详解跨链互操作性

2023-04-05

什么是跨链互操作性？

互操作性是区块链的一个关键特征，它可以实现不同链之间数据的自由交换。在区块链技术的背景下，跨链互操作性使不同平台的智能合约能够相互通信，而无需跨链发送实际的代币。通过促进资产、服务和交易的交换，区块链可以提供跨平台的活动和交易的综合记录。

实际上，不管区块链应用程序的底层技术如何，互操作性解决方案都可以使这些程序高效运行。例如，通过使用适当的互操作性协议，可以把记录在一条链上的活动文档复制到另一条链上。因此，区块链应用程序独立于特定的区块链技术运行，不管它们托管在哪个区块链上，都可以与任何资产或服务交互。无论是 DeFi 协议，比如 DEXes 以及与它们相关的流动性池，还是 NFT 市场和 SocialFi 平台，跨链互操作性都非常重要，可以作为一个必要的交汇点，把更多用户带到同一页面上。

孤立问题

现如今的区块链面临着类似于互联网早期的挑战：有许多孤立的生态系统，彼此无法交换信息。20 年前，在线交流的主要方式仅限于早期的电子邮件或基本的留言板。企业只能通过文本广告或搜索目录（如雅虎）上的弹出窗口与消费者互动。直到 1997 年，斯坦福大学的两名博士生开发了一种算法，可以根据其他网站链接到该网站的频率来评估该网站的重要性。这个名为 PageRank 的算法让一家公司更名为了谷歌，并引发了技术进步的初始阶段，将互联网转变为现代形式。

由于缺乏互操作性与连接性，区块链技术无法更广泛地应用，因为数据和价值不能跨网络进行无障碍传输。通过一个简单类比来理解这个概念：将不同的区块链想象成拥有独立生态系统的独立岛屿。如果没有连接两个岛屿的方法，这些生态系统之间就不会进一步地相互作用。但这并不代表这些“岛屿”可能不会继续独立存在——它们肯定会继续存在。然而，这会阻止用户获得这些“岛屿”不同生态系统所提供的不同利基优势。

从开发者的角度来看，区块链的每个部署都构成一个孤立的独立实体，导致后端合约彼此之间没有联系，也不知道彼此的存在。例如，去中心化交易平台（DEX）DApp 可能分别需要在以太坊、BNB Chain 和 Polygon 网络上部署。这样每个版本的 DApp 都是彼此孤立的。

作为用户，多重部署方法可能会造成很多困难，其中包括用户无法将代币从一个区块链无缝转到另一个区块链。转账过程通常是资产在源区块链上被销毁，然后使用第三方桥接在目标区块链上重新铸造。这一过程非常耗时且令人困惑，导致数据孤岛现象且用户体验欠佳。此外，在多个区块链上持有资产的安全风险也很高，容易被黑客攻击，导致资金丢失。

跨链互操作性的优势

区块链互操作性的优势显而易见，用户不需要中心化的中介机构，就可以在不同的区块链网络之间无缝地进行交易。它还可以最大限度地减少碎片化，增强更广泛的区块链生态系统内的互操作性，并创造新的商业机会和模式。

去除中间人

跨链互操作性让用户在不依赖中心化中间人的情况下，在多个区块链网络之间进行交易。这减少了银行或支付处理器等中间人的需求，并实现了直接点对点交易。这不仅提高了交易效率，还促进了区块链技术的基本原则——去中心化。

减少碎片化

跨链互操作性还有助于最大限度地减少区块链生态系统内的碎片化。目前存在许多区块链网络，每个网络都有自己的协议、特点和功能。这种碎片化可能会出现孤岛，从而限制不同区块链网络之间的通信和互操作性。跨链互操作性解决方案允许在不同的区块链网络之间传输数据和价值，最终创建一个链接性和凝聚力更强的生态系统。

为合作和创新创造更多机会

最后，跨链互操作性增强了更广泛的区块链生态系统内的互操作性。这推动了跨链去中心化应用程序的开发，这些应用程序可以跨多个区块链网络运行，促进了不同区块链网络之间的合作和创新，最终创造了新的创新商业机会和模式。

跨链互操作性的局限性

然而，这些解决方案存在一定的局限性。各种区块链可能具有不同的安全措施、共识算法和编程语言，这些都会使技术更复杂。例如，尽管 StarkNet 提供了一个多样化和有前途的生态系统，但它要求开发人员使用 Cairo（L2 Rollup 主要使用的编程语言）来重写他们现有的项目。不过，StarkNet 最近尝试通过推出 Cairo 1.0 来缓解这种过渡，Cairo 1.0 是 Cairo 的升级版，它模拟了 Rust，一种由具有通用编码经验的开发人员使用的流行编程语言。

另一方面，zkSync Era，最初简称为 zkSync 2.0，允许开发人员在不更改基础代码的情况下，把使用 Viper 和 Solidity 等编程语言编写的智能合约或 L1 应用程序重新编译为 L2 执行环境。

虽然区块链已经采取额外的预防措施来促进多链互操作性，要确保区块链互操作性得到有效和安全的实施，技术方面还需要仔细考虑和周到的设计。

不同类型的跨链互操作解决方案

随着生态系统的发展，跨链互操作性需要得到改进，以便实现跨网络间数据和价值的无缝传输。针对这个问题开发解决方案已成为许多人的首要任务，为用户更友好和互连性更高的区块链应用程序开启了新的可能性。

人们提出了各种方法来提高跨链互操作性，每种解决方案都有各自独特的功能和优势。在以下内容中，我们将讨论一些跨链互操作性解决方案的例子，这些解决方案展示了一系列广泛的方法。

Wormhole

Wormhole 是一种区块链互操作性协议，可以实现代币和信息在不同的区块链网络之间进行传输。网络监护人监测源链上的信息，并对信息进行验证，促进信息传输至目标链。使用 Wormhole 的开发人员可以构建称为 xDApp 的跨链去中心化应用程序。这些应用程序可以跨多个区块链网络运行，利用协议在不同的链之间传输代币和信息，从而创建一个更加互连和高效的区块链生态系统。

LayerZero

LayerZero 是另一种跨链协议，用于区块链之间的轻量级信息传递，提供安全可靠、去信任化的信息传递。LayerZero 的超轻节点（ULN）是一种智能合约，为提高效率提供其他桥接链的区块头。ULN 仅按需触发，智能合约通过 LayerZero 端点与预言机和中继器进行通信。这种设计实现了轻量级和高效的跨链通信，使开发人员更容易构建跨多个区块链网络运行的跨链去中心化应用程序。

Axelar

Axelar 也是一种区块链互操作性解决方案，通过使用通用消息传递协议为跨链通信提供解决方案，开发人员可以构建跨多个区块链网络运行的去中心化应用程序。Axelar 还通过委托权益证明（dPoS）为桥接代币的用户提供安全的跨链通信。Axelar 的桥接应用程序 Satellite 将基于以太坊的 BUSD 连接到 Cosmos，从而实现两个生态系统之间的互操作性。这个解决方案使开发人员可以更容易地构建跨链去中心化应用程序，这些应用程序可以跨多个区块链网络高效、安全地运行，从而增强区块链生态系统的整体功能。

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