作者：PSE Trading Analyst @Daniel 花
引言
在区块链世界中，每个网络都可以看作是一个独立的生态系统，拥有自己的原生资产、通讯规则等。然而，这种特性也让各区块链之间互不相通，使得资产和信息无法自由流动。因此，跨链互操作的概念应运而生。
1.跨链互操的意义和使用场景
Defi是当今区块链的核心和基础，却面临着许多挑战，如流动性碎片化、资产池深度不足、资本利用率不高等问题。跨链互操协议的出现能够将各条链资产整合到一个统一的智能合约中，从而最大化提升用户体验和资本利用率，在理想情况下，跨链互操作协议可以将磨损减少至零。
举例来说：
（1）将OP链的资产放入ARB链上的GMX，以提高资金池深度
（2）将OP链的资产放入到ARB上的Compound进行抵押借贷
（3）实现NFT资产的跨链转移
除了金融方面，信息的传递也尤为重要：例如跨链投票支持重要提案，Social dapps之间的数据传递等。如果说Defi打开了加密货币世界的大门，跨链互操协议则是通往成功的必经之路！
2.跨链互操协议分为四种
2.1基于节点或第三方网络的验证 (第一种）
最原始的跨链协议采用MPC（Multi-Party-Computation) 进行交易验证，Thorchain是一个典型代表，通过在链上部署节点对交易进行验证，以建立安全标准。通常，这种协议会吸引100-250个节点验证者在网络上，然而，这种方法的劣势在于需要每个节点都对交易进行验证，从而导致用户需要等待较长时间。此外，节点的运营成本对于协议来说也不可忽视，最终会转嫁给用户。其次Thorchain会为每一种交易对设置一个Liquidity Pool，使用项目原生代币RUNE，每次跨资产都需要将资产兑换成RUNE，然后在换成目标链资产，这种模式需要大量资金去支持且有磨损，长期看来，这并不是跨链协议的最优解。Tips：Thorchain被攻击是因为代码漏洞（系统会把假的ETH符号会被当成真的ETH符号），跟验证方法的安全性无关。
2.1.2改善
基于此现象的改变：Wormhole选取19个Validators去验证交易的真实性，这些验证者包括Jump crypto等知名节点验证者。这些验证者同时在ETH，OP等其他网络上运行验证业务，然而，这种方法存在过于中心化的风险，作者认为，完全去中心化未必总是最佳选择，因为一定程度的中心化管理可以减少成本支出，项目做到最后一定是要实现大规模使用和最大化经济效益。Tips：Wormhole被攻击是因为合约漏洞，攻击者使用外部合约对交易进行验证，盗取资产，和本身的验证安全性无关。
与其他跨链协议相比，Axelar则是一条基于POS的公链。Axelar将验证信息从其他网络打包发送到自己的主网进行验证，完成后在发送到目标链。值得注意的是，验证成本与安全性成反比。随着验证信息数量的增多，需要更多的节点参与验证和维护网络安全，理论上，节点没有上限，节点数量的增多会让转账成本激增，Axelar未来会遇到这个困境。
2.2乐观验证（第二种）
OP的成功代表着乐观验证当下的安全可靠，成本低廉以及速度优势。因此Synapse等跨链协议也采用此验证模式。但Synapse使用Lock/Mint的方式去交换资产，这种方法存在遭受黑客的攻击的风险，作者将在2.3.1阐述原因。此外乐观验证只能满足当前的需求，未来一定需要更加安全可靠的验证方法，同时仍需保持速度和成本优势，现在作者将介绍双重验证来替换乐观验证。
2.3双重验证（第三种）
市场上最受关注的双重验证协议是Layerzero和Chainlink。先说结论，作者认为双重验证在当今跨链协议领域的发展前景最为明朗，无论是在安全性、速度还是反应时间方面，它都优于其他协议。
（1）Layerzero
Layerzero的创新之一是部署超轻节点在各条链上，将数据传输至链下Relayer和Oracle（Chainlink提供）进行验证，相比于第一种协议，避免了繁重的计算任务。Oracle生成区块头等信息，Relayer验证交易真实性，只有当两者不出错的情况下，才会放行交易。需要强调的是两者都是独立运行，黑客只有同时控制Relayer和Oracle，资产才会被盗，与乐观验证相比，安全性更高，因为它验证每一笔交易。
成本和安全优势：作者用Stargate做了实验 （使用Layerzero技术）
1）From OP to ARB 需要1分钟完成交易---$1.46
2）From OP to BSC 需要1分钟完成交易---$0.77
3）From OP to ETH 需要1分30秒完成交易---$11.42
综上所属双重验证模式处于绝对领先地位。
（2）Chainlink
Committing DON收取交易信息，目标链ARM会从源链ARM收集信息重塑Merkle tree和Committing DON的Merkle tree进行比较，在一定数量的节点’验证‘成功后，交易将被提交到Executing DON进行执行，反之亦然。注明：ARM属于独立的系统。Chainlink使用的技术和Layerzero的原理相似度达到90%，都采用“收集信息+验证信息（验证每一笔）”的模式。
目前Chainlink已支持的项目为Synthetix（跨链转移sUSD），Aave（跨链治理投票）。从安全角度来看，虽然ARM和Executing DON属于两个系统，但都由Chainlink自己控制，有可能坚守自盗。另外，在技术相同的情况下，Chainlink更会吸引一些有深度合作的老项目使用本服务，达成捆绑。而Layerzero更会吸引一些新项目去部署，**但从支持的网络和生态上来看，Layerzero更胜一筹。**此外，一般项目方也都希望把产品部署到热门生态上。
2.3.1Layerzero不可能三角
安全性：跨链转移资产方式分为四种
1）Lock/Mint：跨链协议会在各个网络中部署资金池，当用户要将ETH从A链转移到B链的时候，需要将A链的ETH锁定，然后在B链铸造等量的wETH，当从B链返回A链时，wETH将被销毁，同时A链上的ETH将会被解锁，这么做的风险是安全性完全依靠跨链桥，如果Lock的金额足够多，黑客一定会选择攻击资金池。
2）Burn/Mint：代币采取OFT（Omnichain Fungible Token）形式铸造，可以在源链燃烧掉一定量代币，在B链Mint出对应量代币，这种方式可以避免因资金池资金过多而引发的攻击风险，理论上更安全，OFT模式一般都在代币发布时选择，有助于dapps之间的流通。老项目也可以将自己的代币改为OFT，但因涉及到多方利益而难以实施，如更改后，其他dapps里面的原生代币该怎么处理等等，所以只有新项目才能采取这种模式。综上，老项目没有必要去冒风险，按照现有的路径发展即可，所以选择了安全，就无法应用到老项目上。
3）Atomic Swap：协议在两条链上都建立资金池，存储一定量的代币。当用户跨链时，用户会将资产存入到A链资金池，B链则会从B链资金池提取对应数量发送给用户，本质上是一加一减，随存随取，安全系数高。
4）Intermediate Token：如2.1 Thorchain会造成磨损，且等待时间过久。
目前最广泛运用的是Atomic Swap，但未来一定是往Burn/Mint模式靠拢，真正实现零磨损跨链，且保持安全性。老项目还担心使用Layerzero的一个原因是预言机价格操控，预言机遭受攻击的案例不在少数，现在技术还未完全成熟，因此，大部分协议也会选择谨慎的态度。
审核：Layerzero的Relayer和Endpoint里面的验证参数由项目方自行设置，会存在项目方恶意操作的风险，因此审核特别严格，导致Layerzero并没有很多出圈的项目。**如果放弃审核，让老项目使用Layerzero，安全性就得不到保障，选择了安全性，新项目审核就会特别难通过。**由此陷入困境，Layerzero还需要一点时间去发展。
2.4模块化跨链协议（AMB验证，第四种）
Connext为模块化跨链互操协议，模块化的结构为hub-and-spoke，将Chain A和Chain B的验证交给各自链的AMB（Arbitrary-Message-Bridge，任意消息信息桥)—Spoke为Chain A&B，生成的默克尔树证明存储到ETH主网上，ETH为hub。
该协议安全等级最高，因为我们所相信的是ETH网络的安全性，运用的是share security原理，如果使用Layerzero的技术，我们所要相信的其实是项目方本身，理论上比所谓的双重验证更加安全。从长远来看，一些OP跨链协议可能存在安全性方面的问题，未来趋势会朝向ZKP或者双重验证的模式。另一方面，对于跨原生代币的安全验证，各个链使用各自的AMB模块进行验证，而这些验证的传输时间可能不一致。官方AMB通常需要更长的验证时间，有时用户可能需要等待长达4小时甚至更久才能完成验证。这对于整体的经济效益和普遍的使用来说，可能会对Connext协议的规模造成限制。
3.ZKP跨链互操协议
现有的跨链协议竞争已经相当激烈，许多项目方把目标投向了ZKP，想跟上ZK roll up的概念，使用ZKrelayer，ZKlight-endpoint等技术，主打安全性最高，然而作者认为在未来5-10年内，ZKP在跨链领域的应用还为时过早，难以与现有的跨链协议竞争，原因如下：
（1）证明生成的时间和成本过高。零知识证明分为ZK STARK和ZK SNARK，前者生成证明大但时间短，后者生成证明小但时间长（证明越大，成本越高）。大部分ZKP跨链都会选择ZK SNARK，因为如果跨链成本过高，就没有用户会选择该方案。那么如何解决时间过长的痛点呢？有些协议会选择增加一条‘快速通道’，类似于OP的模式，先通过该交易，在进行验证，那这就不是严格意义上的ZKP，属于OP Plus版本。
（2）设施要求高。ZKP对设施要求较高，需要计算大量数据和性能支持，一旦大规模使用ZKP，会导致算力不够用，协议需要花重金去购买基础设施，目前不具备经济效应。
（3）技术迭代不确定性。现有的几种跨链协议中，双重验证的方法安全性已经足够高，满足当下的安全需求，虽然现在可能看起来不需要ZKP，但未来的技术迭代可能会改变这一情况。就如同二十年前三线城市是否需要修建高架一样，短期内可能不会出现需要，**但在长期内，ZKP可能成为跨链领域发展的基石。**因此，虽然当前还不是ZKP的时机，但需要有团队持续进行研究和探索，并保持关注，因为技术的发展速度无法预测。
4.总结和思考
跨链互操协议对于区块链发展至关重要。在各种跨链协议中，双重验证模式在安全性、成本和速度等方面表现出色，尤其是Layerzero和Chainlink这两个行业领先者。虽然两者的技术实现基本相同，但Layerzero在生态建设方面更为丰富，因此目前更具竞争优势。然而，Layerzero由于其安全性和审核机制，导致生态发展进展较慢，但相信在未来会有更多的发展机会。至于ZKP跨链，尽管目前应用还较为遥远，但其发展方向有望朝着这个方向发展，我们应该持续保持关注。
作者对Layerzero和跨链领域保持乐观态度，但也提出了一些潜在问题。现有的跨链协议大都属于L0（传输层），主要用于资产转移和信息传递（social，governance等），在资产转移方面，现有的跨链桥都是伪跨链，作者认为真正意义上的跨链是指某一个资产真正跨到另一条链上（Burn/Mint），而不是Lock/Mint或者Atomic Swap，但如果要做到这一点，需要将现有的老项目全部推倒，让新项目接替它们的位置，代币发行为OFT模式，但实现难度过大，需要很长时间的过度。
大家其实还是活在一个依赖于「第三方」的世界，链与链之间还是闭塞的。在传递信息方面，各链之间可以依赖于传输层去进行消息传递，但目前需求并没有很大，比如Lens和Cyber之间要进行消息传递需要跨链，但首先社交领域何时规模发展起来还是一个问题，其次如果说大部分dapps部署在Lens生态，dapps之间本身便以自由通信，那跨链便没有需求了，跨链只有在竞争激烈的环境下才有足够大的需求。
由此又延伸出Layer2 superchain新威胁的话题，比如OP superchain的成功会让更多Layer2采用类似技术去搭建，它们之间可以无缝对接（资产）。未来区块链的成功，OP等其他roll ups会承接不了过多的用户和交易，也会催生出更多Layer2。这里无缝对接的本质是共用一个结算层。这样，**资产的转移就不需要通过第三方，而是从同一个结算层获得交易数据，在各自链进行验证。**同样，跨链协议最希望看到的是OP，ARB，ZKsync和Starnet之间相互竞争，没有明显的高低之分，这样跨链就可以满足这几条链生态之间的转移，否则，如果某一条Layer2占据80%的份额，也就不需要跨链了。但未来变数还很大，这只是作者自己的一点顾虑，适时而定。
Reference
1:ZKP：实现安全高效的多链互通跨链桥技术
2:How do Blockchain bridges really work & can you trust them?
https://rhino.fi/blog/rhinolearn-how-do-blockchain-bridges-really-work-and-can-you-trust-them/
3:单链过去式，多链进行时，全链Layer0才是未来？解读「Web3新圣杯」zkOmnichain
https://www.theblockbeats.info/news/34715
4:Wormhole Whitepaper
https://docs.wormhole.com/wormhole/explore-wormhole/security
5:Thorchain Whitepaper
https://rebase.foundation/network/thorchain/specification-document-walkthrough/whitepaper
6:Axelar, Bridges, and Blockchain Globalization
https://medium.com/dragonfly-research/axelar-bridges-and-blockchain-globalization-11ef3bbce9f1
7:Layerzero whitepaper
https://layerzero.network/pdf/LayerZero_Whitepaper_Release.pdf
8:Chainlink Whitepaper