跨鏈通信協議的未來發展趨勢

在過去幾年中,區塊鏈行業湧現出衆多獨立公鏈和以太坊Layer解決方案。由於在安全性、交易成本、處理速度以及開發者和用戶生態等方面各有優勢,用戶在不同鏈間切換使用的情況十分普遍。相比以太坊主網,Layer和其他公鏈通常能提供更低的手續費和更快的交易速度。因此,用戶爲了降低成本或使用其他鏈上更優質、獨特的應用,經常需要使用跨鏈橋服務。

跨鏈橋可以比喻爲區塊鏈世界的"運鈔車"。無論面臨何種威脅,運鈔車本身都必須具備強大的防御能力,不能存在任何安全隱患。從設計、生產到實際運營的每個環節都不容出錯。然而,目前市面上的跨鏈解決方案或多或少都存在一些問題,如架構設計缺陷、代碼漏洞,或者在某些環節依賴特定的信任假設,這些都大大降低了跨鏈橋的安全性。

作爲連接各個公鏈的橋梁,跨鏈橋無疑是解決鏈間流動性割裂的重要工具。但用戶對跨鏈技術的需求不僅僅局限於資產轉移,這其實只是跨鏈協議在DeFi領域的一種應用。通過跨鏈協議,兩個不同的網路獲得了互操作性,這種互操作性不僅需要實現代幣的跨鏈轉移,還應當支持大文件、數據包等更廣泛的鏈間通信。

在Web3.0的多鏈生態中,用戶希望能夠通過單一應用順暢地與所有主流公鏈進行資產和數據交互,而無需頻繁切換錢包和網路。在當前"一超多強"的公鏈格局下,用戶需要的是更安全、更通用、更友好的鏈間通信協議。

主流跨鏈通信模式分析

目前,業界主要有以下幾種跨鏈通信模式:

1. 原生驗證模式

該模式通過在源鏈和目標鏈的虛擬機中運行輕客戶端,並借助中繼器實現鏈間通信。其特點是無需運營獨立的中間鏈。如果採用零知識證明技術,還可以避免某些方案中存在的信任假設問題。

2. 外部驗證模式

這種模式依賴一個或一組驗證者監控源鏈上的特定地址。當用戶將資產發送到該地址時,資產會被暫時鎖定。驗證者需要對此信息達成共識,然後在目標鏈上生成相應資產。該模式的缺點是存在"信任假設",容易因"單點故障"或"局部故障"導致資產被盜。

3. 本地驗證模式

這是一種點對點的流動性網路,每個節點都充當"路由器"的角色,提供目標鏈的原生資產而非衍生資產。然而,該模式難以實現"通用性",僅適用於資產跨鏈傳輸,無法支持通用信息和數據的鏈間傳輸。

4. 上遊鏈模式

該模式要求dApp在特定鏈上部署智能合約,以便將消息復制並發送到其他Layer 1公鏈上實現狀態更新。其主要缺點體現在商業層面,這條鏈將與所有Layer 1鏈形成競爭關係,而非合作,因爲各方都在爭取dApp在自己的鏈上部署。

zkRelayer:鏈間通信的關鍵技術

一個理想的鏈間通信方案應具備以下特點:

• 無信任假設,安全可靠
• 無許可,去中心化
• 通用性強
• 可擴展
• 高效,低成本

然而,現有的跨鏈方案很難同時滿足這些要求。用戶可以容忍較慢的跨鏈服務或較高的成本,但"無信任假設"這一點至關重要且亟待解決。早期的外部驗證模式試圖用一條鏈來解決其他公鏈的通信問題,這種方法較爲笨重,難以解決EVM和非EVM、PoW和PoS鏈之間的通信難題。同時,中間鏈本身是個中心化工具,難以"自證清白",既缺乏去中心化安全性,也無法做到無信任安全。

而原生驗證模式中的某些方案雖然強調Sender和Receiver兩個客戶端的作用,但仍然存在信任假設問題:用戶必須相信中繼器和預言機不會合謀作惡,同時也要相信協議本身不會在中繼環節出問題。這意味着,當前的解決方案都無法實現真正的無信任安全。單點故障和局部故障就像一顆定時炸彈,隨時可能在這些存在天然缺陷的跨鏈通信方案中引爆。

zkRelayer作爲一種新興的鏈間通信零知識證明中繼器,其最大優勢在於用戶無需信任任何外部第三方,也無需信任協議本身。只要數學和密碼學的證明過程完備且正確,這套系統就能獲得公衆的認可。這裏發生了本質的變化:用戶信任的是"真理",而非某個人或組織。人或組織可能犯錯或作惡,但真理永遠不會。

在整個通信鏈路中(Chain A → Sender → zkRelayer → ZK Verifier → Receiver → Chain B),zkRelayer的地位將超越Sender和Receiver這兩個輕客戶端,成爲整個解決方案的核心。

zkRelayer的核心組件包括ZK Prover和Message Aggregator。某些項目採用的ZK-FOAKS零知識證明方法具有快速、支持遞歸證明和無需信任等特性,其線性證明時間和亞線性驗證時間已達到理論下限。將ZK-FOAKS應用於鏈間通信的中繼環節,可以確保整個通信過程無需信任、高效且低成本。

綜上所述,zkRelayer技術有望成爲開啓新一代鏈間通信的關鍵。在zkRelayer的支持下,跨鏈通信領域將迎來新的發展機遇。