Arbitrum跨链桥研究

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有许多独立的区块链，每个区块链都有自己的产品、应用程序和资产生态系统。 跨链桥在区块链生态系统中至关重要，促进不同区块链网络之间资产和数据的无缝转移。 这些桥充当连接器，允许在不同网络之间传输数字资产，例如 ERC-20 代币和非同质化代币 (NFT)。

多元化和风险管理是采用跨链桥（cross-chain bridge）的好处之一。 跨链桥的主要区别特征是其能够在异构区块链网络之间建立信任并促进资产或数据的安全传输。 它通常依赖于密码技术、智能合约和其他协议的组合来确保跨链交易的完整性、安全性和透明度。

1、对跨链桥的需求

区块链本身并不能够相互通信——它们通常没有能力监控或了解其他网络上发生的事情。 每个链在协议设计、货币、编程语言、治理结构、文化和其他元素方面都有自己的一套规则，这使得链之间的通信变得困难。

区块链间通信的缺乏限制了 Web3 生态系统中可能发生的经济活动的数量——如果没有区块链互操作性，不同的网络实际上代表了不同的孤立经济体，它们之间没有连接。

根据底层机制的不同，可以分为如下桥类型：

• 锁定和铸造——用户将代币锁定在源链上的智能合约中，然后这些锁定代币的包装版本以 IOU 的形式铸造在目标链上。 在相反的方向上，目标链上的包装代币将被烧毁，以解锁源链上的原始代币。
• 燃烧和铸造——用户在源链上燃烧代币，然后在目标链上重新发行（铸造）相同的本机代币。
• 锁定和解锁——用户锁定源链上的代币，然后从目标链上的流动性池中解锁相同的本机代币。 这些类型的跨链桥通常通过收入共享等经济激励措施吸引桥双方的流动性。
• 可编程桥——一种与任意数据消息传递功能相结合的跨链桥——不仅能够在区块链之间移动代币，还能够移动任何类型的数据。

根据信任最小化方法，可以分为如下桥类型：

• 联邦桥——它们依赖于一组批准跨链交易的验证器或节点。 验证者通常持有桥的多重签名钱包的私钥。 联合网桥可以提供更快的交易时间，并且通常更具可扩展性。 然而，它们往往更加集中。
• 公证桥 — 它使用一组公证人见证一条链上的事件，然后将其报告给另一条链。 它们可以比联邦桥更加去中心化，具体取决于公证人的选择过程
• 中继桥——跨链过程中的数据验证被抽象为中继层的共识问题。 在中继模型中，每个区块链网络中部署一系列中继节点，负责监控该区块链的交易数据并将其同步到中继链。

2、Arbitrum 跨链桥

Arbitrum 于 2021 年 8 月推出，是首批使用optimistic rollups来大幅增加以太坊网络可保护的交易数量的以太坊第 2 层之一。

按锁定总价值 (TVL)、每日活跃用户和交易计数衡量，Arbitrum 目前比所有其他rollups（optimistic和 zk）的总和还要大：

流行的Arbitrum 桥包括：

• Arbitrum  Bridge：官方 Arbitrum 桥接器，该平台支持最流行的 Web3 钱包，但仅支持以太坊、Arbitrum One 和 Arbitrum Nova 之间的转账。

Arbitrum Bridge 是一种 Lock and Mint 类型，其工作原理是在高效侧链上收集、执行和结算批量交易，然后将账本的最终状态作为断言发布到以太坊区块链。

• Stargate Bridge：Stargate 是一个社区驱动的组织，构建了第一个完全可组合的原生资产桥，也是第一个基于 LayerZero 构建的 dApp。

Stargate Bridge支持 11 个不同的网络，并且为大多数用户提供 0.06% 的低费用。 DeFi 用户可以在单笔交易中在 Stargate 上跨链交换原生资产。 例如，用户可以将以太坊上的 USDC 兑换成 BNB 上的 USDT。 应用程序组成 Stargate 以在应用程序级别创建本机跨链交易。

它运行在一种 ve(3,3) 治理模型上，除了桥接之外，用户还可以使用 LP 池、质押代币等操作，并为所有链提供统一的 LP 池。

• Across Bridge：Across 是由 UMA optimistic预言机保护的 L2 和 Rollups 的跨链桥。 它通过单一流动性池、竞争激烈的中继者格局和无滑点费用模型，针对资本效率进行了优化。

Across Bridge的单一流动性池设计以及利率收费模型可以降低用户的成本，并提高流动性提供者的收益。

Across 协议本质上为利润最大化的中继者提供了一个开放的市场，以利用其专有资本来竞争以满足桥接请求。 中继者未及时满足的任何桥梁请求或“存款”最终将使用流动性提供者（“LP”）提供的跨“系统资本”来满足。

• Hop协议：Hop是一个可扩展的rollup-to-rollup通用桥。 它允许用户几乎立即将代币从一个汇总或侧链发送到另一个汇总或侧链，而无需等待网络的挑战期。

Hop的工作原理是让做市商（称为债券人）参与其中，他们在目标链上提供流动性，以换取少量费用。 该信用由 Bonder 以代币的形式提供，然后在目标链上的 AMM 中交换为其原生代币对应物。

3、跨链桥的挑战

在没有可信第三方的情况下，区块链之间的安全通信具有挑战性。 跨链通信本质上需要安全性、信任或灵活性权衡，而在单个区块链上发生的交互则不需要这些权衡。 这也意味着不同区块链上的智能合约之间的可组合性只能通过在安全性、信任假设或配置灵活性方面进行固有的权衡来实现——而同一链上的智能合约之间的可组合性不需要这些。

• Multichain Fantom Bridge黑客事件

意外的资金外流导致 Multichain 的 Fantom 桥几乎失去了其持有的 wBTC、USDC、USDT 和少数山寨币。 这些资产总价值超过 1.3 亿美元。

资产从 Multichain Fantom 桥转出，其中至少 2000 万美元的山寨币（包括 DAI、LINK 和 USDT）转至 0x9d57。 其他转账的出站金额为 1,023 wBTC（约 3,090 万美元）、7,214 wETH（约 1,360 万美元），以及两个不同地址之间的 5,700 万美元 USDC。 Multichain 的 Moonriver 桥合约已出现 680 万美元的代币外流，其中几乎所有 wBTC、USDT、USDC 和 DAI 都流向了 0x48BeAD。 一个被识别为 Mulitchain 的狗狗币桥的地址已经有超过 60 万美元的 USDC 流出。

• Ronin Bridge黑客事件

Ronin Bridge 是 Axie Infinity 生态系统不可或缺的一部分，成为了一次复杂攻击的目标。 该桥负责实现以太坊网络和 Axie Infinity 的 ETH 侧链之间的传输。 在此次泄露期间，大量 ETH 和 USDC 被非法访问和转移。

黑客组织Lazarus使用了这个钱包，该黑客组织在Ronin Bridge的单笔交易中转移了5.2亿美元。

• Nomad Bridge黑客事件

Nomad Bridge 面临毁灭性的安全漏洞，导致超过 1.9 亿美元的数字资产损失。 此次违规行为使黑客从平台上窃取了资金，影响了包括代币和 NFT 在内的各种数字资产。 虽然发现该漏洞的道德黑客后来归还了部分被盗资金，但仍有很大一部分资金下落不明。

这次黑客攻击不仅是规模最大的黑客攻击之一，从 Nomad 流动性池中抽走了超过 1.9 亿美元，使其成为历史上规模较大的去中心化金融 (DeFi) 黑客攻击之一，而且也是有史以来最混乱的黑客攻击之一。 窃取资金不需要多少技术知识，一旦该漏洞的消息在社交媒体上传播开来，就会引发疯狂的抢钱模仿者。

Bitquery Explorer 上可以看到此类恶意交易的示例：

• Wormhole Bridge黑客事件

Wormhole Bridge是连接 Solana 和以太坊区块链的著名桥梁，它面临着其历史上最重大的漏洞之一。 黑客发现并利用了一个安全漏洞，绕过了网桥的验证过程。 这次泄露导致了 120,000 个Wormhole以太坊 (wETH) 代币的损失。

4、跨链桥的新进展

Chainlink 正在开发跨链互操作性协议（CCIP）——一种跨链通信的开源标准，包括任意消息传递和跨链代币传输。CCIP包括一个可编程代币桥，这将使用户能够在任何区块链上移动代币 网络以高度安全、可扩展且经济高效的方式进行。

通过风险管理网络（一个监控恶意活动的独立网络）提高安全性； 来自各种高质量节点运营商的去中心化预言机计算，具有可验证的链上性能历史记录； 和链下报告（OCR 2.0）协议。

CCIP 自推出两个月以来一直受到关注，以下是通过 CCIP 进行的以太坊、Polygon、Avalanche、BNB 交易数据：

原文链接：Analysing Cross-chain Bridges on Arbitrum

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