理解跨鏈橋安全性的關鍵：跨鏈通信的權衡取舍_ANC

如果說我在過去幾年中明白了一個道理，那就是：一個同步的區塊空間無法滿足鏈上所有應用的需求。

在2018年時這一情況還不那么明顯。而去年夏季DeFi的爆發以及進年夏天的NFT行情證明了一個事實，即存在很多應用的設計空間。而今年非以太坊的?第1層?公鏈的興起，進一步證明了區塊空間的需求非常高。

考慮到我們可能生活在一個多鏈世界中，不同鏈上的應用希望彼此跨鏈通信，因此充分了解各條鏈之間如何跨鏈工作，是很有價值的信息。我想從一個抽象的角度探索這一問題，不針對具體項目展開。

在這篇文章中，我想研究這些系統中固有的特定權衡。認真反思的話，這種權衡取舍會很明顯。

我也是站在巨人的肩膀上討論這一問題；倫敦帝國理工學院的博士生AlexeiZamyatin等人在一篇?優秀的論文?中詳細闡述了這一點。我的目標是在該論文的核心論調后面添加一些顏色。

CZ：FUD是可理解的正常市場行為，目前Binance平臺資金流向已扭轉為凈流入:12月14日消息，Binance 創始人CZ 在 CZ AMA 中就近期市場中出現 Binance 相關 FUD 的問題發表看法表示：雖然 FTX 的崩潰為用戶帶來了恐懼，但這不意味著所有交易平臺都有問題。客戶希望現在把錢從 Binance 取走，那么他們就可以去提，他們也隨時可以再次回來參與交易，這是用戶的自由。Binance 擁有充足的現金儲備，所有用戶資產都是 1:1 獲得儲備支持的。目前我們已經看到了有資金在回流入 Binance，所以我認為本次 FUD 只是市場上很正常的一個行為，Binance 作為市場參與者有責任保持穩定。[2022/12/14 21:44:49]

用論文作者的話來說，權衡就是，缺少以下兩點中的任何一點，就無法進行跨鏈通信：

美聯儲梅斯特：美聯儲對通貨膨脹“持續性和幅度”的理解是錯誤的:9月30日消息，美聯儲梅斯特：美聯儲對通貨膨脹“持續性和幅度”的理解是錯誤的。(金十)[2022/9/30 6:03:02]

可信第三方(TTP)

或者超越異步的同步假設

它們之間的關系很基本且非常直觀的，但需要深入研究一些術語。我希望在這里可以清楚地對直覺予以闡明。

理論上的合理性

讓我們簡單講一下同步假設——它們是用于思考分布式系統中通信的通用框架，且以難以理解而著稱。

將分布式系統視為一種消息傳遞協議，盡管通信基礎設施中出現故障或惡意對手，它仍需要工作，然后，我們可以定義在系統停止工作之前這些故障的嚴重程度。這正是同步假設的目標。

Harmony創始人：理解社區的擔憂，補償提案將重新帶來更多的選擇:7月29日消息，據官方治理網站，Harmony創始人Stephen Tse在7月27日發布的“Horizon被盜事件補償提案”下面的評論區表示：“我已經從上到下閱讀了大家所有的信息，并與團隊會面討論。我們理解社區的擔憂，我們將重新開始。根據社區的建議和反饋，我們將為每個人創造更多的提案和機會來參與這一進程。在接下來的幾天里，我會要求社區在我與團隊一起工作時隨時待命。我們會為大家帶來新的信息。我真誠地感到社區對目前的提議感到失望。我們的下一步有望為社區帶來更多的選擇和清晰的討論。”[2022/7/29 2:46:11]

另一方面，在「異步」假設下運行的系統，默認假設網絡/對手可能將消息延遲任何時間。

后者網絡更強大。就是說，一個系統可以更好地處理環境帶入的不確定性。還有一些「中間地帶」假設，通常稱為「部分同步」，但在這里沒有必要定義。

CoinDesk調查報告：美國82%的受訪者表示不容易理解自己的納稅義務:在2017年加密貨幣為全球稅收帶來了大約700億美元的收入。目前，圍繞加密貨幣的稅收參數仍在不斷變化。31%的受訪者表示，他們會繳納投資收益相關稅費。然而有繳稅義務的人數可能高于報告應稅收益的人數。美國82%的受訪者表示，他們不容易理解自己的納稅義務，62％的非美國受訪者表示了相同的觀點。這些觀察支持了一個理論，即人們（包括監管機構）對整個資產類別的法律和稅收狀況感到困惑。美國與非美國受訪者之間20％的稅收差異可能表明美國無法接受下一代金融技術，而同時競爭國家正在考慮采取更友好的策略。[2018/5/15]

這與跨鏈通信有什么關系？好吧，上述論文表明，如果你有一個實現異步跨鏈通信的系統，你可以用它來解決一個叫做「公平交換」的老問題。

Qtum量子鏈帥初：區塊鏈作為技術變革和組織理念變革的結合體 很難被大眾理解:Qtum量子鏈創始人帥初今日在全球第一區塊鏈社群 “三點鐘區塊鏈”中說，2014年之前，在這個行業里面基本上沒有區塊鏈的說法，從2009年至2014年，行業從業者使用的都是比特幣或者加密貨幣的名詞，2014年以后，由于“幣” 具備很強的金融屬性，很難與主流社會融合，因此行業慢慢使用區塊鏈技術（Blockchain Technology）來抽象出加密貨幣背后所使用的技術集合，作為一個中性詞匯，開始慢慢走入主流視野。

區塊鏈網絡本身是一套復雜的軟件系統和軟件工程，所采用的數學原理，密碼學原理，網絡架構，共識機制，經濟學模型，如果沒有經過高等教育理工科背景的培養，是難以理解的。[2018/2/19]

我們從一篇?更老的論文?中了解到，沒有可信第三方就不可能進行異步公平交換。

因此，沒有可信第三方就不可能進行異步跨鏈通信。我們只能通過對系統進行更嚴格的同步假設，來放棄對可信第三方的需求。

理論->現實

到目前為止，這一切都只是停留在理論的紙面上。讓我們談談真正的系統。從上一節中，我們知道要在兩個鏈之間傳遞消息，要么：

無法假設一個完全異步的系統

或需要一個可信第三方

這里到底需要怎樣的權衡取舍？將需要可信第三方的系統與需要更強同步假設的系統進行比較，可能會有所幫助。

可信第三方似乎很好理解。可信第三方只是存在于兩條鏈之間的「低安全性/去中心化」中間人。而它們橋接的兩條鏈依賴于與兩條鏈無關的一個驗證人集，這類跨鏈系統就是一個例子。

更強的同步假設表現為重試邏輯或超時之類。哈希時間鎖定合約(HTLC)是一個說明性示例。幾年前，HTLC被認為是跨鏈通信的重要原語。在HTLC中，更強的同步假設表現為必要的重試邏輯或?自由選項問題。

在上一節中，我指出具有最小同步假設的系統更擅長處理環境中的不確定性。在HTLC之類的情況下，如果有強大的經濟動機使通信失敗，則通信可能就會失敗。就像做市商想要阻止或延遲價值轉移，因為他們在兩條鏈上都持有部分資產。

環境中足夠強大的經濟激勵可能會使通信出現故障。

最后一點對于需要可信第三方的系統來說是正確的！在這種情況下，需要信任可信第三方有足夠經濟激勵來維護「橋」的完整性。不同之處在于阻止通信的經濟動機具體如何表達。

我相信這里有一種自然的二元性。您要么必須信任安全性較低的「中間人」，要么需要信任通信不會中斷。

如果跨鏈通信引入了利潤足夠多的礦工可提取價值，無論上述兩種情況的哪一種，通信都可能失敗！要么是因為可信第三方腐敗，要么是有足夠大的做市商讓它失敗。

實例

現代跨鏈通信系統在這種權衡取舍中會如何分布？有?更好的文章?對所有系統進行了分類，我在本文中只展示幾個說明性的例子。

Connext的nxtp?是跨鏈系統的經典例子，它增加了更強的同步假設。一旦用戶完成與路由器的協商，就會有一個兩階段的準備/完成機制來完成「橋」兩端的適當交易。如果通信未在超時內發生，則它不會發生。

另一方面，Solana?和以太坊之間的?蟲洞橋引入了可信第三方。兩條鏈之間存在的「監護人」驗證器集需要對轉移進行2/3多數證明，才能對交易放行。如果驗證器集合已損壞或集體表決不希望傳輸通過，轉移則不會發生。

需要強調的一件事是，這兩種方法都不具備絕對的優勢。權衡任一方的系統都會在營銷材料宣稱他們正在做出「正確」的權衡，但如前所述，兩種權衡都意味著這些系統存在可能失敗的方式。

還有一些系統使其中一種權衡顯得不那么明顯。我最喜歡的例子是用于快速提款的?OptimismDAI橋。這里的可信第三方是?Maker?DAO本身！用戶要求DAO提供DAI流動性，從而為提議的fDAI資產提供完整性保障。

將DAO視為可信第三方有點奇怪，但如果我們認為任何安全性弱于鏈通信的東西都是「可信的」，那么DAO可以滿足這個目的！我個人很高興看到更多DAO扮演可信第三方的角色，以促進跨鏈通信。

任重道遠

未來看起來是屬于多鏈的世界，促進鏈之間的交流，那些做好準備的人將迎來真正的機會。對于我們使用這些新系統的人來說，了解他們正在做出的權衡很重要。

在這篇文章中，我研究了增強同步假設和可信第三方之間的一個基本權衡。鏈之間的界限對我來說非常有趣，所以我將在未來深入研究其中的其他因素。

如果您對這些內容感興趣，請隨時與我們聯系！我喜歡更深入地探索未知。

撰文：LakshmanSankar，就職于以太坊基金會，從事生態開發和研究編譯：PerryWang

感謝與?AlexObadia?和?VaibhavChellani?的對話，對本文有很大啟發，并感謝他們兩人對本文內容編輯的貢獻。

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