Cầu Nối Blockchain: Xây Dựng Mạng Lưới Tiền Mã Hoá

Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, cuối cùng chúng tôi đã ở trong một cấu trúc thị trường đa chuỗi. Có hơn 100 blockchain công khai đang hoạt động, nhiều trong số đó có các ứng dụng, người dùng, khu vực địa lý, mô hình bảo mật và thiết kế riêng biệt. Bất chấp những gì các cộng đồng tin tưởng, thực tế là vũ trụ có xu hướng hướng tới sự hỗn loạn, và số lượng các mạng lưới này có thể sẽ tiếp tục tăng trong tương lai.

Loại cấu trúc thị trường này đòi hỏi nhu cầu về khả năng tương tác giữa các mạng lưới riêng biệt. Nhiều nhà phát triển đã nhận ra điều này và năm ngoái đã chứng kiến sự bùng nổ trong các cầu nối blockchain cố gắng thống nhất một cảnh quan ngày càng phân mảnh. Tính đến thời điểm viết bài này, có hơn 40 dự án cầu khác nhau.

Trong phần này, tôi sẽ:

  • Giải thích tại sao cầu nối lại quan trọng.
  • Phác thảo các thiết kế cầu nối khác nhau và điểm mạnh và điểm yếu của chúng.
  • Cung cấp một cái nhìn tổng quan về cảnh quan cầu nối hiện tại.
  • Mô tả tương lai của những cầu nối có thể trông như thế nào.

Khả năng tương tác mở ra sự đổi mới 

Khi các hệ sinh thái riêng lẻ phát triển, chúng phát triển các điểm mạnh độc đáo của riêng mình, chẳng hạn như bảo mật cao hơn, thông lượng nhanh hơn, giao dịch rẻ hơn, quyền riêng tư tốt hơn, cung cấp tài nguyên cụ thể (ví dụ: lưu trữ, máy tính, băng thông) và cộng đồng nhà phát triển và người dùng trong khu vực. Cầu nối rất quan trọng vì chúng cho phép người dùng truy cập vào các nền tảng, giao thức mới để tương tác với nhau và các nhà phát triển hợp tác xây dựng các sản phẩm mới. Cụ thể hơn, chúng cho phép:

Năng suất và tiện ích cao hơn cho các loại tiền điện tử hiện có

Cầu nối cho phép các loại tiền điện tử hiện có đi đến những địa điểm mới và làm những điều mới. Ví dụ:

  • Gửi DAI đến Terra để mua tài sản tổng hợp trên Mirror hoặc kiếm lợi nhuận trên Anchor.
  • Gửi TopShot từ Flow sang Ethereum để sử dụng làm tài sản thế chấp trên NFTfi.
  • Sử dụng DOT và ATOM làm tài sản thế chấp để vay DAI trên Maker.

Khả năng sản phẩm lớn hơn cho các giao thức hiện có

Cầu nối mở rộng không gian thiết kế cho những gì giao thức có thể đạt được. Ví dụ:

  • Khao khát thu được lợi nhuận farming trên SolanaAvalanche.
  • Cross-chain chia sẻ Order Books cho NFT trên Ethereum và Flow cho Rarible Protocol.
  • Các chỉ số Proof-of-Stake cho Index Coop.

Mở khóa các tính năng và trường hợp sử dụng mới cho người dùng và nhà phát triển 

Cầu nối mang đến cho người dùng và nhà phát triển nhiều sự lựa chọn hơn. Ví dụ:

  • Giá SUSHI của Arbitrage trên các DEX trên Optimism, Arbitrum và Polygon.
  • Thanh toán cho bộ nhớ trên Arweave bằng Bitcoin.
  • Tham gia PartyBid để nhận NFT trên Tezos.

Cầu nối 101 

Ở cấp độ trừu tượng, người ta có thể định nghĩa cầu nối là một hệ thống chuyển thông tin giữa hai hoặc nhiều blockchains. Trong ngữ cảnh này, “thông tin” có thể đề cập đến nội dung, lệnh gọi hợp đồng, bằng chứng hoặc trạng thái. Có một số thành phần đối với hầu hết các thiết kế cầu nối:

  • Giám sát: Thường có một tác nhân, hoặc là “oracle”, “validator” hoặc “relayer”, giám sát trạng thái trên chuỗi nguồn.
  • Truyền thông điệp / chuyển tiếp: Sau khi một tác nhân chọn một sự kiện, nó cần truyền thông tin từ chuỗi nguồn đến chuỗi đích.
  • Cơ chế đồng thuận: Trong một số mô hình cần có sự đồng thuận giữa các tác nhân giám sát chuỗi nguồn để chuyển tiếp thông tin đó đến chuỗi đích.
  • Ký kết: Các tác nhân cần phải ký bằng mật mã, riêng lẻ hoặc là một phần của lược đồ chữ ký, thông tin được gửi đến chuỗi đích.

Có khoảng bốn loại cầu, mỗi loại có những lợi ích và nhược điểm riêng:

  • Nội dung cụ thể: Cầu nối với mục đích duy nhất là cung cấp quyền truy cập vào một tài sản cụ thể từ một chuỗi khác. Những tài sản này thường là tài sản “wrapped” được thế chấp đầy đủ bởi bên dưới, theo cách thức có bảo quản hoặc không lưu giữ. Bitcoin là tài sản phổ biến nhất được kết nối với các chuỗi khác, với bảy cầu nối khác nhau chỉ trên Ethereum. Những cây cầu này là đơn giản nhất để thực hiện và tận hưởng một thanh khoản nhưng có chức năng hạn chế và cần được thực hiện lại trên mỗi chuỗi đích. Ví dụ bao gồm wBTC và Arweave được wrapped.
  • Dành riêng cho chuỗi: Cầu nối giữa hai blockchain thường hỗ trợ các hoạt động đơn giản xung quanh việc khóa & mở khóa token trên chuỗi nguồn và đúc bất kỳ tài sản được bao bọc nào trên chuỗi đích. Những cây cầu này thường có thời gian đưa ra thị trường nhanh hơn vì độ phức tạp hạn chế của chúng nhưng cũng không dễ mở rộng cho hệ sinh thái rộng lớn hơn. Một ví dụ là Polygon PoS bridge, cho phép người dùng chuyển tài sản từ Ethereum sang Polygon và ngược lại, nhưng chỉ giới hạn ở hai chuỗi đó.
  • Ứng dụng cụ thể: Một ứng dụng cung cấp quyền truy cập vào hai hoặc nhiều blockchains, nhưng chỉ để sử dụng trong ứng dụng đó. Bản thân ứng dụng được hưởng lợi từ một cơ sở mã nhỏ hơn, thay vì có các phiên bản riêng biệt của toàn bộ ứng dụng trên mỗi blockchain, nó thường có các “adapter” mô-đun nhẹ hơn trên mỗi blockchain đó. Một blockchain triển khai một bộ điều hợp có quyền truy cập vào tất cả những cái khác mà nó được kết nối, do đó một hiệu ứng mạng tồn tại. Nhược điểm là khó có thể mở rộng chức năng đó cho các ứng dụng khác (ví dụ: từ cho vay sang trao đổi). Các ví dụ bao gồm Compound Chain và Thorchain, đang xây dựng các blockchain riêng biệt dành riêng cho việc cho vay và trao đổi chuỗi chéo, tương ứng.
  • Tổng quát: một giao thức được thiết kế đặc biệt để truyền thông tin qua nhiều blockchain. Thiết kế này có hiệu ứng mạng mạnh vì độ phức tạp O (1) – một tích hợp duy nhất cho một dự án cho phép nó truy cập vào toàn bộ hệ sinh thái trong cầu nối. Hạn chế là một số thiết kế thường đánh đổi bảo mật và phân quyền để có được hiệu ứng mở rộng này, điều này có thể gây ra những hậu quả phức tạp không mong muốn cho hệ sinh thái. Một ví dụ là IBC được sử dụng để gửi thông điệp giữa hai chuỗi không đồng nhất (có đảm bảo tính cuối cùng).

 

Hơn nữa, có khoảng ba loại thiết kế cầu nối có thể được phân loại dựa trên cơ chế được sử dụng để xác thực các giao dịch xuyên chuỗi:

Liên kết & trình xác thực bên ngoài 

Thường có một nhóm trình xác nhận giám sát địa chỉ “hộp thư” trên chuỗi nguồn và theo sự đồng thuận, thực hiện một hành động trên chuỗi đích. Việc chuyển nội dung thường được thực hiện bằng cách khóa nội dung trong hộp thư và tạo ra số lượng tương đương của nội dung đó trên chuỗi đích. Đây thường là những trình xác thực ngoại quan với một token riêng biệt làm mô hình bảo mật.

Máy khách nhẹ và Rơ-le

Các tác nhân giám sát các sự kiện trên chuỗi nguồn và tạo bằng chứng đưa vào mật mã về các sự kiện trong quá khứ đã được ghi lại trên chuỗi đó. Sau đó, những bằng chứng này được chuyển tiếp, cùng với các tiêu đề block, tới các hợp đồng (tức là “ứng dụng khách”) trên chuỗi đích, sau đó xác minh rằng một sự kiện nhất định đã được ghi lại và thực hiện một hành động sau khi xác minh đó. Có một yêu cầu đối với một số tác nhân để “chuyển tiếp” các tiêu đề block và các bằng chứng. Mặc dù người dùng có thể “tự chuyển tiếp” các giao dịch, nhưng vẫn tồn tại một giả định thực tế rằng những người chuyển tiếp sẽ liên tục chuyển tiếp dữ liệu. Đây là một thiết kế cầu nối tương đối an toàn vì nó đảm bảo phân phối hợp lệ không tin cậy mà không cần đặt niềm tin vào các thực thể trung gian, nhưng nó cũng tiêu tốn nhiều tài nguyên vì các nhà phát triển phải xây dựng một hợp đồng thông minh mới trên mỗi chuỗi đích mới phân tích các bằng chứng trạng thái từ chuỗi nguồn và việc xác nhận bản thân nó tốn nhiều gas.

Mạng thanh khoản

Điều này tương tự như một mạng ngang hàng trong đó mỗi node hoạt động như một “router” chứa một “inventory” tài sản của cả chuỗi nguồn và đích. Các mạng này thường tận dụng tính bảo mật của blockchain cơ bản thông qua việc sử dụng các cơ chế khóa và tranh chấp, người dùng được đảm bảo rằng các bộ định tuyến không thể chạy trốn bằng tiền của người dùng. Do đó, các mạng thanh khoản như Connext có thể là một lựa chọn an toàn hơn cho những người dùng đang chuyển một lượng lớn giá trị. Hơn nữa, loại cầu nối này có khả năng phù hợp nhất cho việc chuyển giao tài sản xuyên chuỗi vì tài sản được cung cấp bởi bộ định tuyến là nguồn gốc của chuỗi đích chứ không phải tài sản phái sinh, không thể thay thế hoàn toàn cho nhau.

Chúng ta cũng có thể xem cảnh quan cầu nối hiện tại từ góc độ này:

Điều quan trọng cần lưu ý là bất kỳ cầu nối nhất định nào đều là kênh giao tiếp hai chiều có thể có các mô hình riêng biệt trong mỗi kênh và việc phân loại này không đại diện chính xác cho các mô hình kết hợp như Gravity, Interlay và tBTC vì tất cả chúng đều có các ứng dụng light clients trong một hướng và trình xác nhận khác.

Ngoài ra, người ta có thể đánh giá sơ bộ một thiết kế cầu theo các yếu tố sau:

  • Bảo mật: Các giả định về độ tin cậy và khả năng tồn tại, khả năng chịu đựng các tác nhân độc hại, sự an toàn tiền của người dùng và khả năng phản xạ.
  • Tốc độ: Độ trễ để hoàn thành giao dịch, cũng như đảm bảo tính cuối cùng. Thường có sự cân bằng giữa tốc độ và bảo mật.
  • Khả năng kết nối: Lựa chọn chuỗi đích cho cả người dùng và nhà phát triển, cũng như các mức độ khó khác nhau để tích hợp thêm một chuỗi đích.
  • Hiệu quả sử dụng vốn: Kinh tế xoay quanh vốn cần thiết để đảm bảo hệ thống và chi phí giao dịch để chuyển tài sản.
  • Tính xác thực: Khả năng chuyển các tài sản cụ thể, trạng thái phức tạp hơn hoặc thực hiện các lệnh gọi hợp đồng xuyên chuỗi.

Tổng hợp lại, người ta có thể xem sự đánh đổi của ba thiết kế này từ góc độ sau:

Hơn nữa, bảo mật dựa trên một spectrum và người ta có thể phân loại nó một cách đại khái là:

  • Không tin cậy: Bảo mật của cầu nối tương đương với các blockchain cơ bản mà nó đang bắc cầu. Ngoài các cuộc tấn công cấp độ đồng thuận vào blockchain cơ bản, tiền của người dùng không thể bị mất hoặc bị đánh cắp. Điều đó nói rằng, không có gì thực sự là ít tin cậy bởi vì tất cả các hệ thống này đều có các giả định về độ tin cậy trên các thành phần kinh tế, kỹ thuật và mật mã của chúng (ví dụ: không có lỗi mã).
  • Người được bảo hiểm: Các tác nhân độc hại có thể ăn cắp tiền của người dùng, nhưng họ có thể làm như vậy không có lợi vì họ được yêu cầu tài sản thế chấp và bị xử lý trong trường hợp sai sót hoặc hành vi sai trái. Nếu tiền của người dùng bị mất, họ sẽ được hoàn trả thông qua tài sản thế chấp bị cắt giảm.
  • Ngoại quan: Tương tự như mô hình được bảo hiểm ngoại trừ việc người dùng không thu hồi tiền trong trường hợp sai sót hoặc hành vi sai trái vì tài sản thế chấp bị cắt có khả năng bị đốt cháy. Loại tài sản thế chấp quan trọng đối với cả mô hình ngoại quan và mô hình được bảo hiểm tài sản thế chấp nội sinh (tức là tài sản thế chấp là chính token giao thức) rủi ro hơn vì giá trị token có thể sẽ sụp đổ nếu cầu nối bị lỗi, điều này càng làm giảm các đảm bảo an ninh của cầu nối.
  • Đáng tin cậy: Người thực hiện không đăng tài sản thế chấp và người dùng không thu hồi tiền trong trường hợp hệ thống bị lỗi hoặc hoạt động độc hại, vì vậy người dùng chủ yếu dựa vào danh tiếng của nhà điều hành cầu nối.

Tóm tắt sự cân bằng trong thiết kế

Các liên kết và trình xác thực bên ngoài thường vượt trội với tính trạng thái, kết nối vì chúng có thể kích hoạt các giao dịch, lưu trữ dữ liệu và cho phép tương tác với dữ liệu đó trên một số lượng chuỗi đích tùy ý. Tuy nhiên, điều này phải trả giá bằng bảo mật vì người dùng theo định nghĩa dựa vào tính bảo mật của cầu nối hơn là chuỗi nguồn hoặc đích. Trong khi hầu hết các trình xác thực bên ngoài ngày nay là các mô hình đáng tin cậy, một số được thế chấp, trong đó một tập hợp con được sử dụng để bảo đảm cho người dùng cuối. Thật không may, các cơ chế bảo hiểm của họ thường mang tính phản xạ nếu một token giao thức được sử dụng làm tài sản thế chấp, có một giả định rằng giá trị $ của token đó sẽ đủ cao để khiến người dùng toàn bộ. Hơn nữa, nếu tài sản đảm bảo khác với tài sản được bảo hiểm, thì cũng có sự phụ thuộc vào nguồn cấp dữ liệu giá của oracle, do đó độ an toàn của cây cầu có thể giảm xuống mức độ an toàn của cầu nối. Nếu không được tin cậy, những cây cầu này cũng ít hiệu quả về vốn nhất vì chúng cần phải mở rộng tài sản thế chấp tỷ lệ thuận với thông lượng kinh tế mà chúng đang tạo điều kiện.

Các ứng dụng khách và rơ-le nhẹ cũng mạnh mẽ với trạng thái vì hệ thống chuyển tiếp tiêu đề có thể truyền xung quanh bất kỳ loại dữ liệu nào. Chúng cũng mạnh về bảo mật vì chúng không yêu cầu thêm các giả định về độ tin cậy, mặc dù có giả định về độ thực vì vẫn cần một trình chuyển tiếp để truyền thông tin. Đây cũng là những cây cầu tiết kiệm vốn nhất vì chúng không yêu cầu bất kỳ sự khóa vốn nào. Những điểm mạnh này đi kèm với chi phí kết nối. Đối với mỗi cặp chuỗi, các nhà phát triển phải triển khai smart contract ứng dụng light client mới trên cả chuỗi nguồn và chuỗi đích nằm ở đâu đó giữa độ phức tạp O (LogN) và O (N) (nó nằm giữa phạm vi này vì thêm hỗ trợ với các chuỗi có cùng thuật toán đồng thuận tương đối dễ dàng). Ngoài ra còn có những hạn chế về tốc độ đáng kể trong các mô hình lạc quan dựa trên bằng chứng gian lận, điều này có thể làm tăng độ trễ lên đến 4 giờ.

Mạng thanh khoản tỏa sáng với tốc độ và bảo mật vì chúng là các hệ thống được xác minh cục bộ (tức là không yêu cầu sự đồng thuận toàn cầu). Chúng cũng hiệu quả hơn về vốn so với các công cụ xác nhận bên ngoài có ngoại quan được bảo hiểm vì hiệu quả sử dụng vốn được gắn với lưu lượng, khối lượng giao dịch hơn là bảo mật. Ví dụ: với các dòng chảy ngang bằng giữa hai chuỗi và cơ chế tái cân bằng được tích hợp sẵn, các mạng thanh khoản có thể tạo điều kiện cho một lượng lớn thông lượng kinh tế tùy ý. Sự đánh đổi là trạng thái bởi vì mặc dù chúng có thể vượt qua calldata, nhưng chúng bị hạn chế về chức năng. Ví dụ: họ có thể tương tác với dữ liệu trên các chuỗi trong đó người nhận có quyền thực hiện tương tác dựa trên dữ liệu được cung cấp (ví dụ: gọi một hợp đồng với một tin nhắn đã ký từ người gửi) nhưng không giúp được việc truyền dữ liệu không có “chủ sở hữu” hoặc là một phần của trạng thái tổng quát (ví dụ: đúc mã thông báo đại diện).

Vấn đề mở

Xây dựng các cầu nối cross-chain mạnh mẽ là một vấn đề cực kỳ khó khăn trong các hệ thống phân tán. Trong khi có rất nhiều hoạt động trong không gian, vẫn còn một số câu hỏi chưa được giải đáp:

  • Tính cuối cùng và khả năng hoàn trả: Làm thế nào để các cầu nối giải thích cho các khối reorgs và các cuộc tấn công cướp thời gian trong chuỗi có tính xác suất cuối cùng ? Ví dụ: điều gì sẽ xảy ra với một người dùng đã gửi tiền từ Polkadot sang Ethereum nếu một trong hai chuỗi gặp phải tình trạng khôi phục lại trạng thái ?
  • Chuyển giao NFT và nguồn gốc: Làm thế nào để các cầu nối bảo tồn nguồn gốc đối với các NFT được bắc cầu qua nhiều chuỗi ? Ví dụ: nếu có một NFT được mua và bán trên khắp các thị trường trên Ethereum, Flow và Solana, thì hồ sơ về quyền sở hữu tính cho tất cả các giao dịch và chủ sở hữu đó như thế nào ?
  • Kiểm tra độ khó: Các thiết kế cầu nối khác nhau sẽ hoạt động như thế nào trong thời gian xảy ra tắc nghẽn chuỗi hoặc các cuộc tấn công cấp độ giao thức & mạng ?

Tương lai của cầu nối blockchain

Trong khi các cây cầu mở ra sự đổi mới cho hệ sinh thái blockchain, chúng cũng gây ra những rủi ro nghiêm trọng nếu các nhóm cắt giảm hoạt động nghiên cứu và phát triển. Vụ tấn công Poly Network đã chứng tỏ tầm kinh tế tiềm ẩn của các lỗ hổng và các cuộc tấn công và tôi hy vọng điều này sẽ trở nên tồi tệ hơn trước khi nó trở nên tốt hơn. Mặc dù đây là một bối cảnh rất phân mảnh và cạnh tranh đối với các nhà xây dựng cầu nối, các đội vẫn nên giữ kỷ luật trong việc ưu tiên bảo mật theo thời gian đưa ra thị trường.

Mặc dù một trạng thái lý tưởng sẽ là một cầu nối đồng nhất cho mọi thứ, nhưng có khả năng không có thiết kế cầu “tốt nhất” duy nhất và các loại cầu khác nhau sẽ phù hợp nhất cho các ứng dụng cụ thể (ví dụ: chuyển tài sản, gọi hợp đồng, đúc token).

Hơn nữa, những cây cầu tốt nhất sẽ là những cây cầu an toàn nhất, được kết nối với nhau nhanh chóng, tiết kiệm vốn, hiệu quả về chi phí và khả năng chống kiểm duyệt. Đây là những thuộc tính cần được tối đa hóa nếu chúng ta muốn hiện thực hóa tầm nhìn về “Internet của blockchains”.

Vẫn còn là những ngày đầu và các thiết kế tối ưu có thể vẫn chưa được khám phá. Có một số hướng thú vị để nghiên cứu và phát triển trên tất cả các loại cầu:

  • Giảm chi phí xác minh tiêu đề: Xác minh tiêu đề block cho các ứng dụng light client tốn kém và việc tìm cách giảm những chi phí đó có thể đưa chúng ta đến gần hơn với khả năng tương tác tổng quát và không tin cậy. Một thiết kế thú vị có thể là cầu nối với Layer-2 để giảm những chi phí đó. Ví dụ: triển khai một ứng dụng light client Tendermint trên zkSync.
  • Chuyển từ mô hình tin cậy sang mô hình ngoại quan: Trong khi trình xác nhận ngoại quan ít hiệu quả hơn về vốn, thì “social contract” là một cơ chế nguy hiểm để đảm bảo hàng tỷ đô tiền của người dùng. Ngoài ra, các kế hoạch chữ ký ngưỡng ưa thích không làm giảm đáng kể sự tin tưởng vào các hệ thống này chỉ vì đó là một nhóm ca sĩ không xóa bỏ thực tế rằng họ vẫn là một bên thứ ba đáng tin cậy. Không cần thế chấp, người dùng đang giao tài sản của họ cho người giám sát bên ngoài một cách hiệu quả.
  • Chuyển từ mô hình ngoại quan sang mô hình được bảo hiểm: Mất tiền là trải nghiệm tồi tệ. Trong khi trình xác thực và trình chuyển tiếp được ngoại quan ngăn chặn hành vi độc hại, các giao thức nên tiến thêm một bước nữa và hoàn lại tiền trực tiếp cho người dùng bằng cách sử dụng số tiền đã giảm.
  • Mở rộng tính thanh khoản cho các mạng thanh khoản: Đây được cho là những cầu nối nhanh nhất để chuyển giao tài sản và có sự cân bằng thiết kế thú vị giữa niềm tin và tính thanh khoản. Ví dụ: có thể cho phép các mạng thanh khoản thuê ngoài việc cung cấp vốn với mô hình kiểu trình xác thực ngoại quan trong đó bộ định tuyến cũng có thể là một đa ngưỡng với tính thanh khoản ngoại quan.

 

 

 

Stay in the Loop

Get the daily email from CryptoNews that makes reading the news actually enjoyable. Join our mailing list to stay in the loop to stay informed, for free.

Latest stories

- Advertisement - spot_img

You might also like...

0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x