海峽鏈跨鏈驗證，區塊鏈互操作性的基礎-今日必看

海峽鏈跨鏈驗證，區塊鏈互操作性的基礎

來源：養生知多少釋出時間：2023-10-12 23:54

區塊鏈是一個去中心化的計算機網路，能在數字賬本中追蹤使用者的賬戶餘額和資料。與傳統的中心化治理不同，區塊鏈採用去中心化共鳴對賬本更新達成一致，並終極執行更新。這為多方記賬和流程自動化建立了新的正規化，比傳統的計算環境更加中立、防篡改且透明。

但區塊鏈有其侷限性。它就像一個未聯網的計算機，無法與其他區塊鏈或鏈下API進行通訊。這不僅阻礙了區塊鏈與傳統系統的互動，還使得不同的鏈之間難以實現互操作性。因此，固然某個區塊鏈上可能存在大量的流動和立異，但它會因為缺乏與其他生態系統的互操作性而受到限制。為了實現不同區塊鏈間的價值交換，互操作性變得至關重要。

跨鏈驗證

區塊鏈互操作性是指區塊鏈間相互通訊的能力。而跨鏈驗證是實現區塊鏈互操作性的基礎。透過跨鏈驗證，互操作性協議可以在不同的區塊鏈網路之間驗證和確認交易，確保跨鏈資料傳輸的真實性、準確性和完整性。跟著我們逐漸進入一個多鏈的世界，互操作性協議已經成為跨鏈互動不可或缺的基礎設施。

根據驗證者的不同，可將所有互操作性協議分為三種基本型別：原生驗證、外部驗證和本地驗證。

原生驗證（Natively Verified）

原生驗證協議是指所有底層鏈的驗證器都完全驗證鏈間傳遞的資料的協議。通常的做法是在目標鏈虛擬機器中部署源鏈的輕節點，對源鏈的資訊進行驗證。

（圖1：原生驗證）

所謂輕節點，是指一個體積較小的，只儲存區塊頭資訊的節點。輕節點並不儲存鏈上的全部交易，但是可以透過區塊頭資訊，驗證某個交易是否存在於鏈上。輕節點合約則是包含了輕節點的智慧合約，用於驗證源鏈的資訊。透過在目標鏈部署源鏈的輕節點合約，即可實現對源鏈的資訊進行真實性驗證。

當源鏈A有哀求傳遞一筆跨鏈交易資訊給目標鏈B時，交易發起者將該交易的明細內容、區塊高度、以及該交易SPV證實（指該交易的默克爾路徑）一併提交到B鏈；部署在B鏈上的A鏈輕節點合約，透過SPV證實，重新計算該交易所在區塊的區塊頭雜湊值；得到的雜湊值與輕節點中對應的區塊頭雜湊值進行比較，假如一致，則表明該交易確實發生在該區塊中，若不一致，則說明該交易並不存在於該區塊。

儘管任何人都可以向目標鏈提交交易明細及其SPV證實，但實際跨鏈應用中，往往會有專門的角色來做這件事，也就是中繼者（Relayer）。中繼者將源鏈的區塊頭傳輸到目標鏈，建立輕節點，然後中繼者從源鏈搬運交易資訊到目標鏈時，用輕節點上的區塊頭資訊驗證交易資訊的正確性。

原生驗證需要至少有一個老實的中繼者，或者使用者必需自己傳輸交易。原生驗證是信任最小化程度最高的一種跨鏈通訊方式，但是它本錢也很高，開發靈活性較低，而且更適合狀態機相似度較高的區塊鏈，好比以太坊和L2網路之間，或者基於Cosmos SDK開發的區塊鏈之間。例如 Cosmos IBC 和 Near RainbowBridge，Rollup 的進口和出口也是這種特殊形式。此外，基於零知識證實（ZK）的互操作性協議也使用輕客戶端和中繼來驗證跨鏈轉移。

外部驗證（Externally Verified）

外部驗證協議是指使用外部驗證器集合來在鏈之間傳遞資料的協議。通常的做法是引入一組外部的驗證者來負責驗證跨鏈資訊，使用者必需相信這些驗證者是可託的，驗證者內部可能有某種機制來達成共鳴。

（圖2：外部驗證）

外部驗證者有很多不同的實現方法，好比多方計算系統、預言機網路以及門限多重簽名合約等，但這些方案都需要驗證節點進行信任最小化的鏈下計算，並在鏈上進行驗證。

我們需要意識到，在引入外部驗證者的同時，引入了新的安全假設。外部驗證通常要假設一半以上的節點是老實的，這樣才能維持跨鏈互動的可靠性。不外，要晉升信任最小化水平，還需要採用其他技術，好比加密經濟質押、反欺詐網路以及樂觀的通證橋驗證（optimistic bridge validation）等。採用外部驗證的互操作性協議有：Thorchain、Multichain、PolyNetwork等。

本地驗證（Locally Verified）

本地驗證協議是指僅涉及跨鏈互動的各方驗證該互動的協議。本地驗證協議將複雜的n方驗證問題轉化為一組更簡樸的2方互動，其中每個參與方僅驗證其對等方。只要雙方在經濟上是對抗性的，即雙方沒有辦法勾結起來從更廣泛的鏈中獲取資料，這種模型就可以運作。