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LayerZero 如何打破数据“孤岛”、打造全链宇宙?

来源: 互联网时间:2022-09-29 06:00:19

作者:念青,链捕手

当我们回看互联网发展的历史,才能更清晰地认识到数据传输的重要性。在Web1.0 时代,我们拥有了计算机,然后发明了互联网。互联网让数据可以通过 TCP / IP 协议进行传输,将这些独立的计算机相互连接。

数据传输协议的出现,使得网络真正实现了互联互通。而在Web3.0时代,区块链的广泛使用为开发人员提供了各种平台,可以在这些平台上根据应用程序的功能和对吞吐量的需求,安全性及成本的要求来运行智能合约。然而,这种自由的后果是严重的分裂。每个链都是孤立的,也迫使用户无法在这些网络间打通资产和数据,并限制了在围墙生态系统之间流动的可能。

打个不恰当的比喻,各种L1、L2的出现就像当年计算机的发明,现在我们则需要一种更底层的基础设施,将这些数据孤岛以一种更便利、安全的形式串联起来。

于是,我们开始回归到更基础的Layer0(数据传输层),讨论如何为区块链提供从顶层到不同层的跨链互操作性通信设施。

从一开始便着眼于多链未来的Cosmos 、Polkadot 等协议,因采用独立并行区块链的去中心化网络来创建具有跨链互操作性的网络生态系统,也开始从“公链”被划到Layer0。但以上两个协议的跨链通讯目前也仅限于自己的生态系统中。

与此同时,普通的跨链桥协议安全事故频发,在设计上也非常冗余和复杂。因此,整个区块链网络亟需一种更为创新的、安全的、统一的链间数据传输协议。

除了从用户的角度出发,一些“超级应用”同样对于提升跨链体验有“绝对需求”,例如 Uniswap。目前,Uniswap v3 的跨链方式是通过跨链桥逐步部署到一个个新网络,每次都必须依赖受信任的跨链桥或多重签名来处理治理更新,这可能会影响协议现有的安全。Uniswap曾在年初的博客中提到:“很少有网络提供支持任意消息传递的通用信任最小化桥接器”,可见通用信息层跨链协议的稀缺性。

LayerZero 作为一种从头开始构建的全链互操作性协议,在今年可谓“热得烫手”。

今年3月底,LayerZero紧接着获得FTX Ventures、红杉资本和a16z共同领投的1.35亿美元A+轮融资,Coinbase Ventures、PayPal Ventures、Tiger Global 和Uniswap Labs 等头部风投均有参与。之后,有消息称LayerZero Labs 正以30亿美元估值融资,FTX Ventures 已承诺领投。

这个跨链协议的名字非常直白,清晰地传达了自己的愿景:提供未来全链生态系统的基础网络结构和通用的信息层,通用是指技术可用于任何去中心化应用的任何跨链通信需求。

目前,LayerZero正在向亚太地区扩张,接下来,团队将把亚太地区作为发展重点计划为当地团队和项目提供支持此外,LayerZero Labs 的首席执行官 Bryan Pellegrino和首席技术官Ryan Zarick等人已确定出席即将举办的新加坡加密盛会 TOKEN2049 ,届时Bryan Pellegrino及LayerZero团队将欢迎行业内人士现场交流。

那么,相比其他跨链通讯协议,LayerZero有何特殊之处,凭何引起资本竞相追逐和青睐。本文将从安全性、互操作性等层面分析LayerZero的创新点。

一、LayerZero如何保证跨链的安全性

在众多跨链桥协议中,LayerZero是唯一不受中间链、验证器集或合约升级攻击的跨链通信协议

目前,市场上大多数的异构跨链桥方案都采用了公证人机制。这种机制本质上是资产的“映射”,当资产跨链转账时,并不需要将资产实际转移,或者在目的网络重新发行。而是先将资产存到一个不能移动的地址,然后根据资产数量,再在目的网络上发行对应的1:1的映射资产。

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而这一过程非常复杂,面临着多个环节,例如资产发行、跨链监听、异步验证、甚至需要发行一个独立的中间共识层,也面临重放攻击、多签管理者作恶、宕机等风险。

这种模式也被成为中间币模式。除了不安全,这种中间代币增加了不必要的开销和复杂性,尤其是当用户在发生错误或目标链上流动性不足时最终只能获得中间代币时,可能会给用户留下一个不可组合的无用代币abcUSD,例如AnySwap依赖于一个基于Fusion分布式控制权限管理的中间代币ANY。如果一开始就使用原生代币,就会省去很多麻烦。

此外,目前很多跨链桥协议回选择利用一个不完全去中心化的中间共识层。要么是因为验证者已获得许可,验证者的数量非常少,要么是跨链桥由多重签名保护。这存在很大风险,因为目标链隐含信任中间链,中间链对目标链具有完整的签名权限。这意味着中间链上的任何黑客攻击都有可能耗尽锁定在目标链池中的所有流动性。此外,中间共识层的使用反而显得更加冗余,也不安全。

例如,8月初,跨链桥Nomad 因升级合约时有个低级错误,导致普通人也可参与攻击,找到过往成功的交易,然后改下地址重新广播,最终损失1.9 亿美元;3月,在Robin被盗事件中,黑客获得了对保障网络安全的大部分验证节点的控制权,从而盗取了6.25亿美元;2月,Wormhole 被盗是由于验证审查的缺失,让攻击者趁机创建一个虚假签名,盗走资产。

LayerZero和上述的跨链桥模式不同要做的就是去掉中间币和中间共识层,实现所有链与链的直接通讯实现不同链上原生资产的直接交易

总的来说,LayerZero的跨链方案将区块链之间的无需信任通信问题简化为预言机(Oracle)和中继器(Relayer)这两个实体之间的独立性问题。只要预言机和中继者彼此独立运行,就不可能成功发送无效消息。这种模块化的好处在于,一旦出现任何漏洞,都将仅作用于受影响的预言机和中继器对的应用程序。

LayerZero的安全模式参考了Polkadot和Cosmos这两种跨链通讯的优点。

Polkadot 通过中继器和平行链来实现跨链通信,让平行链和中继器共享一个安全模型,但是如果发生共识损坏,所有链上的流动性都可以立即被盗,这无法保证所有区块链的安全;Cosmos则参考TCP/IP设计了IBC(跨链通信协议),IBC由两个不同的层组成:传输层和应用层,前者提供必要的基础设施,以在链之间建立安全连接并对数据包进行身份验证,而后者准确地定义了发送链和接收链应该如何打包和解释这些数据包。

而LayerZero通过“Ultra Light Node”(超轻节点)来实现既能连接一条区块链链上的每一份合约,又能连接其他任何一条区块链上的每一份合约。通过开放的中继器系统和已建立的预言机的安全属性建立安全层,以达到安全性和成本效益的双重目的。

预言机(Oracle)和中继器(Relayer)具体工作步骤如下:

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LayerZero在每条链上都会部署一个终端(Endpoint),由LayerZero的一系列智能合约所组成,终端会运行一个超轻节点(ULN,Ultra light node),然后通过预言机来按需流式传输包含跨链信息的区块头(而非按顺序传输所有区块头,从而降低成本),再通过中继器来传送Proof证明信息,两者相互验证,从而确保信息的正确。

预言机和中继器相互独立。理论上,任何人都可以运行自己的中继器或者使用自己的预言机,但目前使用Chainlink作为默认的预言机。这种设计允许用户确保中继器不会与预言机串通,从而实现去信任的验证交付。

  • 安全升级:预犯罪机制

为了进一步确保协议的安全,今年4月,LayerZero引入预犯罪(Pre-Crime)机制,Pre-Crime通过在传递消息之前分叉目标区块链并在本地运行交易来实现。交易运行后,中继器可在本地分叉的区块链上运行用户应用程序(UA)定义一组特定的状态,中继器必须根据这些状态进行验证。如果这些状态没有得到验证,中继器就不会中继交易。

目前,LayerZero Labs中继器正在运行 Pre-Crime 的轻量版本,团队将在未来几个月内不断优化这一版本。目前,已经在保证其生态DEX Stargate的安全,下一阶段,将会向所有应用程序开放 Pre-Crime。

推出Pre-Crime的同时,LayerZero还提出一个最高奖金为1500万美元的安全漏洞赏金计划。仅去年一年就委托 Quantstamp、Zokyo、Zellic 和 Trail of Bits 等顶级审计师进行的总审计费用超过 350 万美元,目前正在进行审计#20;最近的审计在Github上公开。

、LayerZero生态

LayerZero目前已支持Ethereum、Binance Smart Chain、Polygon、Avalanche、Fantom、Arbitrum 、Optimism、Moonbeam、Harmony、Swimmer 和 DFK。此外,LayerZero还将部署在十余个测试网和主网上,包括Moonbeam、Gnosis Chain、Aptos、Sui 和 Solana等,进行测试或审计。据团队介绍,LayerZero将在本季度向Solana 主网部署一个端点。

据LayerZeroLabs 联合创始人兼首席技术官Ryan Zarick介绍,目前LayerZero并行的测试网上的智能合约数量还在持续增长,截至8月份已经部署了超过7000个智能合约。

  • Stargate

基于LayerZero这个全链互操作性,其生态可以打造出更多超级应用,比如其生态第一个全链跨链桥协议Stargate。Stargate主要专注于USDC、USDT和ETH的资产跨链,具有统一的流动性和快速的交易最终性,是LayerZero创始团队基于LayerZero全链互操作性协议做的一个示范性生态项目,目前总TVL约为 5亿美元。

  • Gh0stly Gh0st

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此外,LayerZero的omnichain野心同样支持全链NFT,因此推出基于智能合约的Omnite协议,允许用户将任何 NFT 代币转换为 ONFT 标准,即支持将 NFT 从一个网络转到另一个网络。

该协议支持使用Omnite快速启动版创建的通证(以下称为“原生通证”)以及自区块链网络成立以来的erc721标准中创建的所有其他NFT通证。Omnite协议解决影响互联网之间传输NFT通证的平台或工具的四个主要问题:集中化、复杂的通证传输过程、过高的交易费用和等待时间长。Omnite在网络之间传输通证的过程完全基于智能合约,从用户的角度来看,它不需要任何额外的步骤,但在同一网络内传输NFT通证时则不然。

目前,其生态的第一个全链NFT 项目为Gh0stly Gh0st。

Gh0stly Gh0st于今年4月推出,在创世之初就同时支持在七条不同的区块链(以太坊、Polygon、Arbitrum、Optimism、BSC、Avalanche、Fantom)上发布,7710 个幽灵实际上会分布在七条不同的链上,可以在7条链上的任何一条链上铸造和转移,所在的原始链(即mint链)和当前链这两个因素会分别影响NFT的背景颜色和边框颜色,而其真实地板价需要全部七条链的市场情况而定。

自Gh0stly Gh0sts基于LayerZero推出Omnichain NFT大获成功后,又有Holograph、Tiny donos、Yakuza Pandas等基于LayerZero推出Omnichain NFT。

  • 全链DEX SushixSwap

SushiXSwap是LayerZero与SushiSwap集成后推出的“升级版”去中心化交易所。

SushiXSwap 建立在 Stargate 之上,用户无需离开 Sushi 的界面,就可以通过源链的交易从以太坊上的 DAI 交换到 Polygon 上的 AAVE。用户可以一次性支付源链和目的链的gas费用,并在一次交易中为目标链上的未来gas费用提供额外的资产。Stargate 建立在 LayerZero 的通用消息传递协议之上。跨链可组合桥可以直接与任何链上的任何 dApp 集成。

  • AngleProtocol

Angle是一种与欧元挂钩的,去中心化、资本高效和超额抵押的稳定币协议,于2021年11月推出,致力于建立一个去中心化的货币层,为完全开放的金融生态系统提供动力,并为每条链上的 DeFi 用户提供支持。今年8月与LayerZero 集成,通过LayerZero的全链 OFT标准升级 agEUR,agEUR 持有者现在可以在以太坊、Polygon、Optimism 和 Arbitrum 之间无缝转移 agEUR,而无需离开 Angle 界面。

此外,除了全链DEX、全链NFT等,LayerZero还将拥有更大的想象空间和更多值得期待的应用,例如全链收益聚合器、跨链借贷、全链NFT跨链桥等等。

最新进展

  • 9月8日,LayerZero推出全链(omnichain)区块浏览器 LayerZeroScan,用户可通过该浏览器来查看其基于 LayerZero协议的交易而无需通过多个区块浏览器查看。
  • 更新对开发者更加友好的ULNv2 库。ULNv2 包含对即将推出的非 EVM 支持的链、LayerZeroScan、gas效率提高超过 20% 的必要支持,并修补了与潜在链路径问题相关的 ULNv1安全问题。
  • 自主网4月推出以来,LayerZero已发送超过 468389 条全链消息,目前生态也正在逐步部署 DeFi 项目包括去中心化交易所Hashflow等。
  • 8月,与Moonbeam、Clearpool等协议集成。
  • LayerZero正在向亚太地区扩张,目前团队将把亚太地区作为发展重点计划为当地团队和项目提供支持

四、小结

目前,Web3.0和区块链需要一个类似TCP / IP协议的数据传输层出现,来继续深入网络革命。LayerZero拥有打通、串联全部网络和区块链的野心,虽然很难,但LayerZero或许会成为Layer0 数据传输层统一标准的定义者,甚至成为整个区块链行业的重要基础设施。

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