作者：Jacob Ko；編譯：火火/白話區塊鏈
隨著第1 層、第2 層和應用鏈數量的不斷增加，區塊鏈擁有安全、低成本和高效的相互通信方式比以往任何時候都更加重要。
在本文中，我們將介紹為什麼互操作性很重要、它面臨的挑戰以及當前的方法是什麼。
1、區塊鏈的擴散
第一個公共區塊鏈比特幣於2009 年推出。根據DeFiLlama 的數據，自此之後的14 年裡，公共區塊鏈出現了寒武紀大爆發，目前數量已達201 個。雖然以太坊在鏈上活動中佔據主導地位，2021 年約佔總鎖定價值(TVL) 的96%；過去2 年，隨著BN Smart Chain (BSC) 和Solana 等替代性第1 層區塊鏈的推出，以及Optimism、Arbitrum、zkSync Era、Starknet 和Polygon zkEVM 等第2 層區塊鏈的出現，這一數字下降至59%。
據DeFiLlama 稱，截至撰寫本文時，有超過115 個基於EVM 的鍊和12 個以太坊rollup / L2，並且由於各種原因，多個鏈上的活動趨勢將持續下去：
1）像Polygon、Optimism 和Arbitrum 這樣的主要L2 很早就將自己定位為以太坊的擴展解決方案，籌集了大量資金，並將自己打造成廉價部署應用程序的簡單場所（去年，我們看到開發團隊構建的應用程序增長了2,779％） Arbitrum 上+1,499%，Optimism 上+1,499%，Polygon 上+116% — 儘管基數較小，約為200–400 名開發人員）
2）不斷推出替代L1 以針對特定需求進行優化。一些鏈針對更高的吞吐量、速度和結算時間進行了優化（例如Solana、BSC），而另一些鏈則針對遊戲(ImmutableX)、DeFi (Sei) 和傳統金融（例如門控Avalanche 子網）等特定用例進行了優化
3）具有足夠規模和用戶的應用程序正在啟動自己的匯總或應用程序鏈，以獲取更多價值並管理網絡費用（dydx）；和
4）一些框架、SDK、工具包和“Rollup 即服務”提供商已進入市場，使任何項目都可以輕鬆地以最小的技術提升啟動自己的Rollup（例如Caldera、Eclipse、Dymension、Sovereign、Stackr） 、 AltLayer、Rollkit）
我們生活在一個多鏈、多層的世界。
2、互操作性的重要性日益增加
L1、L2 和應用鏈的激增凸顯了互操作性的重要性，即區塊鏈相互通信的能力和方式；在它們之間轉移資產、流動性、消息和數據。
正如Connext所建議的，區塊鏈互操作性可以分為三個部分：
1）傳輸：消息數據從一個鏈傳遞到另一個鏈的地方
2）驗證：證明數據的正確性（通常涉及證明源鏈的共識/狀態）；和
3）執行：目標鏈對數據執行某些操作
來源：消息橋接堆棧改編自Connext
能夠在鏈之間轉移資產和流動性的好處很簡單——它允許用戶在新的區塊鍊和生態系統中探索和交易。他們將能夠利用新區塊鏈的優勢（例如，在費用較低的第2 層上進行交易或交易）並發現新的利潤豐厚的機會（例如，訪問其他鏈上收益率更高的DeFi 協議）。
傳輸消息的好處在於解鎖一整套跨鏈用例，而無需移動其原始資產。從鏈A（源）發送的消息觸發鏈B（目標）上的代碼執行。例如，鏈A 上的dapp 可以將有關用戶資產或交易歷史的消息傳遞給鏈B，然後允許他們參與鏈B 上的活動，而無需移動任何資產，例如
1）在B鏈上借款並使用A鏈上的資產作為抵押
2）以低成本匯總方式參與社區福利（例如鑄造新的NFT 系列、領取活動門票和商品），而無需將其NFT 轉移到鏈A 上
3）利用他們在一條鏈上建立的去中心化ID 和鏈上歷史記錄來參與DeFi 並在另一條鏈上獲得更好的利率
3、互操作性的挑戰
儘管互操作性帶來了許多好處，但它面臨著許多技術挑戰：
1）首先，區塊鏈之間通常不能很好地通信：它們使用不同的共識機制、密碼學方案和架構。如果您的Token位於鏈A 上，那麼使用它們購買鏈B 上的Token並不是一個簡單的過程。
2）其次，在驗證層，互操作性協議的可靠性僅與選擇用於驗證所傳遞的消息確實合法且有效的驗證機制一樣好。
3）第三，為開發人員提供多個構建位置會導致應用程序失去可組合性，而可組合性是web3 中的關鍵構建塊。這意味著開發者無法輕鬆組合另一個鏈上的組件來設計新的應用程序並為用戶釋放更大的可能性。
4）最後，大量的鏈意味著流動性變得分散，從而降低參與者的資本效率。例如，如果您向鏈A 上的池提供流動性以獲取收益，則很難從該交易中獲取LP Token並將其用作另一個協議中的抵押品以產生更多收益。流動性是DeFi 和協議活動的命脈——鏈越多，它們就越難蓬勃發展。
目前存在一些互操作性解決方案來解決其中一些問題，那麼目前的情況如何？
4、互操作性的現狀
如今，跨鏈橋是跨鏈交易的主要促進者。目前有超過110 多個橋，它們具有不同級別的功能，並在安全性、速度和可支持的區塊鏈數量方面進行權衡。
正如LI.FI 在其綜合Bridging 101 文章中所述，有幾種不同的橋接類型：
1）包裝和鑄造橋- 在多重簽名中保護鏈A 上的Token，並在鏈B 上鑄造相應的Token。理論上，包裝的Token應該與原始Token具有相同的價值，但它們的價值只有在橋安全的情況下才有效— 即，如果橋被黑客攻擊，那麼當用戶嘗試從鏈B 橋接到鏈A 時，就無法將包裝的Token交換回其中（門戶、多鏈）
2）流動性網絡——各方在鏈的任一側提供Token流動性以促進跨鏈交換（例如Hop、Connext Amarok、Across）
3）任意消息傳遞橋— 可以傳輸任何數據（Token、合約調用、鏈的狀態），例如LayerZero、Axelar、Wormhole
4）特定用例橋（例如穩定幣和NFT 橋）在將穩定幣/NFT 釋放到鏈B 之前在鏈A 上進行銷毀
這些橋樑使用由不同受信任方和激勵措施支撐的不同信任機制來確保安全，：
1）Team Human依靠一組實體來證明交易的有效性；
2）Team Economics依靠一組帶有質押抵押品的驗證者來抑制不良行為，這些驗證者面臨著大幅處罰的風險。僅當不當行為的經濟利益低於削減懲罰時，這才有效
3）團隊博弈論將跨鏈過程中的各種任務（例如檢查交易有效性；中繼）分配給不同的各方
4）Team Math執行鏈上輕客戶端驗證，利用零知識技術和簡潔的證明來驗證一條鏈上的狀態，然後再在另一條鏈上釋放資產。這最大限度地減少了人際互動，並且設置起來技術上很複雜
最終，信任機制的範圍從人類到具有經濟激勵的人類到基於數學的驗證。這些方法並不是相互排斥的——在某些情況下，我們看到一些方法被組合起來以增強安全性——例如，LayerZero 的基於博弈論的橋將Polyhedra（依靠zk 證明進行驗證）作為其網絡的預言機。
迄今為止，橋樑的表現如何？
到目前為止，橋樑已經促進了大量資本的轉移——2022 年1 月，橋樑的TVL 達到了600 億美元的峰值。由於面臨如此多的資本，橋樑已成為漏洞利用和黑客攻擊的主要目標。僅2022 年，多重簽名密鑰洩露和智能合約漏洞就造成了2.5b 美元的損失。每年4% 的資本損失率對於金融體系的繁榮和吸引更多用戶來說是站不住腳的。
攻擊在2023 年持續進行，多鏈地址被盜走1.26 億美元（代表Fantom 橋的50% 和Moonriver 橋資產的80%），同時他們的首席執行官一直控制著他們的“多重簽名”的所有密鑰。 ‘。在這次黑客攻擊發生後的幾週內，Fantom 上的TVL（跨多鏈橋接了大量資產）下降了67%。
歸根結底，一些最大的橋接漏洞和後續後果都歸結為多重簽名漏洞（Ronin 6.24 億美元、Multichain 1.263 億美元、Harmony 1 億美元），凸顯了所採用橋接信任機制的重要性。
擁有少量（如Harmony）、分組（如Ronin）或單一（如Multichain）的驗證者集合是導致其中一些漏洞的關鍵原因—— 但攻擊可以從多個途徑進行。在2022年4月，美國聯邦調查局（FBI）、網絡安全與基礎設施安全署（CISA）和美國財政部聯合發布了一份網絡安全諮詢通知，突出了朝鮮國家贊助的Lazarus Group使用的一些戰術。
5、我們該去哪裡？
顯然，最終依賴於人類的驗證機制很容易成為目標，但仍然需要安全、高效的互操作性。那麼我們下一步該去哪裡呢？
我們現在看到信任最小化驗證方法的出現——這就是我們感到激動的地方。