一文解析Tokenbridge价值传输

前段时间，Axie Infinity的底层区块链网络Ronin Network失窃6亿美金，直到用户无法从跨链桥Ronin Bridge提款后盗窃案才被发现。跨链桥的资产安全问题再次引发热议。

事后，Sky Mavis COO Alexsander Larsen表示，“Ronin Bridge被攻击不是因为智能合约存在漏洞，而与社会工程和人为错误有关”。Axie Infinity的投资方Animoca Brands联合创始人Yat Siu曾在采访中提到，“如果一座桥梁能够铸造代币，那它就像铸造机一样……桥梁是权威，但如果它们设计不当或存在漏洞，就会对生态系统构成巨大风险。”

本文我们具体聊聊Tokenbridge的工作原理以及如何保证可靠性和安全性。

一、Tokenbridge的特性和模型

在ethereum生态中，tokenbridge允许用户在两条链上传输数据，并且提供了快速和安全的链接。tokenbridge作为主链和侧链之间的桥梁，对于资产和数据的转移起到了决定性的作用。

1. 链与网络的定义

Native（Home）：本地链（侧链）是一个快速并且便宜的网络，所有收集validator的bridge操作都在native这一侧执行。

亚马逊AWS正在招聘Web3业务市场专家:2月2日消息，亚马逊招聘页面显示，AWS 正在招聘 Web3 业务市场专家（Senior GTM Specialist），职位描述为：该团队负责在 AWS 上不断增加 Web3 工作负载的采用，这个角色将直接与初创公司和全球企业合作，了解客户的 Web3 需求和用例，并将其变为现实。[2023/2/2 11:43:51]

Foregin（主链）：这边可以是任何链，但通常是指以太坊的主网。

ERC20：在ERC20-ERC20bridge模式中，ERC667作为ERC20的实现可以在NativeSide端被创建和销毁。

2. Bridge Modes

bridge可以被配置成多种网络方式。当前支持的方式包括Native-to-ERC20?模式，ERC20-to-ERC20 模式，ERC20-to-Native模式和AMB（arbitrary message bridge）模式。

ERC20 to ERC20 ：?兼容的ERC20 token被锁在 foreign network，同时在native边创建erc20token（erc677 token）；当从navtive向foregin转移时，erc677token被销毁，erc20token（foregin）被unlock。

Coinbase股价下跌8%至历史低点:金色财经报道，Coinbase股票在与标准普尔500指数和纳斯达克指数平淡的交易日中下跌8%至32.65美元的历史低点。其他与加密货币相关的股票也出现了下跌，包括Galaxy Digital和MicroStrategy。比特币在过去24小时内下跌1.1%，而以太坊下跌0.7%。[2022/12/28 22:11:47]

ERC20 to Native ：coins被锁在foregin边，同时在native边创建erc20token。xDai用的是这种模式。

AMB Bridge ：在两个链之间可以传递任意的数据。例如，允许传输nft token以及它们的metadata。

3. Bridge?Components

bridge也包括一些组件，内容如下：

tokenbridge：监听事件，发送交易去授权资产传输；

bridge ui application：在链之间传输tokens和coins的dapp gui工具；

bridge monitor：?检查余额和未处理的events的工具；

NFT抵押借贷协议BendDAO提案BIP#9投票开启:金色财经报道，据NFT 抵押借贷协议 BendDAO 联合创始人 /img/202281394536/0.jpg" />

BTC供应百分比最近活跃1年以上达到1个月高点:金色财经报道，Glassnode数据显示，BTC供应百分比最近活跃1年以上刚刚达到65.672%的1个月高点。[2022/8/15 12:25:16]

这个ERC20-to-ERC20模式的token bridge，展现了用户如何在主链和侧链直接相互转账。具体流程如下：

1. 用户通过交易所购买了需要的tokens；

2. 用户把购买的token 锁在 foregin bridge的智能合约里面，同时这个event会通过 token bridge进行传递，在native bridge contract中会创建erc677标准的token，同时发送到用户账号上；

3. 用户通过sidechain提供的dapp，使用dapp；

4. 用户想把sidechain的资产转移回主链，通过燃烧erc677 的token，token bridge把消息传递到foreign bridge contract，智能合约解锁token；

5. 用户把解锁后的token，通过交易所卖掉。

跨链协议Ren Protocol现已集成Optimism:7月5日消息，开放跨链协议Ren Protocol现已集成Optimism，用户现在可以通过Ren Bridge更直观地桥接BTC、ETH和USDC等Ren所支持的资产往返于Ren和Optimism之间。同时也可以使用RenJS SDK在Optimism上构建跨链dApp。[2022/7/5 1:52:44]

token bridge的基本定义，概念，流程都介绍完成了，那么如何去管理一个token bridge呢？包括对于token bridge的升级，维护，配置等等。这里就需要介绍token bridge中的角色。

二、Token Bridge Roles

tokenbridge上的管理员负责bridge的安全，升级和智能合约的部署。管理员的操作都是通过多签名来确保安全的。? ??

Administrative Groups and Roles

管理员负责管理bridge的智能合约，并负责validator的管理。管理员分为以下三个组：

1. Group A - 负责管理validator的集合

添加或者删除validators；

对于validators设置最小所需要的签名数量。

?2. Group B - 负责管理bridge的参数

对于user和validators设置每日限制；

设置每个transaction的min和max的限制；

设置gas price的fallback；

设置终止阈值。

?3. Group C - 管理升级

智能合约的升级；

解锁funds。

Validators Roles

提供100%的正常时间用于传递transactions；

在native side监听UserRequestForSignatures的事件，并签署一个批准对于传递的资产在foreign side；

在native side监听CollectedSignatures。一旦收集到了足够的签名，传输所有收集到签名给foregin side；

在foreign side监听UserRequestForAffirmation or Transfer事件并对于资产从foregin到native，发送一个准许给native side。

validator的主要作用一方面是监听两边的时间，另外一方面对于交易的传递做校验和传递。

Ronin被盗事件中，攻击者就是通过控制验证节点的方式盗取资产。Ronin链有9个验证节点，存、取加密资产需要9个验证者签名中的5个。攻击者设法控制了Sky Mavis的4个Ronin验证器，另一个被控制的是由Axie DAO运行的第三方验证器。Sky Mavis是Axie Infinity的开发商。

了解了跨链桥的工作机制后，对于如何规避Ronin事件类似的跨链桥安全问题的再度发生，从社会工程的角度，我们有以下几点思考：

跨链桥项目要关注签名验证节点的安全性，确保敏感信息安全存储；

如果跨链桥项目的签名是在线下进行的，网络必须更新签名的安全策略，关闭相关的服务模型，同时要考虑签名账户地址被泄漏的风险；

验证签名不仅要采取多重签名的方式，还要确保多签事实上属于执行隔离，签名内容的验证过程必须独立进行。

User Roles

这里就不做过多解释了，主要就是在主链和侧链之间发起资产传递的请求。

三、Component - Monitor

token bridge monitor的主要作用是识别tokenbridge oracle过程中出现的数据不一致和异常情况。monitor从tokenbridge contract 获取数据以及bridge中的transation，分析他们的健康状态，并通过Json的数据格式展现出来。

四、总结

我们从另外一个视角分享了sidechain和mainchain的关系，在两条链中资产和数据的传输是通过token bridge来保证的：

tokenbridge通过权限角色模型并借助多签的方式，管理bridge的角色和配置；

validators负责两边transaction的确认和传输；

monitor负责监控数据的一致性和异常情况。

但是这也暴露了一个问题，tokenbridge的管理权限在admin手中，而admin使用是通过多签的方式保证安全的，是一种弱中心化的管理方式。所以，对于admin私钥安全性的管理就成为整个tokenbridge最核心的安全问题。

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