什么是跨鏈?跨鏈技術有哪些?為什么要跨鏈?區(qū)塊鏈跨鏈原因分析
眾所周知,區(qū)塊鏈是一種分布式的賬本技術,它的應用領域非常的廣泛,其中就包括了金融、健康醫(yī)療以及資產(chǎn)管理等一些領域。不過我們要知道的是,現(xiàn)在的區(qū)塊鏈項目并不能很好的應用在個中商業(yè)領域中,其中最嚴重的問題就是其網(wǎng)絡孤立性的問題,這個問題會阻礙各種不同的區(qū)塊鏈之間的網(wǎng)絡協(xié)作,會大大的限制區(qū)塊鏈的發(fā)揮空間,其中跨鏈技術可以很好的解決這個問題。很多投資者到現(xiàn)在還不知道為什么需要跨鏈?下面就讓小編為大家分析一下區(qū)塊鏈跨鏈原因。
什么是跨鏈?
跨鏈(Cross-Chain)是指在不同區(qū)塊鏈網(wǎng)絡之間實現(xiàn)資產(chǎn)、數(shù)據(jù)或信息互通的技術。區(qū)塊鏈作為去中心化的分布式賬本,每條鏈都有獨立的共識機制、加密算法和數(shù)據(jù)結(jié)構,區(qū)塊鏈世界如同由無數(shù)島嶼組成的群島,每條公鏈都是獨立的數(shù)字大陸??珂溂夹g通過協(xié)議層或應用層的設計,使不同鏈的節(jié)點能夠驗證并執(zhí)行跨鏈交易,從而打破這種孤立性。
其核心價值在于實現(xiàn)“互操作性”。例如,用戶可以將比特幣轉(zhuǎn)移到以太坊網(wǎng)絡,參與 DeFi 應用;或讓 Solana 鏈的智能合約觸發(fā) Polkadot 鏈的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移。本質(zhì)上,跨鏈是通過密碼學驗證、共識機制兼容和合約邏輯協(xié)同,構建鏈間信任傳遞的通道。
為什么需要跨鏈
2025 年區(qū)塊鏈網(wǎng)絡呈現(xiàn)出前所未有的擴張態(tài)勢。據(jù)不完全統(tǒng)計,從 2018 年“公鏈元年”時的近 100 條公鏈和 DeFi 上僅百萬美元價值的 TVL,到 2025 年 3,已有 367 條活躍區(qū)塊鏈承載著超 3,140 億美元的鏈上資產(chǎn),其中各 DeFi 協(xié)議中鎖定的資產(chǎn)價值超 1,240 億美元
根據(jù) Research Nester 的報告,預計到 2037 年底區(qū)塊鏈互操作性市場規(guī)模將達到 84.8 億美元,在預測(即 2025-2037 年)年復合增長率為 27.1%。
跨鏈的工作機制
跨鏈技術的核心在于建立可信的價值通道,目前主流機制可分為三類。
鎖定與鑄造(Lock and Mint)
鎖定和鑄造模式是最常見的模式,該機制通過智能合約實現(xiàn)資產(chǎn)跨鏈映射。當用戶需要將比特幣引入以太坊生態(tài)時,比特幣網(wǎng)絡上的資產(chǎn)會被鎖定在多重簽名合約中,同時在以太坊上鑄造出 1:1 錨定的 WBTC 代幣。這種機制如同銀行開具信用證,原始資產(chǎn)處于凍結(jié)狀態(tài),目標鏈的封裝資產(chǎn)具備完全流動性。Wrapped Bitcoin(WBTC)正是典型案例,其底層由 150個 托管節(jié)點管理鎖定的 BTC,目前市值已超 100 億美元,支撐著以太坊上 85% 的 BTC 相關 DeFi 交易。
銷毀與鑄造(Burn and Mint)
銷毀與鑄造則采用閉環(huán)設計,常見于同構區(qū)塊鏈間的資產(chǎn)轉(zhuǎn)移。在 Cosmos 生態(tài)的跨鏈通信協(xié)議(IBC)中,當用戶將 ATOM 代幣從 Cosmos Hub 轉(zhuǎn)移到 Osmosis 鏈時,原始鏈上的 ATOM 會被銷毀,目標鏈通過輕客戶端驗證交易有效性后鑄造新代幣。這種機制無需依賴第三方托管,但要求區(qū)塊鏈間具備兼容的共識驗證體系。
雙向鎖定(Lock-Unlock)
雙向鎖定機制通過原子交換實現(xiàn)去中心化跨鏈資產(chǎn)轉(zhuǎn)移:當用戶將資產(chǎn)在網(wǎng)絡 A 上鎖定時,系統(tǒng)會生成密碼學證明并觸發(fā)智能合約,同時在網(wǎng)絡 B 上創(chuàng)建對應數(shù)量的映射資產(chǎn)。在此過程中,原鏈資產(chǎn)通過哈希時間鎖定合約(HTLC)實現(xiàn)凍結(jié),確保無法在原網(wǎng)絡進行雙重支付或撤回操作。
THORChain 的 RUNE 跨鏈兌換協(xié)議是典型代表。當用戶用 BTC 兌換 ETH 時,系統(tǒng)通過哈希時間鎖定合約在兩條鏈同時建立交易條件:比特幣網(wǎng)絡鎖定待轉(zhuǎn)出資產(chǎn),以太坊網(wǎng)絡預設接收地址,只有當雙方交易在約定時間內(nèi)完成,鎖定才會解除。這種機制完全去除中間環(huán)節(jié),也不需要額外建立信任假設,但需要完善的流動性池支持。
跨鏈的類型
跨鏈根據(jù)驗證方式可分為三類:
外部驗證(External Verification)
外部驗證通過引入一組獨立于源鏈和目標鏈的外部驗證者(見證人)驗證跨鏈消息。這些驗證者通過多方計算(MPC)、預言機網(wǎng)絡或門限多重簽名等機制達成共識,需額外的信任假設。
該方案的優(yōu)勢在于實現(xiàn)成本低、多鏈適配性強,是目前的主流選擇,如基于 PoA 的 Multichain、Wormhole,基于 PoS 的 Axelar、Hyperlane,或基于預言機的 LayerZero 等。不過因為引入了新的信任假設,存在安全性薄弱的隱患。2022 年 Ronin橋 因 5/8 驗證者私鑰被盜導致 6.25 億美元損失、Wormhole 也在 2022 年因簽名漏洞損失了 12 萬枚 ETH。
原生驗證(Native Verification)
依賴區(qū)塊鏈自身的驗證能力,通過輕客戶端直接核驗外鏈交易。典型代表是 Cosmos 的 IBC 協(xié)議:每條鏈運行輕客戶端跟蹤其他鏈的區(qū)塊頭,能實時驗證交易包的區(qū)塊頭信息和默克爾證明。這種機制如同各國互設大使館自主驗證文件,但需要鏈間保持共識兼容性。這類方案安全性高,但要求鏈底層支持輕客戶端或定制協(xié)議。
本地驗證(Local Verification)
基于局部信任模型,如哈希時間鎖,允許用戶通過原子交換直接跨鏈:比特幣閃電網(wǎng)絡用戶預設哈希鎖和超時條件,雙方需在限定時間內(nèi)完成密鑰交換,否則資產(chǎn)自動退回。該模式無需中介,但僅支持簡單資產(chǎn)交換,無法處理復雜合約調(diào)用。
跨鏈技術的挑戰(zhàn)
安全風險始終是首要威脅。跨鏈協(xié)議的組件耦合性導致攻擊面擴大,尤其是智能合約漏洞成為最致命威脅。例如,2021 年 Poly Network 因合約授權邏輯缺陷被盜6億美元,2022 年 Wormhole 因簽名驗證漏洞損失 3.25 億美元。據(jù)SlowMist 統(tǒng)計,2021 年至今跨鏈橋安全事件已導致超 17 億美元損失,反映出行業(yè)在攻擊防御層面的系統(tǒng)性薄弱。
技術實現(xiàn)面臨多維挑戰(zhàn)。在去中心化方向,盡管部分項目通過預言機網(wǎng)絡和鏈上輕節(jié)點驗證減少信任假設,但智能合約漏洞仍可能破壞底層安全保障(如Nomad Bridge因代碼邏輯錯誤被閃電貸攻擊)?;ゲ僮餍苑矫?,不同區(qū)塊鏈的共識機制、交易格式和狀態(tài)驗證規(guī)則差異,導致跨鏈消息傳遞需要復雜的原子性設計,而當前缺乏統(tǒng)一標準進一步加劇協(xié)議碎片化??蓴U展性矛盾同樣顯著,跨鏈事務的驗證成本與網(wǎng)絡吞吐量難以平衡,例如以太坊與高吞吐鏈間的資產(chǎn)橋接常因Gas波動陷入效率瓶頸。
用戶體驗與治理難題亟待突破??珂湶僮魃婕暗亩啻魏灻_認、長時鎖定期和手續(xù)費波動,大幅提高了普通用戶的使用門檻。在治理層面,去中心化橋接協(xié)議的升級機制、節(jié)點激勵模型和危機響應流程往往缺乏透明度,2022年Harmony Horizon Bridge 因治理代幣中心化質(zhì)押遭攻擊的事件即暴露了此類缺陷。
為什么需要跨鏈?
1 什么是跨鏈
跨鏈(Inter-Blockchain)指的是通過一個技術使價值跨越鏈與鏈之間的障礙,實現(xiàn)直接流通。
區(qū)塊鏈是分布式總賬的一種:一條區(qū)塊鏈是一個獨立的賬本,兩條不同的鏈是兩個不同的獨立的賬本,兩者之間無關聯(lián),本質(zhì)上價值無法實現(xiàn)賬本間轉(zhuǎn)移。但對具體的某個用戶來說,在一條區(qū)塊鏈上存儲的價值能夠變?yōu)榱硪粭l鏈上的價值,這就創(chuàng)造了價值的流通。
跨鏈過程必須保證跨鏈信息真實可信以及整個跨鏈交易的原子性(指交易處理的某個環(huán)節(jié)停止,整個交易能夠撤銷,而不會存在部分成功、部分失敗的情況)。
2 跨鏈技術分類
現(xiàn)有的跨鏈技術方案主要有四大類,分別是公證人機制(Notary schemes)、側(cè)鏈/中繼(Sidechains/relays)、哈希鎖定(Hash-locking)、分布式私鑰控制(Distributed private key control)等。
(1)公證人機制(Notary schemes):在此機制下,跨鏈雙方共同引入一個共同信任的第三方作為中介,由這個共同信任的中介進行跨鏈消息的驗證和轉(zhuǎn)發(fā)。
(2)側(cè)鏈/中繼(Sidechains/relays):側(cè)鏈技術是相對于主鏈而言的,側(cè)鏈需要一份實現(xiàn)主鏈數(shù)據(jù)獲取的智能合約,其中包含側(cè)鏈數(shù)據(jù)和主鏈數(shù)據(jù)切換機制的,通過智能合約使主鏈和其它側(cè)鏈進行交互。中繼技術將私有鏈/聯(lián)盟鏈融入到公有鏈的共識中,同時又能保有私有鏈/聯(lián)盟鏈的原有的數(shù)據(jù)隱私和許可使用的特性,因此中繼技術也可以將多個區(qū)塊鏈互相連接,實現(xiàn)區(qū)塊鏈的即時拓展性和可擴展性。
(3)哈希鎖定(Hash-locking):能夠構建多個不同的鏈下支付通道,通道共同構成交易雙方的數(shù)目比較小的微支付能夠利用一系列的鏈下協(xié)議完成,拓展主鏈的性能,實現(xiàn)跨鏈。
(4)分布式私鑰控制(Distributed private key control):是基于密碼學中的多方計算和門限密鑰的一種技術,通過采用分布式節(jié)點來控制區(qū)塊鏈系統(tǒng)中各種資產(chǎn)的私鑰,分離數(shù)字資產(chǎn)的使用權和所有權,安全轉(zhuǎn)移鏈上資產(chǎn)的控制權至非中心化系統(tǒng)中,同時把鏈上的資產(chǎn)映射到跨鏈中,實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈系統(tǒng)間的資產(chǎn)流通和價值轉(zhuǎn)移。
3 為什么要跨鏈
(1)跨鏈有助于解決鏈與鏈之間價值流動受限的問題。由于當前區(qū)塊鏈應用場景豐富,但鏈與鏈之間壁壘高,缺乏統(tǒng)一的互聯(lián)互通機制,而單鏈受到去中心化、可擴展性和安全性的權衡的限制,難以支持高交易吞吐量和低延遲的業(yè)務應用,通過跨鏈技術有助于解決上述瓶頸,實現(xiàn)多鏈協(xié)作的多層多鏈架構。
(2)跨鏈有助于實現(xiàn)資產(chǎn)跨鏈:通過跨鏈技術,不同區(qū)塊鏈的用戶可以完成積分、證件、收藏品等資產(chǎn)的跨鏈轉(zhuǎn)移。
(3)跨鏈有助于實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨鏈:用戶可以通過跨鏈技術完成不同區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)的更新和同步,將同構鏈/異構鏈的鏈上賬本數(shù)據(jù)進行可信傳遞。
(4)跨鏈有助于實現(xiàn)業(yè)務跨鏈:跨鏈技術幫助區(qū)塊鏈服務商實現(xiàn)業(yè)務高耦合、流程復雜的異構區(qū)塊鏈間的業(yè)務橫向打通。通過跨鏈技術,相同或是不同的區(qū)塊鏈服務主體能夠擴大業(yè)務規(guī)模,提高技術服務能力。
(5)跨鏈有助于打通聯(lián)盟鏈與公有鏈:基于跨鏈技術,聯(lián)盟鏈的資產(chǎn)可以連入全球的公有鏈,從而獲得更為廣泛的認證。
區(qū)塊鏈技術,是分布式數(shù)據(jù)存儲、點對點傳輸、分布式共識算法、加密算法等計算機技術的集成應用。從狹義角度來講,區(qū)塊鏈是一種按照時間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式進行組合的一種鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構,并以密碼學方式保證數(shù)據(jù)不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
從廣義角度來講,區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構來驗證與存儲數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點共識算法來生成和更新賬本數(shù)據(jù)、利用密碼學方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問安全、利用智能合約來編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎架構與計算范式?;跁r間戳的鏈式區(qū)塊結(jié)構、分布式節(jié)點的共識機制、靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術最具創(chuàng)新性的技術環(huán)節(jié)。
歷經(jīng)13年的深入發(fā)展,區(qū)塊鏈已經(jīng)形成了具有不同特性、適用于不同應用場景的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡。而由于區(qū)塊鏈的孤立性和封閉性,以及鏈與鏈之間的高度異構化,區(qū)塊鏈之間的數(shù)據(jù)流通、價值轉(zhuǎn)移已成為阻礙區(qū)塊鏈技術廣泛落地應用的技術瓶頸。
“跨鏈”技術應運而生,旨在解決不同鏈間資產(chǎn)與數(shù)據(jù)等跨鏈操作問題,實現(xiàn)區(qū)塊鏈互聯(lián)互通、提升區(qū)塊鏈互操作性與可擴展性的重要技術手段。
跨鏈的實現(xiàn)方式
跨鏈在技術實現(xiàn)上具體分為以下五種方式:
1.公證人機制(Notary schemes)瑞波Inteledger協(xié)議:在兩條鏈之間加入驗證器,需要該第三方代理。該模式更像是在傳統(tǒng)金融中間人模式上加入了密碼學技術。
2.側(cè)鏈(Sidechains)BTC側(cè)鏈Relay:需要一份實現(xiàn)主鏈網(wǎng)絡數(shù)據(jù)獲取的合約,其中包含側(cè)鏈數(shù)據(jù)和主鏈數(shù)據(jù)切換機制的方法,通過合約使BTC和其它側(cè)鏈進行交互,問題是該合約的功能容易帶有中心化色彩。
3.中繼(relays)Polkadot/COSMOS中繼技術:依靠中繼鏈協(xié)議完成通信互連,以犧牲P為前提,或與中心化系統(tǒng)無異。
4.哈希鎖定(Hash-locking)閃電網(wǎng)絡:相當于在一定時間段內(nèi)通過押金鎖定的方式創(chuàng)建一個微支付通道,問題是僅支持小微金額的交易。
5.分布式私鑰控制(Distributed private key control)Wanchain/Fusion:多方計算和門限密碼是對于私鑰管理的優(yōu)化,跨鏈實現(xiàn)仍然是通用的跨鏈協(xié)議。Fusion引入HHCM,利用該機制中的DCRM分布式控制權管理實現(xiàn)跨鏈資產(chǎn)的鎖定和解鎖,F(xiàn)ibos利用IBO引入押金機制。
其實從根本上來說,跨鏈技術打破了CAP定理,這個CAP其實就是分布式系統(tǒng)中的一個概念,在目前的行業(yè)技術中,區(qū)塊鏈在水平擴展面上存在著不可能三角的問題,這個問題是無法完美的解決的。而從商業(yè)應用的角度來說的話,跨鏈技術其實就像是一個可信第三方交易所,在這樣的一個交易所中,不同的用戶可以通過該交易所進行跨鏈交易,值得注意的是,在跨鏈的過程中區(qū)塊鏈上的價值總額是不會改變的,它的主要作用就是完成不同區(qū)塊鏈用戶之間的價值兌換。
結(jié)語
跨鏈技術正從早期的資產(chǎn)橋接,向通用消息傳遞演進。隨著零知識證明、輕客戶端驗證等技術的成熟,未來可能實現(xiàn)真正的去中心化跨鏈。但現(xiàn)階段仍需在安全與效率間尋找平衡:原生驗證雖安全但開發(fā)門檻高;外部驗證便捷卻風險突出。
跨鏈不僅是技術突破,更是生產(chǎn)關系革新。它使區(qū)塊鏈從“競爭”走向“協(xié)作”,為元宇宙、鏈上金融等場景提供底層支撐。正如互聯(lián)網(wǎng)通過 TCP/IP 協(xié)議連接全球網(wǎng)絡,跨鏈正在成為 Web3 價值互聯(lián)網(wǎng)的通用協(xié)議。
以上就是什么是跨鏈?跨鏈技術有哪些?為什么要跨鏈?區(qū)塊鏈跨鏈原因分析的詳細內(nèi)容,更多關于區(qū)塊鏈跨鏈介紹的資料請關注腳本之家其它相關文章!
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