如何让上千亿生态快速进入Polkadot,看转接桥的神奇魔力

波卡号称能链接比特币、以太坊等诸多生态,究竟怎么实现呢?

如何让上千亿生态快速进入Polkadot,看转接桥的神奇魔力

背景

自从 2015 年全球知名杂志《经济学人》The Economist 封面报道“区块链:信任的机器”之后,区块链可谓是插上了飞翔的翅膀,一路高歌猛进,但这条路似乎也并不平坦,中间坎坎坷坷,哪怕现在,依然有不少技术问题或者商业问题困扰着区块链的发展。

2017 年的区块链以突破 TPS 设定为前提,困扰了行业一两年,大家前赴后继宣称自家 TPS 多么的牛,各家也靠该数据来比拼在行业中的地位,但是到了 2019 年,似乎没人再去强调 TPS,就像“皇帝的新衣”一样,大家都陷入了沉默。

但是 TPS 真正留下了什么念想呢?

大家忽然明白,虽然去刻意比拼 TPS 不是一个好的选择,但摆在大家面前的性能问题却是实实在在的鸿沟,于是大家不约而同的开始寻找新的出路,不管是比特币,还是以太坊,人们希望通过一些创新的方式来扩展其原本设定的一些参数,尤以以太坊 2.0 最为突出。

相对的,还有一些聪明的开发者发现了扩展区块链性能的另一个途径,也就是我们现在 Polkadot 身上看到的异构跨链,区别于通过把一条马路扩宽的方式,Polkadot 巧妙的使用了增加车道的手法来解决性能问题,由此拉开了跨链的新世界大门。

与此同时,跨链恰好又解决了另一个困扰大家的问题——“信息孤岛”,毕竟过去几年,各条区块链都在自己生态内拼命努力,但却事倍功半,Polkadot 在解决性能问题的前提下,似乎还可以打通各个“闭关锁国”的区块链生态,而这又是一片新天地……

转接桥是什么?

1 再探 Polkadot 架构

我们知道 Polkadot 异构跨链功能实现的重要角色包括中继链,以及相配合的平行链和转接桥,当然我们在前面的文章中已经比较详细介绍过三者的概念和作用,这里再简单叙述下,便于各位理解。

其中,中继链(Relaychain)是负责处理网络中整体共识和安全性的主链,平行链(Parachain)是基于 Substrate 框架做出来的与中继链有相同共识的分片,所以 Polkadot 的跨链本质也归属在“分片”一类,只是方向不同。

同时,Polkadot 网络中大部分计算工作都将委托给各个平行链进行处理,平行链会负责具体业务场景的实现,但安全性依然来自中继链的提供。而平行链之间可以通过 XCMP(Cross-chain Message Passing) 进行彼此通信,所以,平行链和中继链是 Polkadot 网络中非常重要的角色。

那第三个角色,也就是转接桥(Bridge)究竟是做啥的呢?

2 转接桥是什么?

首先我们需要明确一点,Polkadot 最终是要达成异构跨链的功能,何为异构跨链,顾名思义是能让构架并不相同的区块链之间能进行交互。

目前,Polkadot 的平行链代码的基本框架已经基本完成,而平行链与平行链之间的跨链,由于大家都是同样的框架形成,它们之间的跨链其实是属于同构跨链,而异构跨链,就好比是已经成熟的区块链,比如比特币、以太坊跨到 Polkadot 上,由于它们与 Polkadot 的底层共识不一样,所以不能直接连接到中继链上。

所以,转接桥就是充当了一个中间角色,它是 Polkadot 中继链和外部链之间的中介的平行链,一方面让中继链觉得该外部链是一条平行链,另一方面通过在 Polkadot 的平行链和外部的区块链上部署智能合约,让中继链与其他本身不兼容 Polkadot 的区块链之间进行交互,以实现跨链的功能。

按照咬文嚼字的意思,桥本身是一种用来跨越障碍的大型构造物,确切的说是用来将交通路线 或者其他设施跨越天然障碍 (如河流、海峡、峡谷等)或人工障碍 (高速公路、铁路线)的构造物,所以用在 Polkadot 生态这里显得颇为贴切。

如何让上千亿生态快速进入Polkadot,看转接桥的神奇魔力

更通俗的比喻来说,桥就是转换器,好比 Polkadot 是苹果系统,它的连接线也是苹果系统的接口,而其他的链就好比是安卓的设备,是 USB3.0 的接口,要想连接到 Polkadot 上,就需要一个苹果-安卓转换头才能连上,而这个转换头就是转接桥。

综合分析,转接桥可以理解为是一种特殊的平行链,主要是让那些已经成熟,有自己生态的区块链项目也能接入 Polkadot 生态,而这不仅对于 Polkadot,甚至对那些原本有自己生态的项目来说都提供了一个绝佳的扩展途径。

转接桥的意义

1 扩展原有区块链的性能和功能

前面我们提到,一些区块链网络由于发展比较早期,也因为技术和行业发展的限制,使得在当初开发时所设想的逻辑有些不符合现阶段的市场,正因如此,才会有像比特币闪电网络、比特币的侧链 RSK、Layer2 这样的解决方案产生。

但是,正如我们所看到的,其实很多解决方案似乎并不能彻底解决一些区块链发展的问题。所以他们生态发展的天花板也成了诟病,而 Polkadot 网络中桥的设定,可以让原本已经发展不错的区块链网络接入更大的生态中,尤其是对像比特币、以太坊这样发展时间足够长,生态已经足够丰富的区块链网络来说,显得更为意义非凡。

今年年中 DeFi 未受疫情影响,以 Compound 异军突起,紧接着众多 DeFi 项目层出不穷,使得 DeFi 突然大爆发。而这样的爆发,让 DeFi 整个资产规模达到一百多亿美金。尽管这已经是一个里程碑式的成绩,但是如此热闹的 DeFi 中也缺失了一个最重要的角色,那就是目前市值超过 3000 亿美元的比特币。如果比特币的资金能任意地进入 DeFi 生态的话,对比特币和 DeFi 来说是一个双赢的局面。

一些以太坊生态的项目方也看到了这个契机,比如用中心化的方式发行以太坊上的 BTC 的 wBTC,以及一些去中心化方式发行的 renBTC 等等。但是如此一来依旧只是把 BTC 困于以太坊的生态(正如这次 90% 的 DeFi 都在以太坊上),同时还会受到以太坊自身的性能和发展的影响,因此,比特币需要一个更有扩展性的生态来让它与 DeFi 相结合。

而通过 Polkadot 的转接桥,我们可以将比特币与 Polkadot 生态联通,一方面能够通过平行链的智能合约模块为比特币赋予智能合约的功能,另一方面,又可以享受 Polkadot 分片机制带来的性能提升。

那么比特币如此,其他的区块链也会获得同样的优势,这一切都基于“桥”这个角色。

2 万链互联带来的“网络效应”

回想一下,我们最开始用微信的时候,人其实并不多,大家主要的好友都还是在 QQ 上,而到后来用微信的人越来越多,大家才逐渐的离不开微信,而这个过程中,我们就实际的感受到了什么是网络效应。

当我们回顾网络发展时,不得不提到“流量”这个词,作为互联网过去 10 年发展的支柱数据,流量用一个数据捧出了众多互联网巨头,而其背后的深意是:当一个网络(或产品)中使用的用户越来越多,就越有价值,进而带来了网络效应,而这也是互联网流量公司背后的估值逻辑。

而这种网络效应不仅适用于互联网,对区块链来说同样如此,众所周知,其实区块链现在并没有非常成熟的产品,用户量也少的可怜,即使热闹的 DeFi 产品也才刚刚突破 100 万,而且是所有 DeFi 产品的合集,而非单个产品。

所以,区块链世界迫切需要产生网络效应的“网络”先产生,而所谓集百家之长,共建大生态的意义就在于,Polkadot 网络中的桥可以串联起无数个(理论上)非 Polkadot 共识的区块链网络,从而带来形成网络效应的基础。

如果当初不是比较统一的互联网协议产生和被认可,或许互联网现在还像局域网一样,只能用来斗地主和下象棋,而区块链同样处于这样的阶段。当前的各个区块链的发展始终处于一个独立发展或者竞争的关系,就好比 EOS 要挑战 ETH 一样,即使 ETH 做得大,也会有项目与之竞争。

但是 Polkadot 所做的方向不同,Polkadot 是一个更加开放和包容的项目,想做的是各个区块链的底层基础设施,将各个区块链链接成一个更大的网络。从这一点上,ETH 跟 Polkadot 完全不是竞争关系,而 Polkadot 可以包容性的将 ETH 通过转接桥链接到自己的生态中,甚至连所谓的跨链双雄之一的 Cosmos,目前也有项目进行 Cosmos 到 Polkadot 的转接桥的研发。

而 Polkadot 一旦将优质的项目都用跨链的方式连接起来后,就会形成一个巨大的网络效应,未来新的区块链项目一定会想着加入 Polkadot 生态,这就好比是新的网络游戏都想借用腾讯的流量一个道理。而这个网络效应,便是 Polkadot 的护城河,也将是 Polkadot 经久不衰的最根本原因。

Polkadot 转接桥生态项目概览

说明: 这个部分介绍的项目,有的自身定位就是转接桥,有的则是部分功能包含了转接桥,并不代表所有项目都是转接桥。其次,在此介绍的项目并非转接桥生态位的全部项目,选取的是比较有代表性的项目, 并不代表任何投资建议。 我们的目的是让大家了解到,在转接桥这个生态位中各个项目方都有怎样的布局,以便更好地了解 Polkadot 整个生态的发展情况。

1 Polkadot 上的比特币:PolkaBTC

比特币作为市值和共识都是最大的加密货币,自然是有许多项目希望把比特币接入到 Polkadot 生态当中,Interlay 就是这样一个团队。获得过 Web3 基金会 Grant 资助的 Interlay ,计划于 2021 年初推出 Polkadot 的首个无信任包装的比特币 PolkaBTC,这是 Polkadot 迈向真正跨链(互操作)生态系统的关键一步。

用户能够 1:1 对应的在 Polkadot 上铸造比特币锚定的资产——PolkaBTC,一旦完成这一步,正如我们之前所讲的,比特币就可以引入到 DeFi 生态中。而事实也确实如此,Interlay 团队已经收到多个 Polkadot 生态项目的橄榄枝,希望将 PolkaBTC 加入到它们的生态中,其中就包括 DeFi 板块的 Acala、Larminar、Equilibrium、Polkaswap,以及其他诸多板块的 Plasm Network、Edgeware、Moonbeam、Chorus One 等。

所以,这个项目可谓万众期待,毕竟比特币接入 Polkadot 的意义非凡,以至于让官方亲自撰文介绍 PolkaBTC,可见一斑。

目前,根据 Interlay 提供的路线图,第一个 Alpha 测试网计划已于 2020 年 11 月面世,一个功能就绪的 Beta 测试网(包括预言机和 XCMP 链间信息传输)将于 2021 年 1 月推出。一旦代码库的审计在 2021 年 2 月完成,并且在 Polkadot 和 Kusama 上启用平行链,BTC Parachain 将上线:首先在 Kusama,然后在 Polkadot 主网上。

如何让上千亿生态快速进入Polkadot,看转接桥的神奇魔力

2 Kusama 要转正?

我们在上一篇文章  中就提到,Polkadot 团队对 Kusama 期望是未来它将成为一个平行中继链网络,正式链接进入 Polkadot 生态中,而不仅仅是一条测试网。

转正的方式就是通过转接桥的形式,将 Kusama 接入到 Polkadot 生态当中。而目前这个工作,确实是有人在为此付出努力,由 Polkadot 的主要研发团队之一的 Parity Tech 里的 Bridge Team 在做。

此次 12 月 3 日的 Polkadot 首届社区会议 Polkadot Decoded 中已经明确提到了这点,这又为 Kusama 的潜在价值埋下了伏笔,具体关于 Kusama 的转接桥进度,还需等官方后续更详尽的披露。

3 ETH 也是重头戏

以太坊是目前最大的区块链应用平台,自然是有许多项目方在考虑将以太坊也加入到 Polkadot 的生态中,在今年 8 月份,软件开发公司 Snowfork 宣布,他们正在建立 Polkadot 与 以太坊(ETH)之间的转接桥,最终传递直接的智能合约指令,最初的实现非常简单,将允许把以太坊和 ERC20 代币转移到 Polkadot 上,Snowfork 目前已获得 Web3 基金会的 Grant 支持。

除此之外,Polkadot 与 Cosmos、EOS、ZCash 这些区块链项目的转接桥也在规划或者正在研发中。

4 含转接桥功能的项目一览

A、资产跨链先行者:ChainX

作为最早开始研究 Polkadot,并且比官方还更早地利用 Substrate 发起一条区块链的 ChainX 来说(ChainX 是 2019 年 5 月主网上线,官方的 Kusama 则是 2019 年 8 月),资产跨链一直是他们的定位,正如他们的名字一样,意味着能链接任何资产。

在 2019 年,ChainX 就实现了将 BTC 跨链到 ChainX 上,这意味着只要 ChainX 能获得 Polkadot 的平行链插槽,那它也具有比特币转接桥的功能。并且在同年 ChainX 又加入了智能合约功能,意味着跨到 ChainX 的比特币已经可以使用智能合约了,这是第一个实现该功能的项目。

如何让上千亿生态快速进入Polkadot,看转接桥的神奇魔力

而定位于做资产跨链的 ChainX 在跨链方式上下足了功夫,ChainX 对于比特币托管方式一直在不断迭代,主要分为 5 个阶段:

1)信托节点管理多签地址

2)独立信托人管理 BTC 托管地址,人人可以做信托(类似于 Interlay 实现的效果)

3)基于 MPC (多方安全计算,一种隐私计算的技术)的去信任化托管方案,多签机制不依赖智能合约,理论上可以接入任何链

4)基于第三种托管方案的升级用户持有主加密私钥片段,强化托管系统安全性

5)同态加密方式实现去中心化托管

比特币托管方式的不断升级是作为进一步跨链的基础,在升级比特币托管方式的同时,ChainX 将利用比特币抵押生成其它所有币种,包括以太坊,ChainX 称为镜像跨链,正如愿景一样,未来它的目标是实现所有类型的区块链资产都能跨到 ChainX 上。

B、非多签跨链的实践:Darwinia (达尔文)

Darwinia 是一个以区块链游戏入局 Polkadot,如今扩展众多应用包括 Polkadot 区块浏览器、DeFi、NFT 以及跨链功能的基于 Substrate 开发的去中心化转接桥。在转接桥领域,它提出了创新性的一种通用的跨链转接桥方案 Darwinia Relay。这种方案不同于一般的多签解决方案,它不依赖第三方参与,而是通过在链上实现一个使用了特殊的 MMR 数据结构的 Super Light Client,解决了普通 Light Client 成本和性能的问题,并且实现了跨链的验证。

在今年 11 月份成功发布了以太坊到 Darwinia 的单向转接桥。在今后,Darwinia 将利用其跨链的优势,将其生态中的 DeFi、GameFi 应用以及 NFT 跨链推广到更多的主流区块链上。

C、利用转接桥为 Libra 附赠了隐私功能:pLibra

2019 年 6 月,Facebook 提出了基于一篮子货币的美元稳定币 Libra (最近 Libra 改名叫 Diem,定位也变成了由单一美元支持的稳定币),引得各国震惊,纷纷开始加速本国的央行数字货币研究。而 Facebook 的 Libra 如果能顺利落地,那么它在全球 20 多亿的用户将会直接享受到加密货币的便利,如此巨大的影响也是各国高度重视这件事情的原因。

而 Phala Network,一个 Polkadot 生态中的隐私项目,便盯上了它。因为 Libra 如果落地,将会有非常多的人将 Libra 用于支付,但是我们并不希望自己的各种数据包括资金使用情况等被 Facebook 掌握,所以保护隐私是一个重要的需求。

而 Phala Network 是一个利用 CPU 中的可信执行环境(TEE)与区块链结合的项目,并由此实现了保密的智能合约这个功能。Phala Network 便为 Libra 量身定做了一个 Libra 到 Polkadot 的转接桥,并且在这个过程中,增加了隐私保护的功能,可通过去中心化手段保护 Libra 用户数据隐私,这个例子就是利用转接桥为原有的链增加特定功能的一个案例。

对于以上项目的介绍,也许有读者看完后会说,做 BTC 跨链和 ETH 跨链的都有好几家,是不是只认一家就行了?

其实并非如此,区块链本身就是一个去中心化的开放环境,Polkadot 生态的跨链也没有唯一转接桥一说,对于我们(Polkadot 生态研究院)来说,更看重项目的后期运营,看谁最终能跑出来,不管黑猫白猫只要抓到老鼠就是好猫。当然,也有可能这些项目都跑出来了,那么 Polkadot 上有几条跨 BTC 或者跨 ETH 的链都有可能,也并不冲突,反而可能迎来百花齐放的状态。

后记

就在 12 月 8 日,Polkadot (Polkadot)创始人 Gavin Wood 在 Element 聊天室提到了关于平行链相关事宜的上线顺序,具体为:

1、上线 Rococo v1 并等待其稳定运行;

2、上线 Kusama 的 system (公共利益性质)平行链;

3、开启 Kusama 上的竞拍;

4、上线 Kusama 上竞拍成功的平行链;

5、在审计完成后,上线 Polkadot 的公共利益性质平行链;

6、开启 Polkadot 上的竞拍;

7、上线 Polkadot 上竞拍成功的平行链。

正如我们今天所介绍的许多项目,都是需要等待平行链的上线和插槽的竞拍,才能让自己作为桥的功能真正落地,所以,他们都虎视眈眈地盯着开发进度。

也因此,平行链的竞拍除了对于 Polkadot 来说是一个重要功能的实现,意味着 Polkadot 正式开启了跨链功能,这是一个对 Polkadot 本身就有极大利好的消息,而对于许多需要跨链功能的 Polkadot 生态项目来说,是其项目落地的重大利好。在这双重作用下,相信明年初,Polkadot 生态将会掀起一番新的热潮,毕竟现在全球已经有超过 300 多个团队在做与 Polkadot 相关的东西。

特别鸣谢: 感谢波卡中文第一社区 PolkaWorld 在内容上的支持。

参考资料:

1、想要搞懂波卡,先弄清楚这 3 个概念

2、比特币即将接入波卡!

3、平行链、转接桥和预言机,互操作性如何改变未来?| Polkadot Decoded

4、上一轮错过的达尔文主网 Staking,竟然又可以上车了!

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