Web3 的 TCP/IP，将改变公链竞争格局

来源：未知点击：时间：2022-09-23 09:42

核心观点

1）由于区块链设计皆有取舍，根据分工原理，多链生态必将长存。具体来说，明显的分工有七种，分别为安全链、性能链、功能链、比特币链、联盟链、资本链和应用链。

2）如果说每条链都是一个孤立的可信计算机，跨链协议就是这些可信计算机的可信通讯协议，也就是说，跨链协议是Web3的TCP/IP，潜力巨大。

3）跨链赛道壁垒较高，长期来看集中度会较高。现集中度较低的原因是赛道仍处于早期。

4）资产跨链赛道的核心竞争要素是品牌和产品体验；信息跨链赛道的核心竞争要素是BD能力、安全性和产品体验。

5）现有头部跨链项目的核心竞争要素对比情况如下：

一、跨链协议的运作方式与技术路径解析

在传输A链状态信息的过程中需要保证三点：

1）源链端：协议在A链获取的状态确实是A链的有最终性的状态。
2）传输端：协议在信息传输的过程中状态信息没有被篡改。
3）目的链端：仅有协议传输的状态信息能被B链接收。

跨链桥协议需要保证三点：

1）源链端：协议确认了以太坊上“小明已在以太坊打款”的状态，且该状态已经获得了最终性。
2）传输端：协议在信息传输的过程中，“小明已在以太坊打款”的状态信息没有被篡改。
3）目的链端：B链知道“小明已在以太坊打款”的状态信息确实是协议发出的并接收。

那么，直接使用网络通信协议（如TCP/IP）能不能完成可信通信协议的功能呢？答案是不能，因为区块链实际是由许多节点（每个节点可以认为是一台正常的计算机）组成的可信计算机。如果要直接使用TCP/IP进行信息传输那必须让A链的每个节点都向B链的所有节点发送整个区块，也就是最后有m*n个区块被发送（其中，m是A链的节点数量，n是B链的节点数量），此成本是区块链无法承受的。因此，我们需要属于可信计算机的TCP/IP协议，也就是跨链协议。

跨链协议的本质上是通过信任层实现的，信任层的设计决定了跨链项目对其信息传输的安全性、成本、延迟等属性的权衡取舍，也是跨链领域出现创新的地方。

信任层最直接的构建方式就是让两条链的智能合约都信任一个中间主体（这个主体可能由多个节点去中心化地组成），这个主体确认从A链获得的状态信息，并将之传到B链。具体来说，如上图所示，假设A链出现了事件T需要传输到B链，那么跨链协议将如下运行：1）信任层观察A链最新区块，发现事件T的信息需要被传输，于是把事件T下载到信任层中；2）信任层将事件T的信息传输至B链；3）B链接收到信任层传输的事件T的信息，并知道事件T发生在了A链上。

在这套方案下，跨链用户必须相信信任层不会作恶。在协议没有代码漏洞的情况下，只要信任层是诚实的，跨链信息就能被安全传输。若信任层作恶，信任层可以拦截信息，甚至发布假信息，从而令用户财产受到损失。

这种信任层的设计方式及其变种可以覆盖90%的现有跨链方案。具体来说，这个被信任的主体可以有以下种类（按中心化程度降序排列）：

1）中心化机构：币安桥是典型。用户在A链的打款操作会被币安的中心化服务器观察并确认，随后给予用户在B链相应的提款权限。其优点很明显：成本低、延迟低；但缺点也很明显：用户需要信任币安（币安完全可以在A链收到钱之后不给用户在B链发钱）。
2）外部委员会：Ronin桥是典型。用户在A链的打款操作会被外部委员会成员观察并确认，然后对此次操作进行签名并发送到B链，以告诉B链“本委员确认在A链的用户已经完成打款了”。当B链收到了足够多的签名以后（例如在9人委员会中收到了5个签名），B链就会相信委员会的多数成员并认为用户在A链确实打款了，信息则得到了传递。其优点也是：成本低、延迟低；但缺点同样是：用户需要信任这个委员会的大多数成员（委员会人数通常不多），并且还要祈祷他们的私钥不会被盗。
3）Pos链：Axelar是典型。用户在A链的打款操作会被Pos链的节点观察并确认，在Pos链内部取得多数共识后，再通过多签方法将状态信息传递给B链。其优点是：POS链相比于委员会更去中心化；缺点则是POS链达成共识需要更多的时间和成本，因此延迟和成本较高。
4）预言机：Layerzero和CCIP（Chainlink）是典型。用户在A链的打款操作会被去中心化预言机节点观察并确认，再通过多签方法将状态信息传递给B链。其优点是：Chainlink安全性较高；缺点是：仍不够去中心化（Chainlink节点现在是白名单制），需要信任Chainlink。
5）无中间信任主体（轻客户端方案）：Rainbow Bridge是典型。首先，B链会在智能合约层面运行一个A链的轻节点。然后用户在A链的打款操作会直接被B链的所有节点观察并（通过轻节点）确认，然后再在B链上达成共识。其优点是：安全性极高，只要链本身运作正常那就无法作恶；其缺点是：因为需要在一条链上运行另一条链的轻节点，其运作成本极高。

二、空间

比较常见的区块链分工岗位：

安全链：
典型例子是以太坊。安全链主要指经过历史考验的、去中心化的、安全性较高、可靠性较高的链。区块链作为信任机器，以太坊的信任成本最低，代价则是较低的吞吐量和较高的延迟。长远来看，以太坊适合作为“金库”，承载高价值低频的操作。
性能链：
典型例子是Solana、Aptos和Sui。性能链主要指吞吐量较高、延迟较低的链，代价一般则是较为中心化以及可靠性差。与以太坊相比，性能链的信任成本较高，导致的差别则是各国政府在未来有可能会持有btc或者eth做为货币储备，但显然不太可能持有信任成本较高的Sol。这里注意一点，layer2（主要指rollup）不能算性能链，因为一方面现在的layer2性能仍非常有限，另一方面即使layer2的吞吐量能大幅提升，其最终性延迟仍无法提升，因此较难承载一些需要高频操作的场景。
功能链：
典型例子是Arweave。功能链主要指为了特殊功能设计的链，例如存储，代价是牺牲了通用性。在存储功能上，Arweave对比其他通用智能合约链确实有着巨大的优势。
比特币链：
只有一条链，那就是承载着比特币的链。比特币有其特殊的历史地位，在全部加密货币中拥有最强的共识，监管对其的态度也最为友好。显然，这个分工岗位无人可代替。
联盟链：
典型例子是未来的中国Web3链和中央银行数字货币 (CBDC)链。联盟链是政府支持且可能大力布局的链，代价是一定程度上受政府控制，信任成本较高。首先，我们不必急着排斥联盟链，作为信任机器，联盟链也是区块链的一种，只是其信任成本较高。与不透明的单个中心化服务器相比，显然联盟链更值得令人信任。其次，联盟链有着极其特殊的优势：它被政府所喜爱，可以得到大量政府的资源。例如，如果Web3在世界发生，中国大概率也不甘落后，因此中国特色Web3就会出现，也就是数字人民币+国产联盟链（就如同有墙的中国特色互联网一样）。CBDC也是类似的逻辑。因此，一些政府不打算放权，却又想进行信息电子化、增加可组合性并提升信任的场景就会被各国政府以联盟链的形式满足。
资本链：
典型例子是BSC链。资本链主要指大资本自己做的链。与联盟链相似，资本链的优势就是有资本在后面撑腰，缺点则是较为中心化，信任成本较高。
应用链：
典型例子是Axie的Ronin链。应用链主要指头部应用自己做的链，好处是可以捕获链的价值、以及性能不会受别的Dapp影响，代价则是安全性较低，信任成本较高，可组合性也较低。
笔者认为，前五种分工长期存在的可能性极大，因为它们都有极强的优势和不可替代性。最后两种分工的优势与不可代替性较小，长期来看有可能会消失。
多链分工的互补组合
经过了精密的分工，现在我们拥有了七台各有长处的可信计算机。假设跨链协议技术已经发展成熟，可以允许这些链的合约都充分享受互操作性，那么这七台机器可以如何合作呢？下面笔者将举一些比较互补的例子：
安全链+性能链：
这一组合非常互补。用户可以把大量资产和高价值的操作放在安全链，每当需要高频操作的时候再跨到性能链上，操作完后再跨回来安全保存。比如，当用户想玩链上德扑时，用户可以把一定的金钱转移到性能链上的德扑应用中（类似于买筹码），并享受性能链带来的高吞吐、低延迟、低gas费的链上翻牌、出牌、下注操作，玩完之后再把赢来的（或者输剩的）钱转回安全链保存。跨链gaming、跨链DAO投票、跨链NFT、跨链SBT等场景也类似。
功能链+通用链：
暂时以储存链作为例子。以太坊在实施proto-danksharding之后，每个以太坊全节点要储存的历史数据将会飞速增加。以太坊做出的对应措施是推出了EIP4444：全节点将会删除超过一年的历史数据。但显然这些数据是非常珍贵的，我们只能指望有至少一个相关机构会把这些数据存下来。但当可信通信协议技术成熟之后，直接让以太坊通过智能合约自动地、无需信任地把这些珍贵数据储存在储存链上显然是个更安全且自然的方法。
比特币链+通用链：
比特币仍是加密世界最大的资产类别，将这部分资产引入通用链中的defi中可以释放比特币的大量价值。
联盟链+公链：
公链将承载大部分Web3应用，但某些受政府限制的地区或场景可能将不得不使用联盟链。将公链与联盟链相连接可以使它们互通有无，提升效率。例如，中国特色Web3的数字人民币显然有兑换外汇的需求，而中国联盟链与公链之间的跨链协议则能提供让数字人民币与海外货币兑换的渠道。
所有链聚合：
流动性在公链的资本战争中被割裂得极其严重，这本身是一种资本效率非常低下的行为。跨链协议可以把这些割裂的流动性重新聚集起来，提升Dex、借贷等defi协议的资本效率。