跨链三难困境和模块化解决思路

作者：ArjunBhuptani，ConnextNetwork

编译：元宇宙之道

在这篇文章中，ArjunBhuptani总结了目前Connext跨链协议存在的问题，然后他还解释了Connext如何通过称为Amarok的升级解决这些难题，而其原理就是结合Connext和Nomad的跨链机制。

在作者看来，与区块链本身类似，没有一种整体架构可以为我们提供跨链所需的所有理想属性，但我们可以通过模块化的协议栈来接近实现最佳的跨链方式。

升级动机

这次升级的动力是解决网络中不同类型的参与者遇到的关键问题。

终端用户面临的问题

Gas成本：当前的跨链流程依赖于两个阶段的准备/履行过程来完成跨链交互，这不容易批量化处理；

签名Claim：完成交易需要用户签名消息以Claim资金。这可以让Connext实现信任最小化，但这个过程也很痛苦，因为它要求用户在签名之前保持在线。

Furucombo V2 ：正在研究扩容方案和跨链桥:DeFi 聚合平台 Furucombo （COMBO）发布 V2 版本路线图和开发进展，目前 Furucombo 整体架构以及要集成的 Sushiswap 兑换和流动资金池、Aave 闪电贷和借贷等功能正在审计当中，预计将于 5 月份完成。[2021/4/12 20:11:11]

资金锁定风险：用户交易与router的关系为1:1。如果router离线或在流程中途失去与链的连接，则用户的资金可能会被卡住，最多可能有72小时。

速度：因为用户必须为他们的tx绑定到一个给定的router，所以特定router经历的任何延迟都会传递给用户。

流动性碎片化：router提供的流动性依赖于路径，这意味着它在给定的一对链之间是可用的。而随着跨链数量的增长，用户进行大额交易会变得更加困难。

火币已于23时起开始对4000万USDT进行跨链调仓:据火币官方披露，为持续满足平台不同链USDT的流动性需求，火币已于23时起陆续对4000万USDT进行跨链调仓，此次调仓将会把4000万TRC20 USDT转换为ERC20 USDT。[2020/11/6 11:45:46]

开发者面临的问题

链外依赖：该领域的大多数集成仅为合约，但Connext目前需要运行客户端SDK来为给定交易找到router。

签名Claim：claim的需要要求开发人员跟踪正在进行的tx，并提示用户在正确的时间签名。与简单的链上tx相比，这增加了很多开销以及复杂性。

没有通用消息传递：Connext目前已支持了跨链调用合约，但这只能在某些情况下安全地完成。要求开发人员在什么时候可以使用这个功能，以及什么时候不能使用这个功能，这是一个很大的障碍。

币核科技&霍比特全球商务VP Elsa：HBTC Chain是目前可完整支持异构与同构跨链的解决方案:8月13日，币核科技&霍比特全球商务VP Elsa Qiu受邀参加“玉言直播间”线上AMA栏目，并为直播间观众详细讲解了HBTC Chain的技术优势及未来规划。

?Elsa称：HBTC Chain霍比特公链是目前市场上完整的去中心化跨链方案提供方，能够支持任意公链(同构链与异构链）的互操作性，真正把各个公链链接起来，安全可靠的做好底层资产的流通和交换。能够完整的助力Defi各个生态应用。我们认为，只有资产可以完全去中心的跨链安全的流通，才能真正促进DeFi生态的发展。

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霍比特公链是Defi生态基础设施。它以去中心化和社区共识为基础，综合运用密码学和区块链技术，在技术层面支持去中心化的协会制治理能力。通过BHPOS共识机制，结合椭圆曲线数字签名、零知识证明和可信多方计算等密码学工具，实现跨链托管资产私钥在所有验证节点的分布式生成和签名。在此基础上，实现轻量级非侵入式的跨链资产托管，跨链资产锚定发行以及OpendDex体系，助力Defi生态发展。[2020/8/13]

Router面临的问题

Cosmos跨链协议IBC1.0已完成79%:Cosmos项目核心开发IBC1.0目前处于最后开发阶段，截止7月2日已经完成79%，相比6月进展增加2%。根据Cosmos链上数据记录，平均区块时间为7.13秒，有1.8285亿Atom被质押，质押率为71%，通胀率为7%，年化率为9.86%。Cosmos最近开发者活跃度有显著增长，增幅达15%。值得一提的是，此前Cosmos因管理层争议完成了董事会重组，创始人JaeKwon称在他自己不再担任Tendermint公司首席执行官之后，Tendermint财务负责人ChrisAbejon将担任该公司的联合首席执行官，该公司还会再任命另一位联合首席执行官。此外Tendermint的董事会也会进行重组，Tendermint董事会未来最少会有5名成员构成，该公司投资方—风险投资公司Paradigm也会在董事会拥有一个席位。Tendermint重组之前，Cosmos创始人JaeKwon不仅仅是该公司的首席执行官，还是唯一的董事会成员，这种做法遭到了公司其他成员的诟病。[2020/7/3]

再平衡：Router在目标链上发送资金，在来源链上接收资金。这意味着他们的流动性在链或rollup二层网络之间移动并且可能会被卡住，从而降低资本效率。

动态 | Lava已正式部署对称式跨链原子交换机，可实现去中心化跨链交易:据官方消息，Lava已正式部署对称式跨链原子交换机，可实现去中心化、无需信任的比特币与Lava跨链交易。用户不需要通过任何中介，通过交换机即可完成比特币兑Lava交易，进一步提升了Lava交易安全性与便利性。

据悉，Lava于2019年10月16日12:00正式开源，代码已公布至Github。Lava是完全去中心化的PoC项目，全网算力自由进出、不设限制。[2019/12/6]

ROI不明确：众所周知，Router的投资回报率难以准确跟踪，因为两阶段的流程，意味着跟踪回报所需的数据分散在各个链中。

活性问题：如上所述，如果Router在交易过程中不可用，用户资金最多可被锁定72小时。这种活性问题增加了Router的难度。

Gas恶意攻击：用户或Router可以协同取消交易。然而，当这种情况发生时，没有明确的机制来补偿预付gas成本。

最初的解决方案是什么？

Connext最初计划通过以下组合来修复以上这些问题：

激励措施——例如，使用vAMM定价?来激励再平衡以及使用罚没机制来增强系统活性；

钱包集成——通过将ConnextSDK代码移植到钱包中，可以从开发者和用户那里抽象出“签名claim”的流程；

Connext的重点一直是确保交易尽可能减少信任，而上述障碍是为了实现这种安全性而做出的权衡。

而在过去的几个月里，Connext研究出了一种更好的体系结构，它可以在不引入信任的情况下避免上述问题。

模块化跨链方案

这种思维突破来自于Connext与Nomad的紧密合作。Nomad是一种optimistic跨链桥协议，它可以提供在任何链上充分表达且信任最小化的通信，但权衡的代价是30分钟的延迟。

与区块链本身类似，没有一种整体架构可以为我们提供跨链所需的所有理想属性，但我们可以通过模块化的协议栈来接近实现最佳的跨链方式。

模块化跨链堆栈

新的流程

新的设计流程大量使用了Nomad协议，该方法不需要签名，而是简单地允许任何router为用户交易提供资金并执行调用，并对通过Nomad的资金进行claim。

由于没有预先明确指定router，因此存在router可以在mempool中相互竞争以完成给定交易的风险。这是一个次优的结果，因为输掉这场比赛仍然会让router消耗gas。为了解决这个问题，开发者引入了一个定序器，它负责从router那里收集出价，并将它们批量发布到链上。

请注意，Connext中的定序器角色不会以任何方式影响系统的资金安全。相反，它只是一种机制，旨在公平地在router之间分配费用收入/工作，如果给定用户tx的所有router出价的数据可用性，以及给定选择中标的一个确定过程，则可以无需信任地完成。Connext目前正在研究解决这个问题的方法，包括让定序器将数据发布到自己的rollup中，或者让router和定序器达成Tendermint共识。

相关的变化

Amarok升级将实现更好的跨链流程和功能集，它可以解决我们之前提到的一些问题：

简化流程：不再是带有签名的两阶段流程，所有的交易现在都发生在发送链的单笔交易中，这简化了用户体验和开发者体验。Connext也不再需要取消，从而消除了router的gas恶意攻击成本。

1-of-N路由：任何router都可以完成用户的交易，这消除了用户资金锁定的可能性，并显著降低了对router的活性要求。这也完全消除了开发人员对链下代码的需求。

更简单的流动性：Router在交易的目标链上接收流动性，即他们提供流动性的地方。流动性也不再依赖于路径，这消除了再平衡难题和碎片化问题，大大提高了资本效率和可用性。

更便宜和更快的交易：新流程将链上调用的数量从4减少到了2，这使得交易不仅变得更便宜，也变得更快了。

任意消息传递：Amarok升级带来的最令人兴奋的改进，在于开发人员现在能够构建各种跨链dapp，这解锁了JS风格的异步开发等强大功能。

下一步是什么？

Connext目前在运行一个带有Amarok升级的专用测试网，而在未来的几周，一个功能齐全的公共测试网将可供任何人使用。

而在5月份，Connext计划完成升级审计，并于6月份进行主网升级。

随着Amarok升级完成后，这将为建设者打开大门，允许他们在Connext之上构建他们能想到的任何类型的跨链应用，以下是开发者们已经讨论过的一些早期用例：

在单笔交易中跨链连接DEX流动性；

跨链金库策略管理；

关键协议操作，例如跨链复制/同步全局常量；

在不引入预言机的情况下将UniV3TWAP引入每条链；

与链无关的veToken治理；

元宇宙与元宇宙之间的跨链互操作；

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