作者Faust＆Abyss極客Web3提出了關於跨鏈橋安全與去中心化的觀點。文章提到了歷史上的駭客攻擊事件，以及目前跨鏈橋面臨的安全挑戰和未解決的問題。文章介紹了Bool Network的解決方案，透過動態輪替的見證人基礎和隱私運算，優化傳統見證人橋的安全模型，旨在解決跨鏈橋的去中心化問題。文章也討論了多簽橋的現狀和問題，並提出了加強金鑰保護和使用TEE技術來增強見證人橋安全的思路。文章總結了Bool Network的工作流程和設計思路，提出了對其產品設計的評價與展望。
作者：Faust & Abyss，極客Web3
摘要： 自從各種跨鏈橋橫空出世以來，緊接著的各種駭客攻擊事件幾乎從未停止，2022年Axie官方跨鏈橋被盜6.2億美元一事更是震撼了世人，無數人開始思考如何解決跨鏈橋的安全與免信任，但時至今日，這個領域存在著許多未決的問題。
但與公鏈一樣，跨鏈橋在設計上仍舊保持著「不可能三角」的局面，並且實質上仍然難以突破。為了在成本和使用者體驗上提供優勢，跨鏈橋都提供免費的類似人機互動的模型，而這種落地的初始階段，就是為了打造一個更聰明的跨鏈橋。
慘痛的歷史經驗告訴我們，沒有添加防護措施證明人橋早會成才，但這種慘痛經歷在整個社會主義社會主義時期是家常便飯，讓人毛骨悚然。
本文將要介紹的Bool Network，在為跨鏈橋項目方提供動態輪換的見證人基礎上，結合隱私計算和TEE封裝密鑰，嘗試在傳統見證人橋的安全模型上進一步優化，解決跨鏈橋的去中心化問題，這或許能為跨鏈橋帶來破局的希望。
加拿大的現況：到處都是多簽
跨鏈橋的本質是向B鏈證明A鏈上有人發起跨鏈請求，且當事人依規定支付費用。要做到這一點，可以有不同的實作路徑。
輕客戶端往往在鏈上部署智能合約，在鏈上Native的驗證跨鏈訊息，這種橋的安全性最高，但成本也最高，而且無法在比特幣上實現（目前打出比特幣ZK橋旗號的這個項目，只能確保跨鏈到其他鏈時走ZK橋，再跨鏈時無法透過ZK橋實現）。
以BitVM為代表的樂觀主義者，透過欺詐手段騙取金錢的行為被廣為傳播，但這種行為很難被接受。
DLC.link為代表的DLC橋，雖然在預言機/見證人多簽基礎上加入支付通道的辦法，最大程度地見證人作惡的場景，但還是無法在根源上抹去多籤的隱患。
最後愛爾蘭政府發現，在BitVM落地前，除了比特幣網路/支付通道或RGB++螞蟻集團基於客戶端驗證或協作的程式以外，其他的比特幣跨鏈橋裡都多簽。
歷史早已證明，如果解決多簽跨鏈橋乃至於大型管理平台的去信任問題，出現資金被竊事件將只是時間問題。
對此，一些專案方讓見證人超額質押資產，以辦理Slash來作為懲戒條件，並讓大機構協助見證人提供信用背書，以弱化鏈橋的安全隱患。但歸根究底，基於見證人橋，安全模型和多簽基本上一致，最終都要按照閾值，例如M/N來其信任模型，容錯率比較有限。
如何設定和處理多簽，如何讓多簽者放棄信任，如何見證人做或抬高外界的攻擊成本，將是實施二層跨橋長期思考的議題。
幾乎沒有辦法可以讓多簽參與者難以串謀攻擊，並且讓駭客難以從外界盜取金鑰？ Bool Network嘗試透過一套基於ZKP-RingVRF演算法和TEE的綜合方案來解決見證人橋的安全問題。
Bool網路：指向鏈橋等交通基礎設施
其實，這個模式和中心化交易所沒有本質區別，你還是要信任這些被欽定的見證人不挪用跨鏈橋資金礦池裡的錢，這其實就是聯盟鏈，從根本上違反了區塊鏈的Trustless精髓。
基於POS的多簽/MPC方案比POA更去任命，准入門檻遠比拒絕接受低，但還是會面臨各種問題：例如節點的隱私洩漏。
假設現在有幾十個節點組成的見證人網絡，專門服務於跨鏈橋，由於這些節點需要頻繁的交易所數據，其公鑰和IP地址也不是其他身份信息容易對外暴露，它們可以充當可以針對的建置攻擊路徑，最終會導致某些節點的金鑰被盜。此外，見證人是內部串謀，當節點數量比較少時，這種事情很容易發生。
那我們該如何解決上述的問題呢？你可能本能的聯想到，要加強密鑰的保護措施，防止被外界窺探。一種比較可靠的是把金鑰封裝在TEE（可信執行環境）當中。
TEE 允許群組中心化的資料庫在本地安全區域運行，以便其他元件無法存取其數據，您可以透過共享資料或程式在安全的執行環境中進行交互，防止機密資料外洩或被惡意操縱。
這個問題是，如何保證見證人的確是在TEE中存放金鑰並產生簽署的？其實只要讓見證人出示TEE的遠端證明訊息，就可以驗證它是否在TEE裡，我們只需要在任意一條鏈上驗證TEE證明即可，成本幾乎可以忽略不計。
當然，除了TEE之外，問題還沒完。就算你提供了TEE，假如你證明的話，總數不多，比如說5個，我們還是會遇到問題，甚至超出在TEE中的密鑰無法被“看到”，由少數人組成的見證人委員會還是無法抗和可用性。例如上述5個節點如果集體跑路，讓跨鏈橋陷入癱瘓，基金會橋接資產無法順利的lock-mind或贖回，基本上等價於永久凍結。
在綜合考慮了相容性、去中心化、成本等因素後，Bool Network提出了這樣一種構想：
我們透過資產質押的方式，建構一個無需許可的候選見證人網絡，只要你質押足夠的資產就可以加入進來；當網絡規模足夠大，比如說接入了虛擬貨幣上千台設備後，我們定期從配置隨機抽取一些節點幫忙跨鏈橋的見證人，以此來規避見證人「階級固化」的問題（這種思路現在的POS以太坊身上也有體現）
傳統的POS公鏈如Algorand、Cardano透過引入VRF函數，週期性的讓VRF函數輸出偽隨機數，並透過輸出結果抽取塊人。但傳統VRF演算法往往無法保護隱私，有哪些人參與了VRF計算過程、VRF輸出的隨機數關聯著的被選中者都有誰，幾乎暴露在陽光下。
而跨鏈橋的動態見證人與POS公鏈動態選出塊人要考慮的問題不同，公鏈的出塊人訴訟身份往往是無傷大雅的，因為在構建惡場景中，會受到許多限制條件的約束；
而跨鏈橋見證人身分一旦洩露，駭客只要取得到其密鑰，那就拒絕這些見證人內部結社，就會讓整個橋接資產資金礦池徹底陷入困境。無論如何，跨鏈橋和POS公共鏈的安全模型是差了十萬八千里的，必須更重視見證人授予保密權。
我們可以給一些想法，最好把見證人名單隱藏起來，而Bool Network可以使用的原始環VRF演算法，把選中的見證人身分隱藏在所有候選人中，其整體細節比較複雜，我們將其簡化如下：
1.所有的候選人都在進入以太坊網路前，先在以太坊或自己做的一條鏈上押資產，留下一個公鑰作為註冊資訊。這個公鑰又稱為「永久公鑰」。全體候選人的「永久公鑰」是什麼意思，在鏈上公開可見。這個永久公鑰說白了就是每個人的價值資訊；
2.每隔幾分鐘~半小時，Bool網路會透過VRF函數，隨機挑選幾個候選人。不過在此之前，每個候選人都要本地產生一次性的“臨時公鑰”，同時產生ZKP，證明該“臨時公鑰”與鏈上有記錄的“永久公鑰”有關聯；嚴格，透過ZK證明自己最近的候選人名單中，但不透露他們的詳情；
3.「臨時公鑰」的作用在於什麼？正是為了保護隱私。如果從「永久公鑰」集合抽籤，公佈抽籤結果時，大家會直接知道哪些人被推選為罪犯，從而大大打壓隱私。
如果您所有的臨時工都提交了一次性的“臨時公鑰”，再從“臨時公鑰”集合中選出幾個中籤者，您最多只獲得了中籤，因為您不知道其他中籤的臨時工對應著誰。
4.這還不算完。 Bool 網路打算這麼搞：直接讓你不知道自己的「臨時公鑰」是啥。這該怎麼做呢？只要把臨時公鑰明文放在TEE裡加密貨幣成「亂碼」後再發出就可以行。
我們可以把「臨時公鑰」的生成放到TEE 裡執行，由於TEE 可以把資料和計算保密，你根本不知道TEE 裡面有什麼。當「臨時公鑰」生成完畢後，會成「亂碼」再發到TEE 外部，你根本就沒有找到「臨時公鑰」的源代碼，只能看到一個加密貨幣後的密文（需要注意，第二段提到的，證明臨時公鑰和永久公鑰有關聯的ZKP，而臨時公鑰一起被加密貨幣了）。
5. 候選人要把亂碼形態的「臨時公鑰」密文，向指定的接班人遞交任務。接班人負責解開這些亂碼形態的密文，從中還原出全部的「暫時公鑰」原文。
這裡有個問題，就是Relayer知道每個密文的發送者是誰，只要他把每個密文解析成“臨時公鑰”，自然而然就知道每個“臨時公鑰”對應哪個人。所以，上述工作也要在TEE裡做，華爾街人的公鑰進入TEE，出來後變成了公鑰原文，就像混幣器一樣，可以有效保護隱私。
6.Relayer 得到了原始的「臨時公鑰」後，可以將其提交給鏈上的VRF 函數從中選出中者，也就是從這些「臨時公鑰」中挑出幾個中人，並組成一個跨鏈橋見證人委員會。
這樣一來，整個邏輯就清晰了：我們定期的從見證人臨時公鑰集合中隨機挑選幾個，幫忙跨鏈橋的臨時見證人，這個設計被命名為DHC（動態隱藏委員會）。
因為每個節點都運行TEE，MPC/TSS的私鑰片段，還有見證人運行的也是我們的程式、所有的計算過程，都隱藏在TEE環境中，每個人都不知道具體的計算內容包含什麼，就連被選中的人自己都不知道被選中，這樣我就可以根本阻止串謀或外部攻破。
Bool Network 跨鏈的
在介紹完了BoolNetworks見證人身分和密鑰的大致思路後，讓我們來梳理下BoolNetworks的工作流程。我們假設左邊是源鏈右邊是目標鏈，上面整個圖構成了資產從源鏈到目標鏈的全流程，由此我們透過資料流轉的角度分析一下BoolNetworks跨鏈的4個流程：
首先，提款人在源鏈發起提款動作後，訊息被Realyer發送到Messaging層；訊息在到達Messaging層後，由動態消息委員會對訊息進行驗證，確定訊息在源鏈中確實有效，然後進行簽署。
有人要問，既然大家都不知道自己有沒有被選中見證人委員會裡，那我要把我的簽名告訴大家？這很好解決，沒有人能確定誰是選中的見證人，那我們就要把整個網廣播出去，我要把我處理的每一個人都提交給你們。
最後我們曾提到，每個人的臨時公鑰都是在本地TEE產生和封裝的，在TEE外部看不到臨時公鑰。要驗證自己的暫存公鑰是否被選中，這部分邏輯上要部署在TEE內，只要把待處理的跨鏈訊息輸入TEE，TEE內部的程式就會決定是否要對訊息進行簽章確認。
在TEE內網跨鏈簽名後，還不能把數位簽名發出去，因為如果你把簽名髮外網，大家會發現你是個選中的人。所以，要想辦法讓外界相信你是被選中的人，就必須確保對方的簽名是真實的，並且要確保對方的簽名是真實的，否則對方無法確認你的身分。
總結就是：Bool Network會透過P2P傳播，把待簽名的跨鏈提交所有人，選中的見證人人在TEE內進行驗證和簽名，然後把加密貨幣後的密文廣播出去，其他人正在穿著密文後，再放進TEE內解密，重複上述流程，直到所有被選中的見證人都簽名完畢，最後被Relayer解密成TSS簽名的原始格式，完成跨鏈確認和簽名流程。
核心在於，幾乎所有的會議都在TEE內進行，從外部看根本不知道發生了什麼。每個節點都不知道見證人是誰，不知道自己是不是選中的見證人，從根本上阻止了串通作惡，並大大增加了外部攻擊代價。
要攻擊基於Bool Network的跨鏈橋，你需要確定動態委員會裡的證據人都有誰，但你根本就不知道它們是誰，這時你只有攻擊整個Bool網路才行。像ZetaChain等單純基於POS和MPC的跨鏈橋基礎設施，其證據顯示人身分全部承擔，假設閾值門限是100/200，你最少確定攻擊設定的一半節點。
但換到Bool身上後，因為有了隱私保護，理論上你必須攻擊所有的節點才能做到。再加上Bool所有節點都運行TEE，此時的攻擊很難再升高。
而且，Bool Network本質上還是見證人橋，見證人橋只需要在目標上提交一個簽名，就可以完成跨鏈處理流程，成本較低。由於沒有像Polkadot那樣的中繼鏈設計，可以避免二階驗證的指定，並且可以很方便地跨鏈處理。這種跨模式同時適用於資產跨鍊和跨鏈，在需要時需要相容Bool的客戶端，但是對於一些相容性問題，Bool的跨鏈機制非常棘手。
如何評價Bool產品設計思路？
我們拋出兩個觀點，首先資產跨鍊是ToC的產品，次跨鏈橋是競爭大於合作的。從長期看，因為跨鏈協議的壘較高，需求相對穩定，跨鏈協議相關的資金會越來越高，這是因為跨鏈協議在維護城河壁壘方面做得很出色，包括規模生態和傳輸成本。
Bool身為比跨鏈橋更底層的專用伺服器，實際上比上層的跨鏈橋商業前景更廣闊，它甚至還可以承擔預言機的功能，而不僅僅把場景限於跨鏈驗證，理論上還進入全鏈oracle的內部，真正建構去中心化oracle第一社區服務。
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