从模块化到聚合:探索Polygon 2.0的核心组件Agglayer

中级7/11/2024, 9:56:05 AM
Agglayer是Polygon 2.0的核心组件,旨在通过聚合和确保原子跨链交易来统一分散的区块链。其目标是提供相当于单链水平的无缝用户体验,解决当前区块链生态系统中的流动性和状态碎片化问题。

简要概述: Agglayer是Polygon 2.0的核心组件,旨在通过聚合和确保原子跨链交易来统一分散的区块链。其目标是提供相当于单链水平的无缝用户体验,解决当前区块链生态系统中的流动性和状态碎片化问题。

Agglayer采用了一种称为悲观证明的新验证机制,该机制假设所有连接的链都是不安全的,最终使用零知识证明来确保跨链操作的正确性。

Agglayer更加简洁高效,旨在实现理想的链抽象形式,符合下一代Web3的定义。

1.从模块化时代开始

1.1 Agglayer简介

Agglayer是Polygon 2.0的核心组件之一。其名称中的“Agg”代表聚合,反映了其作为聚合层的角色。基本上,其功能类似于Layerzero和Wormhole等跨链互操作协议,旨在连接分散的区块链世界。然而,它们的构建方法有所不同。简而言之,传统的跨链互操作协议类似于建筑公司在各处修建桥梁,设计并建造桥梁以连接不同的链或协议(对于异构链来说可能会很困难)。相比之下,Agglayer更像是由交换机制组成的“局域网”,连接的链只需插入一根“电缆”(ZK证明)即可加入“局域网”进行数据交换。相比于到处建桥梁,Agglayer更快、更用户友好,并且提供更好的互操作性。

1.2 共享有效性排序

Agglayer的概念很大程度上得益于Umbra Research的共享有效性排序(Shared Validity Sequencing)设计,旨在实现多个Optimistic Rollups之间的原子跨链互操作性。通过共享一个排序器,整个系统可以在多个Rollups之间统一处理交易排序和状态根发布,确保原子性和条件执行。

具体的实现逻辑涉及三个组件:

  1. 跨链操作的共享排序器:接收和处理跨链交易请求。
  2. 区块构建算法:共享排序器构建包含跨链操作的区块,确保其原子性。
  3. 共享欺诈证明:在涉及的Rollups之间实施共享欺诈证明机制,以执行跨链操作。

该图展示了当一个排序器被共享时MintBurnSystemContract的工作流程。

由于当前的Rollups通常支持Layer 1和Layer 2之间的双向消息传递以及其他特殊预编译,Umbra添加了一个简单的跨链系统,包含一个MintBurnSystemContract(销毁和铸造),以补充上述三个组件,如图所示。

工作流程

  1. 链A上的销毁操作:任何合约或外部账户都可以调用此操作。成功后,该操作记录在burnTree中。
  2. 链B上的铸造操作:排序器在成功执行后将其记录在mintTree中。

通过这种方式,Agglayer通过共享有效性排序实现了跨多个Rollups的原子性和条件执行,从而提供了更高效和一致的跨链交易处理。

不变量和一致性

Merkle根一致性

burnTree在链A和mintTree在链B的Merkle根必须匹配,以确保跨链操作的一致性和原子性。

在此设计中,Rollup A和B共享一个序列器。这个共享的序列器负责将两个Rollup的交易批次和状态根发布到以太坊。这个共享的序列器可以是集中式的(像目前大多数的Rollup序列器),也可以是去中心化的(类似于Metis的方法)。系统的关键点在于,共享的序列器必须在单笔交易中将两个Rollup的交易批次和状态根发布到L1。

共享序列器接收交易并为A和B构建区块。对于A上的每笔交易,序列器检查它是否与MintBurnSystemContract交互。如果交易成功调用了burn函数,序列器尝试在B上执行相应的mint交易。如果mint交易成功,序列器将在A上包含burn交易,并在B上包含mint交易;如果mint交易失败,序列器将排除这两笔交易。

简而言之,该系统是现有区块构造算法的简单扩展。序列器执行交易,并有条件地将一个Rollup中的触发交易插入到另一个Rollup中。在主链上的欺诈证明验证期间,只需要确保链A上的burn和链B上的mint的正确性(即Merkle根一致性)。在这种情况下,多个Rollup的行为类似于单链。相比于单一的Rollup,这种设计提供了更好的分片支持、应用主权和互操作性。然而,缺点包括对节点增加了验证和排序负担,并且由于利润分配和Rollup自主权的考虑,采用的可能性较低。

1.3 Agglayer的核心组件

Agglayer集成了上述解决方案,同时引入了更高效的改进和两个关键组件:统一桥和悲观证明。

统一桥(Unified Bridge): 统一桥的工作流程包括收集和聚合所有连接链的状态到聚合层,然后生成一个统一的证明提交给以太坊。此过程涉及三个状态阶段:预确认(允许在临时状态假设下进行更快的交互)、确认(验证提交的证明的有效性)和最终确认。最终,这个证明可以验证所有连接链的交易有效性。

悲观证明(Pessimistic Proofs):连接Rollups到多链环境中

连接Rollups到多链环境中引入了两个主要问题:

不同验证者和共识机制的引入增加了安全复杂性;

Optimistic Rollup的提现需要7天时间。

为了应对这些问题,Polygon引入了一种称为“悲观证明”的全新零知识证明方法。

悲观证明的理念

悲观证明的理念是假设所有连接到AggLayer的区块链都可能表现出恶意行为,并对所有跨链操作做最坏的假设。AggLayer随后使用零知识证明来验证这些操作的正确性,确保即使在存在恶意行为的情况下,跨链操作的完整性依然保持不变。

1.4 特点

在这种方案下,可以实现以下特点:

  • 原生代币
  • 通过使用统一桥,聚合层内的资产都是原生资产。没有封装代币,也不需要第三方信任来源进行跨链交易,使得过程更加无缝。
  • 统一流动性
  • 所有连接链的TVL(总锁定价值)是共享的,可以称之为共享流动性池。
  • 主权性
  • 与上述通过共享序列器实现互操作性的Optimistic Rollup方法相比,AggLayer具有更好的主权性。AggLayer兼容共享序列器和第三方DA解决方案。连接的链甚至可以使用其原生代币作为Gas。
  • 更快
  • 不同于上述提到的Optimistic Rollup方法,AggLayer不需要7天的跨链交易等待时间。
  • 安全性
  • 悲观证明只接受正确的行为。此外,它们确保没有链能够提取超过存入的金额,从而保护聚合层的共享资产池。
  • 低成本
  • 连接到聚合层的链越多,支付给以太坊的证明费用就越低,因为这些费用是共享的。AggLayer不收取额外的协议费用。

2. 跨链解决方案

2.1 为什么跨链这么难?

如前所述,Agglayer的目标与跨链协议一致。但哪个更优越呢?在比较之前,我们需要了解两个问题:1. 为什么跨链如此困难?2. 常见的跨链解决方案有哪些?

类似于著名的区块链三难困境,跨链协议也面临着互操作性三难困境。由于去中心化的基本前提,区块链本质上是不能接收外部信息的状态机。虽然自动做市商(AMM)和预言机在DeFi中填补了一些空白,但跨链协议面临着更复杂的挑战。在某些方面,我们永远无法真正从原链中提取任何真实的代币,这导致了各种包装代币如xxBTC和xxETH的出现。然而,这种方法既风险又集中化,因为真实的BTC和ETH必须锁定在原链上的跨链桥合约中,而整个跨链设计可能面临资产差异、不同虚拟机(VM)之间协议不兼容、信任问题、双花问题以及延迟问题等问题。为了提高效率和降低成本,大多数跨链解决方案仍依赖多重签名钱包。这就是为什么我们今天仍然频繁听到跨链桥失败的原因。

现在,让我们从更底层的角度来看这个问题。根据Connext创始人Arjun Bhuptani的说法,跨链协议只能优化以下三个关键属性中的两个:

  • Trustlessness(去信任化)
  • 不依赖任何中心化信任实体,提供与底层区块链相同级别的安全性。用户和参与者无需信任任何中介或第三方来确保交易的安全性和正确执行。
  • Extensibility(可扩展性)
  • 协议可以轻松应用于任何区块链平台或网络,不受特定技术架构或规则的限制。这使得互操作性解决方案能够支持广泛的区块链生态系统,而不仅仅是少数特定网络。
  • Generalizability(通用性)
  • 协议能够处理任何类型的跨域数据或资产转移,不局限于特定的交易类型或资产。这意味着不同的区块链可以通过桥梁交换各种类型的信息和价值,包括但不限于加密货币、智能合约调用和其他任意数据。

早期对跨链桥的分类通常基于Vitalik Buterin等人的分类,他们将跨链技术分为三种类型:哈希时间锁(hash time locks)、见证验证(witness validation)和中继验证(轻客户端验证,relay validation)。后来,Arjun Bhuptani重新分类了跨链解决方案,分为原生验证(trustlessness + extensibility)、外部验证(extensibility + generalizability)和原生验证(trustlessness + generalizability)。这些验证方法基于不同的信任模型和技术实现,以满足各种安全性和互操作性需求。

原生验证桥(Natively Verified Bridges)

原生验证桥依赖源链和目标链自身的共识机制来直接验证交易的有效性。这种方法不需要额外的验证层或中介。例如,一些桥可能使用智能合约在两个区块链之间创建验证逻辑,使它们能够通过自身的共识机制确认交易。这种方法增强了安全性,因为它直接依赖参与链固有的安全机制。然而,它在技术实现上可能更复杂,并且并非所有区块链都支持直接的原生验证。

外部验证桥(Externally Verified Bridges)

外部验证桥使用第三方验证者或验证者集群来确认交易的有效性。这些验证者可以是独立节点、联盟成员或其他在源链和目标链之外操作的参与者。这种方法通常涉及跨链消息传递和由外部实体执行的验证逻辑,而不是由参与的区块链直接处理。外部验证允许更广泛的互操作性和灵活性,因为它不受特定链的限制,但引入了额外的信任层和潜在的安全风险。尽管存在中心化风险,外部验证仍是最主流的跨链方法,因为它高效、灵活且成本效益高。

本地验证桥(Locally Verified Bridges)

本地验证桥涉及目标链验证源链的状态,以确认交易并在本地执行后续交易。这通常涉及在源链上或并行运行目标链虚拟机的轻客户端。本地验证需要诚实少数假设或同步假设,即委员会中至少存在一个诚实的中继者(诚实少数)或如果委员会失败,用户必须自己传输交易(同步假设)。本地验证是最去信任化的跨链通信方法,但成本高、开发灵活性低,更适合于状态机高度相似的区块链之间的跨链通信,如以太坊与其L2网络之间或基于Cosmos SDK开发的区块链之间。

当前跨链解决方案

不同领域的权衡导致了各种类型的跨链解决方案。除了验证方法外,当前的跨链解决方案还可以通过多种方式分类,每种方式都采用独特的方法来实现资产交换、转移和合约调用。

·代币互换(Token Swaps)

这种方法允许用户在一个区块链上交易某种资产,并在另一个链上接收等价的资产。通过利用原子交换(atomic swaps)和跨链自动做市商(AMMs)等技术,可以在不同链上创建流动性池,以促进不同资产的交换。

资产桥(Asset Bridges)

这种方法通过智能合约锁定或销毁源链上的资产,并通过相应的智能合约在目标链上解锁或铸造新资产。根据资产处理方式的不同,这种技术可以进一步分为三种类型:

  • 锁定/铸造模型(Lock/Mint Model):在这种模型中,源链上的资产被锁定,而目标链上则铸造等价的“跨链资产”。在反向操作中,目标链上的跨链资产被销毁,以解锁源链上的原始资产。
  • 销毁/铸造模型(Burn/Mint Model):在这种模型中,源链上的资产被销毁,而目标链上铸造相同数量的等价资产。
  • 锁定/解锁模型(Lock/Unlock Model):这种方法涉及在源链上锁定资产,并从目标链的流动性池中解锁等价资产。这些资产桥通常通过提供收益共享等激励措施来吸引流动性。

原生支付(Native Payments)

这种方法允许源链上的应用程序触发使用目标链原生资产的支付操作。它还可以基于一个链上的数据触发另一个链上的跨链支付。这种方法主要用于结算,可以基于区块链数据或外部事件。

智能合约互操作性(Smart Contract Interoperability)

这种方法允许源链上的智能合约根据本地数据调用目标链上智能合约的函数,从而实现复杂的跨链应用,包括资产互换和桥接操作。

可编程桥(Programmable Bridges)

这是一种高级的互操作性解决方案,结合了资产桥接和消息传递功能。当资产从源链转移到目标链时,可以立即触发目标链上的合约调用,从而实现各种跨链功能,如质押、资产互换或将资产存储在目标链上的智能合约中。

2.2 Agglayer未来的优势

让我们将 Agglayer 与当前的跨链协议进行比较,以最具影响力的跨链协议 LayerZero 为例。LayerZero 采用了一种改进版的外部验证,通过将验证的信任源转换为两个独立的实体——预言机和中继器。这种极简方法解决了外部验证的缺陷,使其成为一种可编程的桥接解决方案,可以执行各种操作。从逻辑上看,它似乎优雅地解决了所谓的三难困境。从宏观角度看,LayerZero 有潜力成为整个 Web3 的跨链枢纽,解决模块化时代因链爆炸引起的碎片化用户体验和流动性破碎问题。这也是为什么领先的风投公司重注这种协议的原因。

然而,现实情况如何呢?撇开最近关于 LayerZero 空投操作的争议不谈,让我们来考虑其发展挑战。实现连接整个 Web3 的理想状态极其困难,其去中心化程度也值得怀疑。在早期的 V1 版本中,LayerZero 的预言机存在被黑客攻击和潜在恶意行为的风险(使用行业机构作为守护节点的 Wormhole 经常面临类似的批评)。这些问题只有在 V2 版本引入去中心化验证网络(DVN)后才得到缓解,这需要大量 B 端资源。

此外,开发跨链协议需要处理异构链协议、数据格式、操作逻辑和不同智能合约的调用。Web3 的真正互操作性不仅需要个别项目的努力,还需要各种项目的协作。LayerZero 的早期用户可能还记得,它主要支持 EVM 区块链的跨链交互,对其他生态系统的支持有限。Agglayer 也存在类似问题,但 Agglayer 提供超低延迟和异步互操作性,更类似于我们日常使用的互联网。

总体而言,Agglayer 对单链化使用的聚合方法更简单、更高效,符合当前的模块化趋势。然而,目前两者之间没有绝对的优劣之分。跨链协议仍具有更广泛的流动性、更成熟的生态系统和更高的主动性。Agglayer 的优势在于其真正聚合了竞争对手的 Layer 1 和 Layer 2 链,打破了链爆炸时代碎片化流动性和用户的零和游戏。它允许低延迟的多链交互、本地链抽象和共享流动性池,而无需包装代币,为长尾和特定应用链提供了重要机会。

综上所述,Agglayer 是目前最有前景的跨链解决方案,类似的项目如 Polkadot 的“连接-聚合机器”也在开发中。Web3 的历史已经从单体化转向模块化,下一步将是走向聚合。

3. Agglayer 连接的生态系统

尽管仍处于早期阶段,Agglayer 已经整合了几个关键项目。以下是三个值得注意的例子:

3.1 X Layer

X Layer 是一个基于 Polygon CDK 构建的以太坊 Layer 2 项目。它连接了 OKX 和以太坊社区,使任何人都可以参与到一个真正的全球链上生态系统中。作为一家领先交易所的公链,集成 Agglayer 将为聚合层内的项目带来广泛的流动性。此外,作为普通用户访问层的 OKX Web3 钱包也可能为 Agglayer 提供更好的支持。

3.2 Union

Union 是一个基于 Cosmos 构建的零知识基础设施层,用于通用消息传递、资产转移、NFT 和 DeFi。它依赖于共识验证,不依赖受信任的第三方、预言机、多重签名或多方计算(MPC)。作为一个集成链,Union 在聚合层内实现了 EVM 和 Cosmos 生态系统之间的深度连接。通过使用 Union 作为 IBC 网关,可以连接到 Union 并进一步连接到 IBC,从而重新组合两个原本碎片化的模块化生态系统。

3.3 Astar

Astar Network 是一个面向日本及全球企业、娱乐和游戏项目的网络,致力于推进“Web3”。它使用 Polygon 和 Polkadot 的跨虚拟机支持,提供可定制的区块链解决方案。作为 Agglayer 的首个完全集成链,Astar 将直接访问一个数十亿美元的共享流动性池,并实现真正的用户增长。

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  2. 免责声明:本文所表达的观点和意见仅代表作者个人观点,不构成任何投资建议。
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从模块化到聚合:探索Polygon 2.0的核心组件Agglayer

中级7/11/2024, 9:56:05 AM
Agglayer是Polygon 2.0的核心组件,旨在通过聚合和确保原子跨链交易来统一分散的区块链。其目标是提供相当于单链水平的无缝用户体验,解决当前区块链生态系统中的流动性和状态碎片化问题。

简要概述: Agglayer是Polygon 2.0的核心组件,旨在通过聚合和确保原子跨链交易来统一分散的区块链。其目标是提供相当于单链水平的无缝用户体验,解决当前区块链生态系统中的流动性和状态碎片化问题。

Agglayer采用了一种称为悲观证明的新验证机制,该机制假设所有连接的链都是不安全的,最终使用零知识证明来确保跨链操作的正确性。

Agglayer更加简洁高效,旨在实现理想的链抽象形式,符合下一代Web3的定义。

1.从模块化时代开始

1.1 Agglayer简介

Agglayer是Polygon 2.0的核心组件之一。其名称中的“Agg”代表聚合,反映了其作为聚合层的角色。基本上,其功能类似于Layerzero和Wormhole等跨链互操作协议,旨在连接分散的区块链世界。然而,它们的构建方法有所不同。简而言之,传统的跨链互操作协议类似于建筑公司在各处修建桥梁,设计并建造桥梁以连接不同的链或协议(对于异构链来说可能会很困难)。相比之下,Agglayer更像是由交换机制组成的“局域网”,连接的链只需插入一根“电缆”(ZK证明)即可加入“局域网”进行数据交换。相比于到处建桥梁,Agglayer更快、更用户友好,并且提供更好的互操作性。

1.2 共享有效性排序

Agglayer的概念很大程度上得益于Umbra Research的共享有效性排序(Shared Validity Sequencing)设计,旨在实现多个Optimistic Rollups之间的原子跨链互操作性。通过共享一个排序器,整个系统可以在多个Rollups之间统一处理交易排序和状态根发布,确保原子性和条件执行。

具体的实现逻辑涉及三个组件:

  1. 跨链操作的共享排序器:接收和处理跨链交易请求。
  2. 区块构建算法:共享排序器构建包含跨链操作的区块,确保其原子性。
  3. 共享欺诈证明:在涉及的Rollups之间实施共享欺诈证明机制,以执行跨链操作。

该图展示了当一个排序器被共享时MintBurnSystemContract的工作流程。

由于当前的Rollups通常支持Layer 1和Layer 2之间的双向消息传递以及其他特殊预编译,Umbra添加了一个简单的跨链系统,包含一个MintBurnSystemContract(销毁和铸造),以补充上述三个组件,如图所示。

工作流程

  1. 链A上的销毁操作:任何合约或外部账户都可以调用此操作。成功后,该操作记录在burnTree中。
  2. 链B上的铸造操作:排序器在成功执行后将其记录在mintTree中。

通过这种方式,Agglayer通过共享有效性排序实现了跨多个Rollups的原子性和条件执行,从而提供了更高效和一致的跨链交易处理。

不变量和一致性

Merkle根一致性

burnTree在链A和mintTree在链B的Merkle根必须匹配,以确保跨链操作的一致性和原子性。

在此设计中,Rollup A和B共享一个序列器。这个共享的序列器负责将两个Rollup的交易批次和状态根发布到以太坊。这个共享的序列器可以是集中式的(像目前大多数的Rollup序列器),也可以是去中心化的(类似于Metis的方法)。系统的关键点在于,共享的序列器必须在单笔交易中将两个Rollup的交易批次和状态根发布到L1。

共享序列器接收交易并为A和B构建区块。对于A上的每笔交易,序列器检查它是否与MintBurnSystemContract交互。如果交易成功调用了burn函数,序列器尝试在B上执行相应的mint交易。如果mint交易成功,序列器将在A上包含burn交易,并在B上包含mint交易;如果mint交易失败,序列器将排除这两笔交易。

简而言之,该系统是现有区块构造算法的简单扩展。序列器执行交易,并有条件地将一个Rollup中的触发交易插入到另一个Rollup中。在主链上的欺诈证明验证期间,只需要确保链A上的burn和链B上的mint的正确性(即Merkle根一致性)。在这种情况下,多个Rollup的行为类似于单链。相比于单一的Rollup,这种设计提供了更好的分片支持、应用主权和互操作性。然而,缺点包括对节点增加了验证和排序负担,并且由于利润分配和Rollup自主权的考虑,采用的可能性较低。

1.3 Agglayer的核心组件

Agglayer集成了上述解决方案,同时引入了更高效的改进和两个关键组件:统一桥和悲观证明。

统一桥(Unified Bridge): 统一桥的工作流程包括收集和聚合所有连接链的状态到聚合层,然后生成一个统一的证明提交给以太坊。此过程涉及三个状态阶段:预确认(允许在临时状态假设下进行更快的交互)、确认(验证提交的证明的有效性)和最终确认。最终,这个证明可以验证所有连接链的交易有效性。

悲观证明(Pessimistic Proofs):连接Rollups到多链环境中

连接Rollups到多链环境中引入了两个主要问题:

不同验证者和共识机制的引入增加了安全复杂性;

Optimistic Rollup的提现需要7天时间。

为了应对这些问题,Polygon引入了一种称为“悲观证明”的全新零知识证明方法。

悲观证明的理念

悲观证明的理念是假设所有连接到AggLayer的区块链都可能表现出恶意行为,并对所有跨链操作做最坏的假设。AggLayer随后使用零知识证明来验证这些操作的正确性,确保即使在存在恶意行为的情况下,跨链操作的完整性依然保持不变。

1.4 特点

在这种方案下,可以实现以下特点:

  • 原生代币
  • 通过使用统一桥,聚合层内的资产都是原生资产。没有封装代币,也不需要第三方信任来源进行跨链交易,使得过程更加无缝。
  • 统一流动性
  • 所有连接链的TVL(总锁定价值)是共享的,可以称之为共享流动性池。
  • 主权性
  • 与上述通过共享序列器实现互操作性的Optimistic Rollup方法相比,AggLayer具有更好的主权性。AggLayer兼容共享序列器和第三方DA解决方案。连接的链甚至可以使用其原生代币作为Gas。
  • 更快
  • 不同于上述提到的Optimistic Rollup方法,AggLayer不需要7天的跨链交易等待时间。
  • 安全性
  • 悲观证明只接受正确的行为。此外,它们确保没有链能够提取超过存入的金额,从而保护聚合层的共享资产池。
  • 低成本
  • 连接到聚合层的链越多,支付给以太坊的证明费用就越低,因为这些费用是共享的。AggLayer不收取额外的协议费用。

2. 跨链解决方案

2.1 为什么跨链这么难?

如前所述,Agglayer的目标与跨链协议一致。但哪个更优越呢?在比较之前,我们需要了解两个问题:1. 为什么跨链如此困难?2. 常见的跨链解决方案有哪些?

类似于著名的区块链三难困境,跨链协议也面临着互操作性三难困境。由于去中心化的基本前提,区块链本质上是不能接收外部信息的状态机。虽然自动做市商(AMM)和预言机在DeFi中填补了一些空白,但跨链协议面临着更复杂的挑战。在某些方面,我们永远无法真正从原链中提取任何真实的代币,这导致了各种包装代币如xxBTC和xxETH的出现。然而,这种方法既风险又集中化,因为真实的BTC和ETH必须锁定在原链上的跨链桥合约中,而整个跨链设计可能面临资产差异、不同虚拟机(VM)之间协议不兼容、信任问题、双花问题以及延迟问题等问题。为了提高效率和降低成本,大多数跨链解决方案仍依赖多重签名钱包。这就是为什么我们今天仍然频繁听到跨链桥失败的原因。

现在,让我们从更底层的角度来看这个问题。根据Connext创始人Arjun Bhuptani的说法,跨链协议只能优化以下三个关键属性中的两个:

  • Trustlessness(去信任化)
  • 不依赖任何中心化信任实体,提供与底层区块链相同级别的安全性。用户和参与者无需信任任何中介或第三方来确保交易的安全性和正确执行。
  • Extensibility(可扩展性)
  • 协议可以轻松应用于任何区块链平台或网络,不受特定技术架构或规则的限制。这使得互操作性解决方案能够支持广泛的区块链生态系统,而不仅仅是少数特定网络。
  • Generalizability(通用性)
  • 协议能够处理任何类型的跨域数据或资产转移,不局限于特定的交易类型或资产。这意味着不同的区块链可以通过桥梁交换各种类型的信息和价值,包括但不限于加密货币、智能合约调用和其他任意数据。

早期对跨链桥的分类通常基于Vitalik Buterin等人的分类,他们将跨链技术分为三种类型:哈希时间锁(hash time locks)、见证验证(witness validation)和中继验证(轻客户端验证,relay validation)。后来,Arjun Bhuptani重新分类了跨链解决方案,分为原生验证(trustlessness + extensibility)、外部验证(extensibility + generalizability)和原生验证(trustlessness + generalizability)。这些验证方法基于不同的信任模型和技术实现,以满足各种安全性和互操作性需求。

原生验证桥(Natively Verified Bridges)

原生验证桥依赖源链和目标链自身的共识机制来直接验证交易的有效性。这种方法不需要额外的验证层或中介。例如,一些桥可能使用智能合约在两个区块链之间创建验证逻辑,使它们能够通过自身的共识机制确认交易。这种方法增强了安全性,因为它直接依赖参与链固有的安全机制。然而,它在技术实现上可能更复杂,并且并非所有区块链都支持直接的原生验证。

外部验证桥(Externally Verified Bridges)

外部验证桥使用第三方验证者或验证者集群来确认交易的有效性。这些验证者可以是独立节点、联盟成员或其他在源链和目标链之外操作的参与者。这种方法通常涉及跨链消息传递和由外部实体执行的验证逻辑,而不是由参与的区块链直接处理。外部验证允许更广泛的互操作性和灵活性,因为它不受特定链的限制,但引入了额外的信任层和潜在的安全风险。尽管存在中心化风险,外部验证仍是最主流的跨链方法,因为它高效、灵活且成本效益高。

本地验证桥(Locally Verified Bridges)

本地验证桥涉及目标链验证源链的状态,以确认交易并在本地执行后续交易。这通常涉及在源链上或并行运行目标链虚拟机的轻客户端。本地验证需要诚实少数假设或同步假设,即委员会中至少存在一个诚实的中继者(诚实少数)或如果委员会失败,用户必须自己传输交易(同步假设)。本地验证是最去信任化的跨链通信方法,但成本高、开发灵活性低,更适合于状态机高度相似的区块链之间的跨链通信,如以太坊与其L2网络之间或基于Cosmos SDK开发的区块链之间。

当前跨链解决方案

不同领域的权衡导致了各种类型的跨链解决方案。除了验证方法外,当前的跨链解决方案还可以通过多种方式分类,每种方式都采用独特的方法来实现资产交换、转移和合约调用。

·代币互换(Token Swaps)

这种方法允许用户在一个区块链上交易某种资产,并在另一个链上接收等价的资产。通过利用原子交换(atomic swaps)和跨链自动做市商(AMMs)等技术,可以在不同链上创建流动性池,以促进不同资产的交换。

资产桥(Asset Bridges)

这种方法通过智能合约锁定或销毁源链上的资产,并通过相应的智能合约在目标链上解锁或铸造新资产。根据资产处理方式的不同,这种技术可以进一步分为三种类型:

  • 锁定/铸造模型(Lock/Mint Model):在这种模型中,源链上的资产被锁定,而目标链上则铸造等价的“跨链资产”。在反向操作中,目标链上的跨链资产被销毁,以解锁源链上的原始资产。
  • 销毁/铸造模型(Burn/Mint Model):在这种模型中,源链上的资产被销毁,而目标链上铸造相同数量的等价资产。
  • 锁定/解锁模型(Lock/Unlock Model):这种方法涉及在源链上锁定资产,并从目标链的流动性池中解锁等价资产。这些资产桥通常通过提供收益共享等激励措施来吸引流动性。

原生支付(Native Payments)

这种方法允许源链上的应用程序触发使用目标链原生资产的支付操作。它还可以基于一个链上的数据触发另一个链上的跨链支付。这种方法主要用于结算,可以基于区块链数据或外部事件。

智能合约互操作性(Smart Contract Interoperability)

这种方法允许源链上的智能合约根据本地数据调用目标链上智能合约的函数,从而实现复杂的跨链应用,包括资产互换和桥接操作。

可编程桥(Programmable Bridges)

这是一种高级的互操作性解决方案,结合了资产桥接和消息传递功能。当资产从源链转移到目标链时,可以立即触发目标链上的合约调用,从而实现各种跨链功能,如质押、资产互换或将资产存储在目标链上的智能合约中。

2.2 Agglayer未来的优势

让我们将 Agglayer 与当前的跨链协议进行比较,以最具影响力的跨链协议 LayerZero 为例。LayerZero 采用了一种改进版的外部验证,通过将验证的信任源转换为两个独立的实体——预言机和中继器。这种极简方法解决了外部验证的缺陷,使其成为一种可编程的桥接解决方案,可以执行各种操作。从逻辑上看,它似乎优雅地解决了所谓的三难困境。从宏观角度看,LayerZero 有潜力成为整个 Web3 的跨链枢纽,解决模块化时代因链爆炸引起的碎片化用户体验和流动性破碎问题。这也是为什么领先的风投公司重注这种协议的原因。

然而,现实情况如何呢?撇开最近关于 LayerZero 空投操作的争议不谈,让我们来考虑其发展挑战。实现连接整个 Web3 的理想状态极其困难,其去中心化程度也值得怀疑。在早期的 V1 版本中,LayerZero 的预言机存在被黑客攻击和潜在恶意行为的风险(使用行业机构作为守护节点的 Wormhole 经常面临类似的批评)。这些问题只有在 V2 版本引入去中心化验证网络(DVN)后才得到缓解,这需要大量 B 端资源。

此外,开发跨链协议需要处理异构链协议、数据格式、操作逻辑和不同智能合约的调用。Web3 的真正互操作性不仅需要个别项目的努力,还需要各种项目的协作。LayerZero 的早期用户可能还记得,它主要支持 EVM 区块链的跨链交互,对其他生态系统的支持有限。Agglayer 也存在类似问题,但 Agglayer 提供超低延迟和异步互操作性,更类似于我们日常使用的互联网。

总体而言,Agglayer 对单链化使用的聚合方法更简单、更高效,符合当前的模块化趋势。然而,目前两者之间没有绝对的优劣之分。跨链协议仍具有更广泛的流动性、更成熟的生态系统和更高的主动性。Agglayer 的优势在于其真正聚合了竞争对手的 Layer 1 和 Layer 2 链,打破了链爆炸时代碎片化流动性和用户的零和游戏。它允许低延迟的多链交互、本地链抽象和共享流动性池,而无需包装代币,为长尾和特定应用链提供了重要机会。

综上所述,Agglayer 是目前最有前景的跨链解决方案,类似的项目如 Polkadot 的“连接-聚合机器”也在开发中。Web3 的历史已经从单体化转向模块化,下一步将是走向聚合。

3. Agglayer 连接的生态系统

尽管仍处于早期阶段,Agglayer 已经整合了几个关键项目。以下是三个值得注意的例子:

3.1 X Layer

X Layer 是一个基于 Polygon CDK 构建的以太坊 Layer 2 项目。它连接了 OKX 和以太坊社区,使任何人都可以参与到一个真正的全球链上生态系统中。作为一家领先交易所的公链,集成 Agglayer 将为聚合层内的项目带来广泛的流动性。此外,作为普通用户访问层的 OKX Web3 钱包也可能为 Agglayer 提供更好的支持。

3.2 Union

Union 是一个基于 Cosmos 构建的零知识基础设施层,用于通用消息传递、资产转移、NFT 和 DeFi。它依赖于共识验证,不依赖受信任的第三方、预言机、多重签名或多方计算(MPC)。作为一个集成链,Union 在聚合层内实现了 EVM 和 Cosmos 生态系统之间的深度连接。通过使用 Union 作为 IBC 网关,可以连接到 Union 并进一步连接到 IBC,从而重新组合两个原本碎片化的模块化生态系统。

3.3 Astar

Astar Network 是一个面向日本及全球企业、娱乐和游戏项目的网络,致力于推进“Web3”。它使用 Polygon 和 Polkadot 的跨虚拟机支持,提供可定制的区块链解决方案。作为 Agglayer 的首个完全集成链,Astar 将直接访问一个数十亿美元的共享流动性池,并实现真正的用户增长。

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