实驱动的：从本质上讲，区块链始终旨在解决历史上传统金融结构的一些复杂性、瓶颈和限制。尽管如此，对于大多数区块链参与者来说，在不遇到某种技术障碍的情况下无缝执行交易并在数字资产领域有效地转移资产几乎是不可能的。

自 2020 年初以来，随着去中心化金融的飞速发展，目前 DeFi 领域对跨链可组合系统的需求处于历史最高水平。从本质上讲，这是因为当今的 DeFi 网络在自己的生态系统中仍然是孤立的，无法相互信任地通信以交换有意义的价值。

我们建造了太多的墙而没有足够的桥梁——艾萨克·牛顿（1643-1727）

这一问题的解决方案本质上在于跨链互操作性，因为它允许项目之间有效地合作，并打破分隔各自基础设施的界限。

然而，大多数提供跨区块链通信的现有解决方案要么太复杂、风险太大、过载，要么很可能包含第三方媒介。在跨链传输过程中让第三方充当托管人，彻底剥夺了区块链固有的去中心化理念，并从本质上完全违背了其技术的目的。

为了解决这个问题，跨链桥为区块链项目提供了必要的底层架构，以安全地开发其互操作性功能并与其他链可靠地交互，同时消除对第三方媒介的需求。

跨链桥如何工作

如前所述，跨链桥是一种连接，允许将代币、资产和数据从一条链转移到另一条链。两条链可以有不同的协议、规则和治理模型，但桥提供了一种可互通且兼容的方式，可以在双方安全地进行互操作。

并非所有的跨链桥都是一样的，事实上，存在相当多的设计，但它们通常可以分为两个主要部分：

• 基于第三方信任的中心化跨链桥。
• 基于密码数学信任的去中心化且无需信任的跨链桥。

更集中的桥梁依赖于某种中央机构或系统来运行，这意味着用户需要信任第三方中介才能使用特定的应用程序或服务。使用中心化桥可以吸引那些可能刚刚进入加密货币领域、尚未具备自行跨不同链转移资金所需的技能或信心的用户。

虽然使用中心化桥肯定有一些好处，例如易于使用和相对自动化，但大多数加密货币爱好者更喜欢自行参与跨链操作，并且通常寻求更加去中心化和无需信任的选择。

最流行的基于信任的集中式桥接解决方案之一是使比特币持有者能够通过 Wrapped Bitcoin (WBTC) 利用以太坊区块链的优势。在这个集中式桥接系统中，用户通过称为“商家”的合作伙伴将 X 数量的 BTC 存入由受信任的集中托管机构控制的钱包中，该托管机构安全地存储比特币，然后在以太坊上铸造等值的 Wrapped BTC (WBTC) 代币。

这可能对比特币持有者相当有利，因为与原生 BTC 不同，Wrapped BTC 是一种 ERC-20 代币，可以在各种 DeFi 协议中用作抵押品，例如 AAVE, 复合肥产线, MakerDAO 和 Uniswap.

另一方面，去中心化的跨链桥不需要用户信任单个实体或中心化机构，而是信任底层区块链代码库的数学真理。在区块链系统中，数学真理是通过许多计算机节点根据写入代码的规则达成共同协议或共识来实现的。这允许创建一个开放、去中心化和透明的系统，该系统几乎完全依赖于区块链的基础设施，并消除了中心化生态系统中根深蒂固的许多问题，这些问题容易受到潜在的腐败和恶意行为的影响。

跨链桥的构建可以用于多种目的，而不仅仅是资产转移。事实上，它们不仅能够使一个网络上的代币在另一个网络上使用，而且还可以用来交换任何类型的数据，包括智能合约调用、去中心化标识符和链下信息（例如股票市场价格信息）通过神谕。

跨链桥架构

当用户通过去中心化跨链桥将资产从区块链 A 转移到区块链 B 时，这些资产在技术上并没有“发送”或转移到其他地方。事实上，这种转移是一种错觉，因为区块链 A 上的资产并没有被转移，而是暂时锁定在区块链 A 上，而等量的等值代币在区块链 B 上解锁。区块链B上的代币再次被锁定。

由于其有效性和分散性，该领域的许多区块链项目已经开始通过上述系统实施和开发自己的互操作性功能。这种跨链互操作架构的概念，称为双向挂钩（2-WP）系统，可以追溯到中本聪的早期，虽然该系统在理论上确实有效，但实际上存在一些固有的风险。

任何去中心化的跨链桥系统都严重依赖于跨链桥涉及的两个参与者之间的信任和诚实的假设。如果这些假设不成立，那么区块链A和区块链B上的资产有可能同时解锁，从而导致恶意双花。为了解决这个问题，诸如 三叶草金融是一个基于 Substrate 的平行链，希望转发自己的内部 2-WP 机制，允许通过无需信任的 2-WP 建立无缝且安全的跨链通信系统。

去中心化区块链桥的另一个相关例子是 人规。 Ren 虚拟机 (RenVM) 由大型、分散的计算机节点网络支持，该网络以类似于以太坊网络的方式建立共识。

RenVM 将信息和数据传播到许多设备上，并利用多方计算 (MPC) 创建共享加密签名，使其网络能够将数字资产锁定在一个区块链上，并允许用户在另一个区块链上铸造等价资产。

因此，RenVM 机制允许用户基本上将资产和数据从区块链 A“转移”到区块链 B，而无需任何第三方实体的帮助。

侧链桥

在深入研究侧链桥之前，简要分析什么是侧链是有建设性的，因为这将有助于更好地了解侧链桥作为一个整体的功能和重要性。

侧链是独立的区块链，拥有自己的共识机制、单独的节点和基础设施。侧链受益于底层主区块链的去中心化和安全性，并保持执行高度专业化用例的灵活性。首先，侧链是可扩展性的代名词，因为它们允许底层区块链在并行的侧链生态系统中稀释和分散其部分工作负载，从而使其整个系统更加高效。

Polkadot 和 Kusama 平行链可能是侧链最相关的例子，因为它们也受益于 Polkadot 中继链的安全性、可靠性和第 0 层可扩展性，并拥有独立、高度专业化的功能。特别是在 Polkadot 生态中，侧链需要不断与中央中继链绑定，但也可以与其他平行链建立跨链通信。当然，为了做到这一点，需要一个侧链特定的桥。

与连接两个完全不同的区块链的桥不同，侧链桥将父区块链连接到其子区块链。由于父母和孩子在不同的共识规则下运作，因此他们之间的沟通需要一座桥梁。

例如，流行的基于区块链的游戏的开发商 Axie Infinity 创建了一个名为 Ronin 的专用的类似以太坊的侧链，以允许游戏的扩展超出以太坊主网上的可能范围。 Ronin 的以太坊桥允许用户存入 ETH、ERC-20 代币和 NFT 进入智能合约，Ronin 的验证器接收并转发到侧链。

基于以太坊的侧链桥的另一个著名示例是 xDai。与 Ronin 类似，xDai 由一组与维护主以太坊区块链的矿工不同的验证者保证安全。 xDAI Bridge 和 OmniBridge 这两座桥将 xDai 链连接到以太坊主网，从而可以轻松转移代币。

此外，随着分片功能的推出，侧链将在以太坊网络的发展过程中发挥至关重要的作用 ETH 2.0。事实上，以太坊 2.0 将通过将许多侧链交易捆绑到主信标链上保护的单个交易中，为 ETH 网络引入更高的可扩展性。

想象一下以太坊被分裂成数千个岛屿。每个岛屿都可以做自己的事情。每个岛屿都有自己独特的功能，属于该岛屿的每个人（即帐户）都可以相互交互，并且可以自由地享受其所有功能。如果他们想联系其他岛屿，他们将必须使用某种协议。 – Vitalik Buterin 在 Devcon 2018 – LinkedIn 

在 Polkadot 上架起桥梁

Polkadot 被设计为“区块链的区块链”，相信所有未来的区块链基础设施都需要互操作性才能有效运行。 Polkadot 允许主权第 1 层区块链（称为平行链）完全相互通信和跨链可组合，同时受益于 Polkadot 中央中继链的安全性、可扩展性和第 0 层功能。

此外，Polkadot 允许其平行链结构通过跨链桥与比特币和以太坊等外部网络连接。这些 Polkadot 桥可以通过多种方式实现，其中一些是为整个 Polkadot 社区构建的通用良好实用桥，另一些则是由专业团队运营的营利性桥设计。

Polkadot 的跨链桥架构最有趣、最有价值的功能之一是能够桥接和无缝互连两个外部和独立的链，例如比特币和以太坊。例如，通过其平行链桥系统，Polkadot 可以允许以完全去中心化的方式将资产从比特币转移到以太坊。为了实现这一目标，Polkadot 利用其内部跨链桥设计，称为跨链消息传递（XCMP）。

XCMP桥

如前所述，平行链的名称源自并行链的概念，这些链在 Polkadot 和 Kusama 网络上与 Polkadot 生态系统中的中央中继链并行运行。由于其并行性，平行链还能够并行交易处理，并为 Polkadot 和基于 Polkadot 的项目提供新级别的可扩展性。

它们完全连接到中继链并享受 Polkadot 框架提供的安全性。然而，为了与其他系统通信和共享数据，平行链利用了一种称为跨链消息传递（XCMP）的机制。

Polkadot 的 XCMP 桥是一种协议，允许其原本隔离的平行链-侧链网络以安全且完全不信任的方式在彼此之间发送消息和数据。这个跨链消息传递系统首先是通过在两个平行链之间开辟一条通道来启动的。

该通道必须被发送方和接收方平行链认可，并且它是一种单向通道。此外，一对平行链之间最多可以有两个通道，一个用于发送消息，另一个用于接收消息。

为了建立桥梁，需要存入 DOT 押金，一旦桥梁再次关闭，押金将被返还。因此，通过XCMP通道，两条独立的平行链可以创建一个互通的结构，在彼此之间传输有价值的数据和资产，并达到前所未有的跨链桥互操作性水平。

跨链桥：DeFi 的未来

跨链桥本质上可以被概念化为为所有未来区块链系统提供动力的基础设施，因为它们允许创建动态、可互操作和可互换的区块链层。

包括母链和侧链在内的不同区块链之间的互操作性和跨链可组合性，为用户开辟了广阔的机会，并允许网络参与者在不损害主链的安全性和优势的情况下获得每条链的好处。

因此，这在不断变化的去中心化金融领域中为跨链桥带来了一些令人兴奋的用例，使加密货币爱好者可以选择以无需许可、去中介的方式跨空间转移资产，同时利用主链和辅助链的功能链。

事实证明，桥梁在 DeFi 协议中越来越有价值，因为它们使 DeFi 用户能够将数字资产从拥有相当大代币价值但无法最大化其自身 dApp（如比特币）的区块链转移到已经开发出完善的 DeFi 生态系统的区块链，就像以太坊一样。

因此，在这种情况下，只有通过跨链桥，比特币才能从 DeFi 的功能中受益，成为以太坊区块链上的 ERC-20 代币 WBTC。这对于本地 BTC 持有者来说当然是有利的，因为他们现在能够在 DeFi 领域交易和移动他们的 Wrapped BTC，并获得生态系统中最好的链的回报。

此外，如前所述，DeFi 桥允许主链与其二级链连接并在整个生态系统中分配部分交易负载，从而增强网络可扩展性。

最优化的例子也许是 Polkadot 平行链网络，通过该网络，Polkadot 主链可以通过其侧链系统稀释其工作负载，从而提高其交易吞吐量和整体性能。鉴于跨链桥接解决方案固有的明显优势，以太坊目前正在开发支持其自己的 DeFi 侧链桥所需的基础设施，该侧链桥将随以太坊 2.0 一起推出。

结论

可扩展性、效率和创新是游戏的名称，借助跨链桥梁，DeFi 变得更加容易。事实上，越来越多的 dApp、基于区块链的项目和加密货币投资者意识到，如果没有跨链桥梁，我们用户最喜欢和使用的 DeFi 应用程序将无法实现，这只是时间问题。实际上并不是一个可行的选择。

作为连接一个区块链与另一个区块链的内在联系，跨链桥为项目提供了以去中心化方式实现互操作性所需的基础设施，并允许无缝实现跨区块链可组合性。

数字资产领域跨链桥的概念可以追溯到比特币的早期，当时创新的、无需许可的点对点网络的价值主张首次出现。从那时起，区块链桥梁就蓬勃发展，事实证明它们对于 DeFi 生态系统及其乐高式流动性结构的整体发展至关重要。

最终，该领域对跨链桥的需求仍然非常高，因为它们首先增强了许多 DeFi 协议的网络性能，其次，因为它们很可能成为区块链采用的决定性的、通用的催化剂。

免责声明：这些是作者的观点，不应视为投资建议。 读者应该自己研究。

资料来源：https://www.coinbureau.com/education/cross-chain-bridges/