跨鏈智能合約是去中心化的應用程序，由部署在多個不同區塊鍊網絡上的多個不同智能合約組成，這些智能合約互操作以創建一個統一的應用程序。這種新的設計範式是多鏈生態系統發展的關鍵一步，並有可能創建全新類別的智能合約用例，利用不同區塊鏈、側鍊和第2 層網絡的獨特優勢。
在本文中，我們探討了多鏈生態系統的興起，概述了現有多鏈智能合約策略的好處和挑戰，並解釋了跨鏈智能合約如何呈現基於區塊鏈的去中心化應用程序的範式轉變. 然後，我們研究了跨鏈智能合約解鎖的一些創新用例，並概述了跨鏈互操作性協議(CCIP) 如何通過啟用區塊鏈之間的安全跨鏈通信來幫助促進這種過渡。
多鏈生態系統的興起
從歷史上看，智能合約的採用主要發生在以太坊主網上，因為它是第一個支持完全可編程智能合約的區塊鍊網絡。除了其先發優勢外，其他因素也促成了以太坊的採用，例如其不斷增長的網絡效應、去中心化架構、久經考驗的工具以及廣泛的Solidity 開發人員社區。然而，隨著對以太坊區塊空間（計算資源）的需求超過供應，對以太坊智能合約的需求不斷增加導致網絡交易費用隨著時間的推移而增加。雖然以太坊主網繼續為智能合約執行提供最安全的網絡之一，但許多最終用戶已經開始尋求成本更低的替代方案。
作為回應，智能合約在替代層1區塊鏈、側鍊和層2 匯總上的採用在過去一年中迅速增加，以滿足用戶和開發人員的需求。多鏈生態系統曾經只是一個理論，現在已成為確定的現實，正如DeFi 生態系統在各種鏈上環境中鎖定的總價值日益多樣化所證明的那樣。額外的鏈上指標，例如每日活躍地址、交易數量和網絡帶寬消耗，也清楚地顯示了多鏈生態系統的增長。
隨著時間的推移，多鏈DeFi 生態系統的發展。
新的鏈上環境的可用性增加了整個智能合約經濟的總總吞吐量，導致更多用戶能夠以更低的成本進行交易。此外，每個區塊鏈、側鍊和第2 層網絡都提供了自己的可擴展性、去中心化、機制設計、共識、執行、數據可用性、隱私等方法。在多鏈生態系統中，所有這些不同的方法都可以並行實施和實戰測試，以推動生態系統的發展。
以太坊社區已經接受了多鏈方法，這可以從採用以匯總為中心的路線圖通過部署各種第2 層擴展解決方案來擴展以太坊生態系統的吞吐量得到證明。第2 層網絡增加了基於以太坊的智能合約的交易吞吐量，從而降低了每筆交易的費用，同時保留了以太坊主網的安全屬性。這是通過使用欺詐證明或有效性證明驗證以太坊基礎層區塊鏈上的鏈下計算來實現的，並且在未來，還利用數據分片來擴展匯總調用數據的容量。
為了利用多鏈生態系統，許多開發人員現在越來越多地在多個網絡上部署他們現有的智能合約代碼庫，而不僅僅是在一個區塊鏈上。通過開發多鏈智能合約，項目既可以擴大用戶群，又可以在成本太高的低成本網絡上試驗新功能。多鏈方法在眾多DeFi 垂直領域變得越來越普遍：例如，SushiSwap DEX 部署在15 個鏈上，Beefy Finance 收益聚合器部署在12 個鏈上，Aave 貨幣市場部署在三個鏈上。
多鏈智能合約的局限性
雖然多鏈生態系統為用戶和開發人員提供了許多好處，但跨多個區塊鏈部署相同的智能合約代碼帶來了許多獨特的挑戰和權衡。
首先，多鏈智能合約代碼在另一個區塊鍊網絡上的每次新部署都會創建一個全新的應用程序副本，這意味著它不再是一個單一的統一應用程序。相反，每個合約部署都管理自己的內部狀態（例如跟踪賬戶餘額），不同區塊ChainLink境上的部署之間的互操作性有限或完全不存在。雖然用戶可以在他們喜歡的網絡上訪問應用程序的副本，但用戶體驗不一定在鏈之間是相同的。
多鏈智能合約是本質上隔離的dApp 部署。
這種動態在去中心化交易所中最為明顯，尤其是採用多鏈方法的自動做市商(AMM)。由於用戶的資產在任何給定時間點只能存在於一個區塊鏈上，因此整個應用程序內的流動性在不同的鏈上環境中變得去中心化。結果是每個單獨部署中的流動性降低，導致用戶滑點更高並降低交易費用。此外，AMM 在另一個區塊鏈上的每次部署都是從零流動性開始的，如果將流動性挖礦程序擴展到新的部署以引導流動性，這可能會導致協議原生代幣的更高稀釋。
任何需要應用程序狀態的單一事實來源的應用程序，例如具有中央註冊表的鏈上域名系統，都難以以多鏈方式實現。如果在多個區塊鏈上部署了多個註冊表，那麼同一個名稱可能會在不同所有者的不同鏈上多次註冊，從而導致衝突。因此，需要全局一致性狀態的應用程序通常只部署到一個區塊鍊網絡。
除了應用層面的挑戰外，多鏈生態系統還會增加最終用戶的摩擦，他們可能需要學習與越來越多的網絡進行交互。鑑於特定區塊鏈上持有的資產只能在該區塊鏈本地的dApp 中使用，如果用戶想在其他鏈上環境中使用dApp，則需要手動跨區塊鏈橋接他們的代幣。這不僅涉及重新配置他們的錢包、學習新的UX 模式以及管理額外的基礎層代幣以獲取gas，而且可能還需要在安全性上做出妥協，因為許多傳統的跨鏈代幣橋都存在安全限制。
最終，多鏈智能合約的基本約束是不同區塊鏈、側鍊和第2 層網絡上的部署之間的互操作性有限或缺乏。雖然存在代幣橋以支持多鏈應用程序，但在區塊鏈之間安全傳輸數據的能力為智能合約的架構開闢了全新的設計範式。
跨鏈智能合約的介紹
安全的跨鏈通信——在鏈上環境之間傳輸任意數據、代幣和命令——可以創建跨鏈智能合約。跨鏈智能合約是去中心化的應用程序，由不同區塊鍊網絡上的單獨智能合約組成，這些智能合約相互通信以創建一個統一的應用程序。
跨鏈智能合約是一個統一的dApp，其邏輯在不同的區塊鏈上。
雖然這可以通過不同的方式來解決，但從根本上說，跨鏈智能合約設計範式使開發人員能夠將他們的應用程序拆分為模塊化組件。本質上，不同鏈上的不同智能合約執行不同的任務，但都保持同步並致力於支持單個用例。這使開發人員能夠利用不同的區塊鍊網絡獲得獨特的好處：他們可能會創建一個去中心化應用程序，該應用程序使用高度抗審查的區塊鏈來跟踪資產所有權、用於低延遲交易的高吞吐量區塊鏈、用於用戶的隱私保護區塊鏈例如，用於元數據存儲的去中心化存儲區塊鏈。
此外，跨鏈智能合約設計範式可用於在多個區塊鍊網絡上部署相同智能合約代碼之間實現更無縫的互操作性。這有助於標準化現有多鏈應用程序跨不同鏈上環境的用戶體驗。因此，跨鏈智能合約有助於解決現有多鏈智能合約的許多限制，從而實現全新的用例。為了展示跨鏈智能合約的無限潛力，這裡有一些例子。
跨鏈交易所
跨鏈去中心化交易所(DEX) 可以為用戶提供執行交易的能力，這些交易從跨不同區塊鍊網絡的代幣礦池中獲取流動性，以緩解多鏈DEX 部署的流動性去中心化問題。例如，在交易期間，用戶的輸入代幣可以拆分並橋接到不同的區塊鏈以實現最佳執行價格，生成的輸出代幣橋接回原始區塊鏈並進入用戶的錢包。因此，所有區塊鍊網絡的可訪問流動性將得到顯著提升，為用戶提供更低的交易滑點，並為每條鏈上的流動性提供者獲得更高的費用。
此外，跨鏈DEX 還可以設計為使用戶能夠將其本地代幣從一個區塊ChainLink境換成不同區塊ChainLink境上的本地代幣——例如，用戶可以將以太坊區塊鏈上的ETH 換成比特幣區塊鏈上的BTC。這將使用戶能夠接觸到不同區塊鏈平台上的原生資產，而無需打包代幣或中心化交易所。
跨鏈收益聚合
跨鏈收益聚合器可以將用戶存入的資金部署到多鏈生態系統中存在的各種不同的DeFi 協議中。通過增加潛在收益產生來源的範圍，用戶可以產生更大的收益，而無需手動跨鏈橋接他們的代幣並自己追逐最高收益。這將顯著減少多鏈收益農業的摩擦，因為用戶不需要手動跨環境橋接。相反，整個過程將被抽象掉。
這種設計還將通過幫助在新的和即將到來的鏈上環境中增加DeFi 應用程序的總價值鎖定來增加多鏈生態系統的流動性。
跨鏈借貸
跨鏈貨幣市場可以促進跨鏈貸款的創建，使用戶能夠在一個區塊鏈上的市場中存入質押品（例如ETH），然後從另一個區塊鏈上的市場借入代幣（例如USDC）。這將允許用戶將他們的質押品保存在他們選擇的高度安全的區塊鏈上，同時在更高吞吐量的區塊鏈上借用代幣以部署到該鏈上環境中的應用程序中。
跨鏈貨幣市場還可以授權用戶從另一個利率較低的區塊鏈上的市場部署中藉入代幣，然後藉入的資金被橋接回開放貸款的鏈。這可以幫助標準化整個區塊鏈的收益率，從而降低借款人在具有較高借貸利率的低流動性貨幣市場部署中的成本。
跨鏈DAO
去中心化自治組織(DAO) 可以利用跨鏈互操作性在一個或多個更高吞吐量的區塊鍊網絡上啟用鏈上投票，然後將結果轉發回協議核心治理合約所在的成本更高的區塊鍊網絡。這將通過降低DAO 參與者的交易成本來激勵更多的參與，同時仍然保持每個參與者的鏈上透明度和審查阻力。
此外，跨鏈DAO 可以無縫地管理和修改跨不同區塊鍊網絡的智能合約的參數，從而擴大代幣持有者在一個或多個鏈上環境中可以管理的範圍。
跨鏈NFT
跨鏈不可替代令牌（NFT）市場可以允許用戶上架和競標託管在任何區塊鍊網絡上的NFT。這有助於提高NFT 的可訪問性和流動性，並使它們能夠在競標過程完成後無縫地跨ChainLink境橋接。此外，存在於一個區塊鏈上的鏈上游戲應用程序可以利用跨鏈互操作性來跟踪另一個區塊鏈上NFT 的所有權。這將允許用戶將他們的NFT 安全地存儲在他們選擇的區塊鏈上，同時獲得在任何其他區塊鏈上的遊戲應用程序中使用NFT 的能力。
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雖然這些只是跨鏈智能合約範式實現的幾個用例示例，但最終有無限數量的潛在用例。除了去中心化應用程序的模塊化之外，跨鏈智能合約還可以以完全不同的方式設計，以利用多鏈生態系統的優勢。
店面智能合約
現有的單鍊或多鏈智能合約可以通過部署店面智能合約（作為通往另一個區塊鍊網絡上的智能合約應用程序的網關的智能合約）從跨鏈互操作性中受益匪淺。這些合約允許用戶留在他們選擇的區塊ChainLink境中，同時存入運行在完全不同的鏈上環境中的現有去中心化應用程序並與之交互。
用戶不再需要手動跨區塊鏈橋接以與僅存在於另一個區塊鏈上的智能合約進行交互——他們甚至可能不需要知道智能合約應用程序運行在哪個區塊鏈、側鍊或第2 層網絡上。他們將能夠訪問應用程序，就好像它只是在他們已經進行交易的區塊鏈上運行一樣。
店面智能合約可以以向後兼容的方式附加到任何現有的去中心化應用程序，例如衍生品平台或貨幣市場。由於智能合約的可組合性，這將使跨鏈互操作性以無需許可的方式添加到現有協議中。創建一個更加無縫和可互操作的生態系統將顯著促進多鏈經濟的增長。
CCIP 如何實現安全的跨鏈生態系統
雖然跨鏈智能合約代表瞭如何創建去中心化應用程序的重大範式轉變，但當今大規模運行的絕大多數區塊鍊網絡默認情況下都是孤立的，這意味著它們無法在不同的區塊鍊網絡之間本地發送和接收數據。為了支持跨鏈智能合約，需要以橋接器形式的額外基礎設施來實現跨鏈通信。
迄今為止，區塊鏈橋樑主要中心化在網絡之間的代幣轉移上，通常將資產從一條鏈點評到另一條鏈上。然而，跨鏈智能合約需要更通用的橋樑來支持任意數據包、代幣和命令的傳輸。此類基礎設施還必須高度安全、可靠，並基於經過審核的代碼庫，以便消息傳輸時不會損壞、及時接收，並防止出現區塊鏈重組等外部條件。正如去中心化預言機網絡(DON) 有助於解決區塊鏈預言機問題（區塊鏈無法訪問鏈下資源）一樣，它們也可以作為安全區塊鏈互操作性的渠道。
作為一個原生的與區塊鏈無關的協議，Chainlink 網絡集成了廣泛的區塊鏈、側鍊和第2 層網絡，使其能夠很好地支持多鏈生態系統向跨鏈智能合約的轉變。為了實現這一目標，目前正在開發一種稱為跨鏈互操作性協議（CCIP）的全球跨鏈通信開源標準。
與傳統的跨鏈橋相比，CCIP 旨在使智能合約能夠以安全的方式跨任何區塊鏈發送數據和/或代幣。智能合約可以以任何方式對數據消息進行編碼/解碼，從而在解釋它們時支持廣泛的靈活性。重要的是，CCIP 將利用現有的超可靠、防篡改和與區塊鏈無關的Chainlink 預言機節點集合，這些節點已經幫助在多鏈DeFi 經濟中確保了數百億美元的價值。
除了高質量的代碼庫外，CCIP 還計劃通過一個名為反欺詐網絡的創新風險管理系統來進一步保護。反欺詐網絡由獨立的節點委員會組成的DON 組成，與促進啟用CCIP 的橋樑分開，其唯一目的是監控CCIP 服務的惡意活動和區塊鍊網絡狀況（如塊重組）。這個額外的驗證層可以啟動網橋的緊急關閉，暫時暫停數據和代幣的傳輸，以幫助保護跨鏈智能合約和用戶免受潛在的黑天鵝事件的影響。
跨鏈互操作性協議（CCIP）將允許消息在區塊鏈之間傳遞。
數百個單鍊和多鏈智能合約應用程序已經在利用Chainlink 預言機進行鏈下數據和信任最小化計算，並且此類協議可以利用相同的去中心化基礎設施來支持跨鏈互操作性。除了提供創建跨鏈智能合約的基礎設施外，CCIP 還將支持創建各種跨鏈代幣橋，允許用戶將其代幣直接橋接到不同的區塊鏈以及如何部署此類代幣的命令。雖然創建跨鏈基礎設施存在一些固有挑戰，但通過審計代碼和防禦措施確保最高級別的安全性是創建CCIP 標準的重點。
結論
今天的多鏈生態系統充滿了創新，越來越多的開發人員將他們的應用程序部署到額外的鏈上環境中，以增加他們的用戶群和牽引力。但是，雖然多鏈智能合約設計範式存在一些限制，但跨鏈智能合約的引入提供了一個重要的機會，不僅可以克服這些限制，而且可以解鎖全新的用例。
CCIP 將通過提供高度可靠和安全的跨鏈基礎設施來幫助加速這一轉變，以使去中心化應用程序能夠安全地將任意數據傳輸到任何其他區塊鍊網絡上的智能合約。正如1990 年代初期沒有人能夠完全預測互聯網所支持的所有未來用例一樣，跨鏈智能合約所支持的最具創新性的用例尚未被發現。
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