一文详览区块链桥和互操作性概述角色和集成

区块链领域正在迅速发展。虽然我们已经知道该技术的许多好处，但我们想到的一个关键挑战是区块链缺乏互操作性。

为了解决这个难题，如果开发者想要在任何特定的区块链网络上构建dApp，他们通常会被锁定在该平台上，无法利用其他区块链的优势。

各个区块链网络通常无法有效地相互通信。这使得用户在不同的区块链网络之间进行交易变得非常困难，有时甚至是不可能的。

为了解决这个非互操作性的问题，已经开发了区块链的基础技术——区块链桥。

什么是网桥？

简单地说，区块链桥可以被认为与现实世界中的桥完全一样，该结构将两个或多个不连续且完全独立的点连接起来，从而可以轻松地通过预先存在的“障碍物”。

在区块链的世界中，可以将网桥定义为使两个不同的区块链网络之间能够通信和交互的互连链接。

根据设计，区块链桥是用户利用两个区块链的优势的关键。区块链桥通常由mint-and-burn协议进行管理，以在所有平台上保持恒定的代币供应。

例如，当代币从一个区块链移动时，它被锁定在该链上，而等效的代币在相反的区块链上生成。相反，当代币移动回其原始网络时，将销毁已创建的代币，并且原始链上的相应代币将被解锁。

我们为什么需要网桥？

大多数区块链网络基于共识、智能合约功能和运行时不同的核心技术。对于一个将自己定位为分布式和去中心化交易系统的生态系统而言，缺乏区块链互操作性阻碍了该生态系统的发展。

已知第一次探索区块链互操作性的尝试是在2012年，由Joseph Chow创建了BTC-Relay系统，从比特币网络获取信息，以便在以太坊上使用。

几年过去了，由于没有令人满意的机制，用户继续注意到跨链交互中需要突破性的解决方案的必要性。通过使用网桥，用户能够将多个孤立的区块链相互连接，从而简化数字资产的流动。

为了更好地理解这一点，让我们想象两个区块链网络：以太坊和Avalanche。今天的以太坊用户在高流量和拥堵时经历到缓慢的交易速度和昂贵的gas费。

通过网桥，用户可以将其代币(ERC-20或ERC-721)发送到Avalanche，以利用其快速的交易时间、更高的吞吐量和更低的费用。

在这种情况下，两个区块链都受益于用户利用网桥的优势。一方面，它减少了以太坊上的网络流量，将其分配到其他不那么拥堵的区块链上，从而解决了以太坊的一些可扩展性问题。

另一方面，相应的区块链增加了对以太坊社区的敞口。最终，一旦一座网桥将独立的区块链生态系统联合起来，用户就可以从中获益。

网桥使DeFi超越一个网络的边界发展为互补的生态系统方面发挥着至关重要的作用。——Ava Labs创始人兼CEO Emin Gün Sirer

关于ChainSafe

ChainSafe通过为生态系统贡献开源软件，?致力于构建Web3?的基础架构?。

早在2018年，ChainSafe团队就开始构建ChainBridge：一种模块化的多方向区块链桥，以允许在与EVM兼容的区块链与基于基质的链之间进行数据和价值转移?。

该公司认为自己与链无关，并且正在积极为以太坊、以太经典、Cosmos、Polkadot和Filecoin生态系统做出贡献。

ChainBridge解释

在较高层次上，经consensys审计的ChainBridge是消息传递协议。源链上的事件用于创建消息，然后将该消息传递到目标链。

“ChainBridge一直是我们对开源协议的客观性、可持续性和协作必要性的回应。我们的目标是允许项目之间使用轻量级和简单的集成进行交互。协作对整个花园都有利，它让竞争对手看到了零和思维之外的价值”。

——ChainSafe创始人兼CEO Aidan Hyman

桥接器提供了将任意数据从一个区块链传输到另一个区块链的能力，标志着协议互操作性和工具的另一个胜利。

随着ChainBridge团队提供共享区块链基础架构所需的工具包，他们将重点放在改善网桥功能的三个主要功能上。

1.易于转移：对向后兼容性没有限制。将更加着重于简化多条链之间的转移，从而不必每座网桥都以1：1的比例建造。将来，可以在不同的链中创建一个中继器集，以在所有人之间提供额外的支持和交易。

2.易于集成：易于集成以用于未来的链。它应该总是能够与之前加入它的所有链进行交互。

3.模块化安全：网络安全应该是多层的，并使用不同的技术来保护网络。

跨特定用例共享基础设施具有巨大的价值——成本降低，软件的可持续性提高。

展望未来，ChainSafe团队希望鼓励社区成员在自己的环境中部署和修改网桥，以获得更广泛的应用。

区块链桥设计：它们如何工作？

ChainBridge的功能是双向的，它允许用户将资产从一条链转移到另一条链，然后再转移回来（如果他们愿意的话）。

为了说明网桥的功能，我们将看以下内容：网桥的特性、网桥的组件和网桥的角色。

网桥特性

去中心化桥应该在任何时候都可以访问，没有单点故障。网桥应该很容易与新的链条整合。跨链交易应该是安全且可证明的。

网桥组件

下面列出了相关的网桥组件及其各自的功能。

网桥管理员

可以添加或删除中继器。

可以更改提案通过的票数。

可以暂停/取消暂停网桥。

可以将合约中的资金转移到任何帐户（特定于EVM）。

将资源和链ID列入白名单。

中继器

可以投票或创建新提案。

可以执行通过的提案。

可以对提案投反对票（针对特定基材）。

用户

locking可以通过将代币锁定在网桥中来在区块链之间转移代币。

网桥的角色

中继器扮演三个主要角色。ChainBridge目前依赖于受信任的中继器来执行这些角色。

总体概述

在ChainBridge模型下，从链A到链B的数据和价值转移的一般工作流程如下：

为了更好地更详细地理解上述图表，每个步骤都已编号 1–8 解释如下。

步骤1：用户在链A的过渡合约中发起交易。用户将需要输入目标链（他们希望数据/消息/资金去往何处）。经过几次检查后，将调用处理程序合约的存款功能，该功能会验证用户提供的参数，在目标合约的相应调用上创建存款/执行记录。

步骤2：在执行链A中的目标合约的功能之后?，过渡合约发出一个存款事件，该事件包含链B上执行交易所需的必要信息。这被称为提议，并被发送到中继器。

步骤3：每个提案可以有5个状态(未激活、激活、已通过、已执行和已取消)。中继者总是在链的两侧倾听。在此过程中，中继器扮演各种角色(侦听器、路由器和写入器)。侦听器从链A中提取事件，并构造一条消息，该消息通过路由器传递给写入器。写入器解释消息并将事务提交到目标链。

步骤4：此时，中继器对提案进行投票，投票在链B上的过渡合约上进行。这会将提案的状态从非活动状态设置为活动状态。

步骤5：在当前模型中，中继器有一个受信任的设置，并桥接每个链的管理员。根据桥接器的不同，您可以根据需要设置任意数量的中继器。该提案的事件被广播到目标链的中继器，这些中继器必须对提案进行投票。每当中继器投票时，网桥合约就会发出一个事件来更新其状态。

步骤6：一旦达到了预定义的阈值（必须通过多少票才能执行交易），状态就从“活动”变为“已通过”。该机制保证多方对每个交易进行验证。

步骤7：然后，中继器通过桥接合约在链B上执行提案。

步骤8：然后网桥通过链B上的处理程序合约在目标合约中执行提案。发出另一个事件，该事件将提案状态从传递更新为已执行，并最终将价值从链A转移到链B，然后用户收到他们铸造的代币。

ChainBridge集成

如果不了解开源软件的历史，就很容易想到，良好的意愿是推动这一运动的动力，而实际上，这种动力是经济合作的推动力。

ChainSafe团队正在继续建立新的合作伙伴关系并进行新的集成，从而为(近期)未来的多链世界的跨功能协作铺平道路。ChainBridge已经看到许多令人兴奋的合作伙伴成功地测试和集成了他们的网桥合约，还有更多的项目正在进行中。

以太经典

Centrifuge

Edgeware

Plasm Network

Ampleforth

Moonbeam

Avalanche

接下来会发生什么？

需要改进的方面

当前，该系统并非完全不可信；管理员密钥持有者可以完全控制所有审查的组件。例如，他们可以铸造无限数量的代币，或者从原始链上的过渡合约中提取所有代币。

虽然ChainBridge v1.0仅仅专注于构建必要的消息传递功能时，v2.0和v3.0则专注于实现更高程度的“不可信”功能，并提高总体网桥的安全性和功能。

虽然该公司正在寻求改进，但他们更关心的是构建一个有效的可靠系统，而不是此时扩展到不受EVM支持的框架。”

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编译者/作者：链向财经

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