TL;DR
1，区块链间的资产数据流动是必然趋势，跨链桥也成为必然产物。2，跨链桥主要采用3种技术方案：锁定+铸造/销毁类、资金池类、原子置换类。3，跨链桥发展的4个趋势：NFT跨链、跨链聚合、跨链资金池参与DeFi生态、专注于特定生态的跨链。
根据Blockchain-Comparison的统计，现在Layer1区块链数量至少有126条。这些区块链彼此各不相同。比特币是一个电子现金转账网络，网络中应用匮乏，BTC虽然很有价值，但是经常被束之高阁，资产价值没有被发挥出来。以太坊是一个应用网络，生态丰富但是网络经常拥堵，大量资金被用来付gas费，用户体验不太好。BTC希望能到以太坊参与DeFi。ETH则希望在网络拥堵的时候到Near等链上交易。在这种背景下，Layer1和Layer1间、Layer1和Layer2间、Layer2之间的资产、信息流动成了一种必然趋势。区块链之间资产流动所依赖的工具——跨链桥也成为必然产物。哔哔News对71个跨链桥做了统计。在这篇研报中，我们将从跨链生态现状、技术方案、趋势和机会3个维度对跨链生态进行最全面的梳理和解读。
71个跨链桥来源：哔哔News跨链生态现状
如我们现在所看到的，资产跨链已经成为一种很广泛的现象，甚至到了无孔不入的程度。首先是跨链桥多。根据debridges.com今年7月份的数据，以太坊、BNBChain、Polygon上的跨链桥数量分别达到100个、68个、48个。再加上新公链、新Layer2出现，相应的跨链桥配套设施应该会越来越多。其次是跨链资产多。以BTC为例，你应该看到过很多和BTC相关的资产，如WBTC、anyBTC、VBTC等等，其实这些都是基于BTC生成的跨链资产。这还只是同质化代币的部分，随着NFT发展，NFT的跨链预计会带来更多让人眼花缭乱的跨链资产。再者是跨链渗透到各种各样的生态和DAPP。据了解，主流的链和层，包括以太坊、BNBChain、Polygon、Avalanche、Fantom、Arbitrum、GnosisChain、Harmony、Optimism、Moonriver都已经采用跨链方案，其中光是以太坊生态中的桥锁仓量就达到了78亿美元。跨链桥也在支持越来越多的生态，例如Multichain凭一己之力把55个链或层连接起来。跨链的渗透性在DeFi的可组合特点下得到了最好的发挥。我们经常在DAPP中看到各色跨链资产，如借贷市场中的WBTC、DEX中的ceUSDC。Multichain这张生态图很好地说明了这一点。
Multichain生态所以随着越来越多的跨链桥出现，跨链资产无论是种类还是金额都在急剧增长，同时生态间的跨链交互也越来越频繁和错综复杂。整体来看，在当前阶段，跨链最繁荣的生态是以太坊、BNBChain、Polygon、Avalanche、Fantom等。跨链资产中，USDC类的占比最高，其次是USDT、MATIC、ETH/WETH、DAI。哔哔News统计的71个跨链桥中，TVL排名靠前的跨链桥包括：PolygonBridge、ArbitrumBridge、OptimismBridge、Stargate、WBTC等。技术方案和优劣势分析
首先需要说明的一点是资产并不能真正实现跨链。就好像实物黄金不能真正钻进你的资产账簿，在账簿中，我们只能用文字格式的黄金余额来代表黄金持仓。类似的，因为区块链之间的记账规则不一样，BTC也不能直接在以太坊网络中使用，我们能做的是把BTC改造成符合以太坊网络记账规则的资产，用这种资产去代替BTC使用。所以当我们说资产跨链的时候，我们其实在说代表资产价值的凭证在另一条链上的铸造和销毁过程，或者原生资产和跨链资产的直接兑换过程。目前跨链桥的技术方案主要可以分成三种：1，锁仓+铸造/销毁类；2，流动性池类；3，原子置换类。锁仓+铸造/销毁类WBTC是典型的锁仓+铸造/销毁类跨链桥。用户要把BTC跨链到以太坊网络，他需要向承兑商请求WBTC。承兑商先对用户进行KYC/AML验证，然后把用户的BTC交给托管机构托管，托管机构和承兑商执行WBTC铸造，承兑商再把WBTC返还给用户。
在这个过程中，资产的锁仓、铸造、销毁依赖智能合约或中心化的第三方。最薄弱的安全环节在于桥本身。智能合约的漏洞、控制资产托管地址的第三方等都有可能成为单点故障。因此，我们在评估跨链桥安全性时常常会考虑桥的验证者数量和分布、验证者是否被要求质押、质押有没有作恶罚没机制、资产是由智能合约托管还是由多签控制，又或者是由单一的第三方保管。在验证者去中心化分布、验证者被要求质押资产、作恶有罚没机制、资产由智能合约托管的情况下，跨链桥的安全程度更高。除了WBTC外，以太坊的一些Layer2官方桥，例如PolygonBridge、ArbitrumBridge，连接以太坊和Near生态的RainbowBridge，以及一些支持多链的第三方桥如Wormhole也采用锁仓+铸造/销毁类机制。考虑到跨链以锁仓+铸造或销毁+解锁的顺序进行，锁仓+铸造/销毁类跨链桥的跨链效率会比其他2类跨链方式低一些。流动性池类流动性池类跨链桥在锁仓+铸造/销毁类跨链桥的基础上增加了流动性池。因为原生资产和跨链资产被提前放置在流动性池，跨链速度会快于前者。这类跨链桥的逻辑应该是这样的：1，跨链桥在源链和目标链各设立一个流动性池，分别提前放置好原生资产和跨链资产。2，跨链桥提供staking奖励吸引用户向流动性池中存入资产。这些用户充当LP的角色。3，用户在跨链的时候，原生资产填充到源链的流动性池，同时从目标链的流动性池获得跨链资产，兑换比例可能通过预言机获取。4，流动性池类跨链桥更为广泛的一种操作是：第三方跨链桥自身发行一些跨链资产，作为源链资产和目标链资产间的交易媒介。例如USDC>anyUSDC>USDC。
Multichain上的流动性池可以看到，这类跨链桥的安全风险主要由LP承担。池子一旦被黑客攻击，LP提供的资金流动性很可能会被黑客取走。池子失去平衡也会导致跨链资产价值凭空蒸发，从而把危机传导给跨链用户。目前采用流动性池方式的跨链桥主要有ThorSwap、HopExchange、SynapseBridge、BobaGateway等。LayerZero是一个全链互操作性协议，它的跨链方案在流动性池的基础上做了进一步的优化。一方面，它通过“统一流动性池”让各链共享流动性。另一方面，它通过在各个区块链上部署Endpoint，在Oracle和Relayer的帮助下实现对跨链消息的验证和链间的通信。例如A链的DAPP告诉部署在A链的Endpoint“我要把1ETH发送到B链。”当这笔交易在A链上链后，Oracle会到A链检查交易是否真的上链，Relayer也会去A链获取这个交易的证明。Oracle和Relayer将它们获取到的内容都发送到B链的Endpoint，如果两者内容匹配，则A链的消息发送到B链，否则交易被忽略。
来源：W3.Hitchhiker在Endpoint的部署和Oracle、Relayer的帮助下，链和链间的状态能做到一致和同步。所以LayerZero可以“更直接”地进行资产跨链。以采用LayerZero方案的全链借贷项目Radiant为例，你可以在Arbitrum网络存入ETH，然后直接在Avalanche借出USDC。相比于锁仓+铸造/销毁机制下的跨链桥，流动性池跨链桥和区块链去中心化的特点更为接近。原子置换第3类是原子置换类。原子置换类跨链桥存取资产都通过私钥，当一方作恶时，另一方可以通过时间锁取回资产，不需要中心化的第三方提供信任保障，所以在3类桥中最安全。这种方式的局限和优势都比较明显。局限性在于，原链和目标链要基于相同的算法，并且都要兼容HTLC。优势在于符合条件的原链和目标链上的任何资产都可以直接交易，不需要中间资产作为媒介，交易费用比较低，速度也更快。此外，交易可以直接通过用户钱包发起，不需要将资金托管给中心化的第三方，更去中心化也更安全。目前采用原子置换类跨链方式的主要是cBridge。当有跨链需求时，cBridge会创建一个状态通道，在这个通道上进行原子置换。以从Arbitrum到Optimism的跨链为例：1，USDT被锁定到Arbitrum的安全合约2，一个状态通道被创建，cBridge生成访问合约的密钥，并与relaynode共享这个密钥的加密哈希3，Relaynode在Optimism创建一个安全合约地址并在其中存入相同数量的USDT4，用户通过cBridge用密钥获取Optimism上的USDT，在这个过程中relaynode也会知晓密钥，并可以用这个密钥解锁Arbitrum安全合约中的USDT5，如果用户迟迟不通过cBridge获取Optimism上的USDT，那么12小时后时间锁会起作用，relaynode和cBridge端的用户能先后取回锁定的USDT在此基础上，cBridge通过SGN来为跨链信息验证提供保障。SGN上的节点通过质押CELR来参与验证，作恶或者掉线都会受到惩罚。整个机制比较安全。目前SGN上总共有21个验证者参与交易验证，质押CELR数量超过24亿枚。
来源：sgn.celer.network跨链趋势与机会
资产跨链本质上是对安全性、速度、可拓展性的权衡和取舍。例如，一个跨链桥如果支持尽可能多的链和资产，它同时也会引入更多的风险点。由于无法在所有维度都做到完美，各大跨链桥往往会选择一个角度作为发展策略。Layer2官方桥注重安全性以PolygonBridge和ArbitrumBridge为例，它们各自只支持以太坊主网和Polygon、以太坊主网和Arbitrum间的跨链。这种做法把跨链生态限制在以太坊和Layer2，确保了更高的跨链安全性。此外，这种策略还通过定位以太坊主网和Layer2间的跨链捕获Layer2发展红利。目前Layer2处在一个比较关键的发展时期，越来越多的资产跨链到Layer2。通过这种方式，Layer2官方桥捕获了大量TVL。PolygonBridge、ArbitrumBridge、OptimismBridge目前在所有跨链桥中就排名TVL前三。跨链聚合器注重用户体验聚合类跨链桥也成为一种趋势。根据哔哔News的不完全统计，71个跨链桥中，有12个通过聚合DEX、跨链桥来提供跨链服务，包括OptimismBridge、BobaGateway、LI.FI、Bungee等。在这些跨链桥界面，用户选择跨链/swap资产、原链、目标链后，平台会向用户展示多个路由，并根据gas费、跨链时间等给出路由排序，用户能比较方便地选择最佳跨链方案。
LI.FI跨链界面此外，聚合类跨链桥也在一些小的细节上进行优化。比如Bungee提供加油功能。用户在跨链gas不足的情况下，可以通过加油功能从其他链转移代币作为gas费。越来越多的跨链桥提供staking选择以LI.FI为例，LI.FI上的XSwap用于资产的跨链swap，YPool则专门为用户提供了一个staking入口，用户作为LP提供流动性可以获得staking收入。这种通过聚合用户手中流动性来优化资金池深度的做法正在被越来越多的跨链桥采用，包括采用锁定+铸造/销毁模型的Multichain和采用原子置换模型的cBridge也都同时采用了staking功能。NFT桥成为新的潜力跨链赛道如果说目前同质化代币的跨链方案比较雷同，那么NFT跨链还存在比较大的探索潜力。NFT跨链的实现难度高于同质化代币。每一个NFT在NFT集合和TokenID上都是不一样的。这意味着跨链桥可能要从NFT合约地址+TokenID的粒度上对NFT进行支持。再加上跨链的NFT要在2条链上都有部署，这使得NFT的跨链不那么容易拓展。举个例子，Multichain和Chainswap都支持NFT跨链，但是Multichain只支持有限的3个NFT集合进行跨链，而Chainswap支持NFT合约地址和TokenID的导入，支持的范围更广。
Multichain只支持3个NFT集合跨链
ChainswapNFT跨链界面参考同质化代币的跨链思路，NFT跨链也可能出现聚合类平台。此外，NFT跨链目前可能还处在锁定+铸造/销毁模式，如果通过流动性池类进行跨链，那么NFT流动性池应该会面临比同质化代币跨链更严重的流动性深度不足问题，如何解决这个问题可能会成为NFT跨链桥的竞争焦点。目前Multichain、cBridge、Chainswap、HorizonbyHarmony、deBridge、EVODeFi、Parakeet.dao都已经提供了NFT跨链功能。跨链桥资金池参与DeFi生态跨链桥资金池参与DeFi也正在成为一种趋势，例如Chainswap将支持跨链DEX、跨链借贷，Aave在V3版本中提出跨链+借贷方案。跨链桥资金池和DeFi天然契合。这种做法能比较好地提高资金利用率，同时也能通过鼓励LP提供流动性的方式提升资金池深度，提升跨链桥本身的体验。当然，LP获得较高stakingAPR的另一面是他们要同时承担跨链风险。如何确保资金池安全应该会成为长期内跨链桥赛道的主题。其他创新我们也在跨链桥项目中看到了其他方面的一些创新。例如OptimismBridge支持区块链和CEX间跨链，Layerswap支持CEX和Layer2间跨链，BobaGateway支持多个币种同时跨链，XYFinance支持对多个收款人进行跨链转账，RouterProtocol则持用多种代币支付gas费等。可以预见跨链桥在各个维度的创新还将源源不断地出现。结语
Vitalik曾经发文表示“区块链的未来是多链而不是跨链，跨链桥的安全性存在根本限制。”虽然跨链桥确实构成安全问题的重灾区，但是我们认为只要不同的链和层定位不同，有不同的特点，资产和数据的跨链交互就不可避免。硬币的另一面是，跨链桥所面临的瓶颈如更好的安全性、更好的资金池深度等对于跨链桥而言也是机会，或许我们能看到不一样的突破。目前来看，跨链桥可预见的机会在于全链通信和全链互操作性的实现、跨链资金池和DeFi的结合、NFT跨链，以及专注于特定生态的跨链，如L2跨链和非EVM链跨链。跨链桥赛道的范式还未确定，这还是一个充满潜力和变数的赛道。参考文章：《跨链揭秘：跨链过程中你的资产真的转移了么？》by区块律动《跨链漫谈：深度解析16个跨链方案权衡》byDoDo《拆解LayerZero的多链野心》byW3.Hitchhicker《为什么跨链桥成为兵家必争之地》byIOSG
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