區(qū)塊鏈是賬本中心化的網(wǎng)絡，可以在數(shù)字賬本中追蹤用戶賬戶余額和數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈沒有中心化的監(jiān)管者，而是采用計算機中心化思想去對賬本更新達成一致協(xié)議，并最終執(zhí)行更新。這為多方賬本和流程自動化創(chuàng)建了新的范式，比傳統(tǒng)的計算環(huán)境更加中立、防篡改和透明。

然而，區(qū)塊鏈就像是沒有互聯(lián)網(wǎng)的計算機，本身無法與其他區(qū)塊鏈或鏈下API通信。這個問題也被稱為預言機問題，不僅導致區(qū)塊鏈無法與傳統(tǒng)交互系統(tǒng)，而且還導致鏈與鏈之間無法實現(xiàn)互操作性。隨著我們不斷向多鏈世界發(fā)展，區(qū)塊鏈互操作性協(xié)議成為鏈與鏈間（即跨鏈）交換數(shù)據(jù)和通證路由器的基礎設施。

本文闡述了區(qū)塊鏈互操作性的定義及其價值，并列舉了不同類型的區(qū)塊鏈互操作性解決方案，以及Chainlink的跨鏈互操作性協(xié)議（CCIP）如何擴展機器的功能，支持數(shù)據(jù)在任意鏈之間的跨鏈傳輸。

什么是區(qū)塊鏈互操作性？

區(qū)塊鏈互操作性是指區(qū)塊鏈相互通信的能力。區(qū)塊鏈互操作性的基礎是跨鏈消息傳輸協(xié)議，此類協(xié)議使區(qū)塊鏈能夠面向其他區(qū)塊鏈讀寫數(shù)據(jù)。

跨鏈消息傳輸協(xié)議可以支持創(chuàng)建跨鏈去中心化應用（dApp），dApp可以在不同的區(qū)塊鏈上部署智能合約。跨鏈dApp與多鏈dApp的不同端點，多鏈dApp通常在多個區(qū)塊鏈上部署相同的應用，每條鏈上部署的智能合約都是相互獨立的，與其他區(qū)塊鏈沒有關聯(lián)。

跨鏈dApp部署在不同區(qū)塊鏈上的智能合約的邏輯都是統(tǒng)一的。

跨鏈dApp如果利用跨鏈消息傳輸協(xié)議，則功能會基礎。比如通證橋只能將一條區(qū)塊鏈上的通證轉移到另一條區(qū)塊鏈上。然而，如果可以使用傳輸任何數(shù)據(jù)的消息傳輸協(xié)議，則能實現(xiàn)更豐富的跨鏈功能和更復雜的dApp，比如跨鏈去中心化交易平臺（DEX）、跨鏈去中心化自治貨幣市場、跨鏈去中心化自治貨幣組織（DAO）以及各種類型的優(yōu)先應用。

區(qū)塊鏈互操作性的意義

目前，Web3正朝著多鏈和多體系的方向發(fā)展。目前已經(jīng)有超過100個L1區(qū)塊鏈（即底層鏈）和越來越多的L2，之后將會出現(xiàn)基于底層鏈的L3網(wǎng)絡。L2和L3網(wǎng)絡本質(zhì)上是不同的區(qū)塊鏈，但都依賴底層鏈的安全（依賴機制如：Rollup）。

L1和L2網(wǎng)絡的發(fā)展充分體現(xiàn)了區(qū)塊鏈技術和生態(tài)的創(chuàng)新設計思路。區(qū)塊鏈通過不斷優(yōu)化協(xié)議來創(chuàng)新功能，從而吸引開發(fā)者并加入生態(tài)。做到這一點，通常在功能上做出一些權衡。比如，一些區(qū)塊鏈更關注中心化以及抗操控性，在底層區(qū)塊鏈的處理和可組合性方面取得了一定的進展；而另一些區(qū)塊鏈則更加重視隱私功能，因此在硬件硬件的安全性應用方面取得了一定的進展。

區(qū)塊鏈通過不斷探索各種共識協(xié)議、執(zhí)行環(huán)境以及數(shù)據(jù)存儲方案來進行優(yōu)化，開發(fā)者可以在成本、活躍度、性能機制、數(shù)據(jù)可用性、安全性、加密經(jīng)濟以及環(huán)保方面對區(qū)塊鏈進行篩選。此外，區(qū)塊鏈為了差異化，還會支持特定的編程語言，聚焦某些場景應用和地域市場，并建設獨特的品牌和價值來吸引目標客群。

其中，差異最大的優(yōu)化方案就是區(qū)塊鏈生態(tài)的擴容方案?，F(xiàn)有擴容方案如下：

• 一個性能較差的區(qū)塊鏈支持所有垂直行業(yè)中的所有應用。
• 一個去中心化水平達到極高的底層區(qū)塊鏈通過一系列L2和L3擴容方案，支持各種層次的應用。
• 每個應用進程、智能合約或應用進程都運行自己的底層區(qū)塊鏈或主權L2網(wǎng)絡。

現(xiàn)在出現(xiàn)了各種各樣的區(qū)塊鏈生態(tài)，因此必須讓這些鏈上環(huán)境實現(xiàn)互操作性。特別是一些開發(fā)者希望開發(fā)出跨鏈/自定義應用，在多個鏈上環(huán)境中維持統(tǒng)一的全局狀態(tài)和流動性，這一點尤其重要。另外，還有一些開發(fā)者希望能夠訪問其他鏈上獨特的資產(chǎn)和功能?；ゲ僮餍詫τ趤碚f也非常重要。

區(qū)塊鏈互操作性協(xié)議對于傳統(tǒng)系統(tǒng)也同樣，傳統(tǒng)系統(tǒng)需要從入口接入許多重要的區(qū)塊鏈?；ゲ僮餍詤f(xié)議可以為開發(fā)區(qū)塊鏈抽象層打下基礎，傳統(tǒng)網(wǎng)關和dApp可以通過一個區(qū)塊鏈中間鏈件統(tǒng)一接入任何上環(huán)境。如果沒有區(qū)塊鏈抽象層，Web2系統(tǒng)和dApp就必須針對每個跨鏈交互場景內(nèi)部開發(fā)單獨的解決方案，這不僅會帶來大量時間和資源，而且流程也非常復雜。

不同類型的區(qū)塊鏈互操作性方案

將區(qū)塊鏈互操作性方案梳理的最佳切入點就是研究最受歡迎的跨鏈交互場景。

通證互換——在源鏈上交易一種通證，并在目標鏈上收到另一種通證。跨鏈通證互換采用了原子互換協(xié)議和跨鏈自動做市商(AMM)，這些自動做市商在每條鏈上分別創(chuàng)建流動性池，以實現(xiàn)通證互換。

通證橋——通過源鏈上的智能合約鎖定或感知通證，并通過目標鏈上的另一個智能合約解鎖或鑄造通證。通證橋可以將資產(chǎn)跨鏈轉移，實現(xiàn)跨鏈流動性，并提升相應的通證利用率。通證橋有以下三類通證處理機制：

• 鎖定/鑄造型通證橋（即：打欠條） ——在源鏈上的智能合約鎖定中通證，然后在目標鏈上鑄造包裝通證，此類資產(chǎn)通常也被稱為“橋接資產(chǎn)”（橋接資產(chǎn)）。反向操作的話就是將目標鏈上的包裝通證回調(diào)，以釋放源鏈上的原始通證。
• 引入/鑄造型通證橋（即原始通證） ——引入源鏈上的通證，然后在目標鏈上重新鑄造同樣的通證。
• 鎖定/解鎖型通證橋——鎖定源鏈上的通證，然后解鎖目標鏈上流動性池中同樣的通證。這幾類通證橋通常會推出收入共享等機制激勵來吸引消耗鏈上的流動性。

支付——源鏈上的應用觸發(fā)在目標鏈上與原始資產(chǎn)進行支付。另外，也可以另一種基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)觸發(fā)在源鏈上與資產(chǎn)進行跨鏈支付。大多數(shù)支付都是作為某種結算方式，并且基于區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)或者什至可以至外部事件來初步結算。

合約調(diào)用——源鏈上的智能合約可以基于本地數(shù)據(jù)調(diào)用目標鏈上的智能合約函數(shù)?？梢砸淮涡园l(fā)起多個合約調(diào)用，實現(xiàn)更復雜的跨鏈應用，包括通證對接和橋接。

最強通證橋——包含通證橋和各種消息傳輸功能，一旦通證從源鏈發(fā)送到目標鏈，就會發(fā)起發(fā)起合約調(diào)用。這些都包含在補記交易中，因此可以實現(xiàn)豐富的跨鏈功能，比如權益質(zhì)押、通證對接或者將通證進入目標鏈上智能合約中，以完成通證功能。

要實現(xiàn)跨鏈操作，可以采用以下四種互操作性方案來驗證目標鏈的狀態(tài)，然后進行后續(xù)交易消息傳遞到目標鏈。狀態(tài)驗證和消息傳遞對于大多數(shù)跨鏈交易來說都是駕駛員的功能。

Web2驗證

Web2驗證是指使用Web2服務來執(zhí)行跨鏈交易。最常見的案例是用戶利用中心化交易平臺來對接通證或跨鏈發(fā)送通證。用戶只需將資產(chǎn)存入源鏈上由交易平臺控制的地址中，然后在目標鏈上由用戶控制的地址中取出相同或不同的通證（注：通過交易平臺兌換）。

Web2驗證對于個人交易來說非常方便，而且技術要求很高。但是Web2驗證對于跨鏈應用的價值沒那么大，而且需要信任中心化的托管方。此外，大多數(shù)Web2驗證只能與交易平臺支持的區(qū)塊鏈之間進行通證互換和跨鏈轉發(fā)。

外部驗證

外部驗證指除跨鏈交叉所涉及的過剩鏈上的節(jié)點之外，還專門創(chuàng)建組第三驗證節(jié)點，用于驗證源鏈的狀態(tài)，并在特定條件滿足時觸發(fā)鏈上目標的后續(xù)交易?；谖瘑T會的想法有許多不同的實現(xiàn)方法，比如多方計算、去中心化的鄰機網(wǎng)絡以及門限簽名合約等，但這些方案都需要驗證節(jié)點進行信任最小化的鏈下計算，并在鏈上進行混合驗證（即型智能合約）。

外部驗證通常要分配一半以上的節(jié)點是公平的，這樣才能維持跨鏈交易的可靠性。但是，要提升信任最小化水平，還需要采用其他技術，比如樂觀的通證橋驗證（樂觀橋）雖然外部驗證需要額外的信任假設，但目前是唯一可行的方案，可以在某種區(qū)塊鏈之間執(zhí)行跨鏈智能合約調(diào)用的同時信任最小化。另外，該方案也是通用性非常高且可擴展的跨計算方案，可以支持更復雜的跨鏈應用。

本地驗證

本地驗證是指跨鏈交互中的對方相互驗證對方的狀態(tài)。如果雙方都確認對方狀態(tài)有效，則執(zhí)行跨鏈點對點交易。本地驗證的跨鏈通證對接通常也被稱為“原子對接”。

通過原子協(xié)議進行本地驗證可以在很大程度上保證信任最小化，因為協(xié)議的結果是成功，或者兩個交易都失敗。但是這種方式無法分割其他跨鏈合約調(diào)用場景中，而且不會意間導致“看漲選項”的問題，即原子協(xié)議中的第二個交易方可以選擇交換也可以選擇不交換，因此在一段時間內(nèi)擁有看漲選項。因此本地驗證最常用于跨鏈流動性協(xié)議中，這樣協(xié)議會在每條上創(chuàng)建獨立的流動性池鏈。

初步驗證

初步驗證是指在跨鏈交互中目標鏈驗證源鏈的狀態(tài)，以確認交易并在本地執(zhí)行后續(xù)交易。通常的做法是在目標鏈虛擬機的源鏈上運行輕客戶端，或兩端。

初期驗證需要誠實的幾派或同步假設，委員會里至少有一個誠實的借貸者（即誠實的少數(shù)派），或者如果委員會無法正常運行，用戶必須自己進行傳輸交易（即同步假設）。本地驗證是信任最小化程度最高的一種跨鏈通信方式，成本也很高，開發(fā)可能較低，而且更適合狀態(tài)機度相似的區(qū)塊鏈，比如以太坊和L2網(wǎng)絡之間，基于Cosmos SDK開發(fā)的區(qū)塊鏈之間。

跨鏈互操作性協(xié)議（CCIP）

為了滿足生態(tài)對區(qū)塊鏈互操作方案不斷增長的需求，Chainlink目前正在開發(fā)跨鏈互操作性協(xié)議（CCIP）。這是一個全新的跨鏈通信開源標準，包括各種消息傳輸和通證轉移。CCIP的解決方案的目標是提供簡單好用的統(tǒng)一接口，為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡創(chuàng)建通用的連接。此外，還將繼續(xù)推進一系列前置機服務集成至簡化通證橋框架中，以實現(xiàn)復雜的跨鏈操作。

由于跨鏈攻擊事件頻發(fā)，過去一年價值約12億美元的金額被盜，CCIP將安全放到了廢水位置。全球最頂尖的加密專家和相應的安全專家都參與到了開發(fā)中，其中包括Ari Juels、Dan Boneh、Lorenz Breidenbach以及Dahlia CCIP目前正采取一系列措施提升安全性，包括創(chuàng)建防欺詐網(wǎng)絡來監(jiān)控惡意行為；利用大量鏈上良好的優(yōu)質(zhì)節(jié)點運營商去中心化的下游機計算（這些節(jié)點的歷史服務水平可驗證）；開發(fā)了鏈下報告協(xié)議（OCR），目前該協(xié)議已經(jīng)在各個區(qū)塊鏈主網(wǎng)上獲得了數(shù)千億美元的價值。

CCIP是Chainlink中心化中部機網(wǎng)絡開發(fā)的跨鏈消息傳輸協(xié)議，旨在為各種跨鏈dApp、通證橋和初步通證橋提供支持。

實現(xiàn)區(qū)塊鏈互操作性，推動Web3發(fā)展

區(qū)塊鏈互操作性是Web3未來發(fā)展的關鍵。CCIP等互操作性協(xié)議不僅可以解鎖復雜的應用，跨不同區(qū)塊鏈實現(xiàn)統(tǒng)一的功能，還能賦能企業(yè)、機構和政府安全地從一個統(tǒng)一接口接入任何鏈上環(huán)境。這兩個功能對于下一代dApp開發(fā)來說都至關重要，可以將傳統(tǒng)用戶接口接入這些dApp應用，并推動Web3實現(xiàn)主流應用。

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