互联互通架构图互联互通机制

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boyboy 2024-01-05 19:50:59

文章标签 互联互通架构图互操作性区块链 Endpoint 文章分类 架构后端开发

互联互通是一直没被解决好的刚需

在区块链中，如果把每一条区块链比喻成一个独立的账本，不同账本之间没有建立起互联互通，各个链上的数据和用户资产是处于相对独立的状态，单个的区块链就像一座座孤岛，互通性很差，这极大地限制了区块链的发展潜力。

互联互通架构图互联互通机制_互联互通架构图

只有打通各个区块链之间的互操作性，才能实现数据和资产的全面流通，解决全链（Omnichain）的互操作性才更有可能出现超级应用。

全链互操作性是互联互通的新范式

最早还没有跨链协议的时候，用户需要做资产跨链的话，需要借助中心化交易所，在中心化交易所完成资产转换后再提币到目标链上。这种方式中间操作繁杂、手续费损耗较高、效率较低，而且只是资产跨链，并没有涉及到消息跨链。

当前同时实现资产跨链和消息跨链的区块链互操作性解决方案主要有两种：

1、可信中继器：这种方案通过源链发送交易，由中继链对交易进行验证并达成共识，最终将交易发送到目标链；

2、轻节点模式：这种方案是通过在两个链之间互相部署对方链的轻节点，互相同步对方链完整的区块头，从而可以验证对方链的交易。

第一种方案不够去中心化，而且最终形成的往往不是开放的跨链生态，而是一个新的封闭的生态，还存在被单点攻击的风险；第二种方案成本太高，比如在以太坊上运行一个链上轻节点，每条目标链每天都要花费一笔不菲的成本。

针对区块链互操作性的发展现状，Layerzero提出了一种新的解决方案：

超轻节点模式：这种方案是通过在每条链上都部署一个Endpoint，这个Endpoint会运行一个超轻节点（ULN，Ultra light node），然后通过Oracle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Relayer来传送Proof证明信息，两者相互验证，从而确保信息的正确。

通过超轻节点模式，Layerzero使本地跨链交易成为可能。

Layerzero是如何实现全链互操作性的

Layerzero是一种全链（Omnichain）的互操作性协议。Layerzero构建了一种全新的超轻节点模式，为各种跨链协议提供一种安全可靠的基础设施。

Layerzero相当于运行全链的超轻节点，layerzero依赖Oracle和Relayer在不同链上的Layerzero Endpoint之间传输信息，通过Oracle传递区块头（区块头中包含了交易信息、消息m等），Relayer传递交易证明（Proof信息），彼此验证来确保安全。

下图展示了Chain A上的用户应用程序（UA， User Application）通过Layerzero向Chain B上的用户应用程序发送消息的流程：

互联互通架构图互联互通机制_Endpoint_02

Layerzero包含三个核心组件：Endpoint、Oracle、Relayer。其中：

1、Endpoint：负责和用户或应用直接交互，呈现在用户端的是User Application。Endpoint可以理解为由一系列智能合约组成，在每条链上部署一个。Endpoint具体又包含3个模块——Communicator（通讯器）、Validator（验证器）、Network（网络）；

2、Oracle：准确来说是个外部组件，属于第三方预言机服务，独立于Layerzero协议，Layerzero目前使用的是Chainlink。预言机的作用是将区块头信息发送到目标链，然后再结合Relayer的Proof信息验证交易的有效性；

3、Relayer：中继器负责获取并传送指定交易的Proof信息。目前是由Layerzero来做Relayer的服务，以后可以由具体的业务方来做Relayer这个角色。Relayer可以赚取大部分的跨链手续费。

基于Layerzero实现的全链互操作性有许多优势

全链（Omnichain）互操作性与跨链协议实现的互操作性相比有突出优势。除了因为解决方案的不同而产生的兼具安全性和低成本的结果，基于Layerzero去做跨链协议、全链应用，对应用层协议本身也有诸多好处。

应用层协议可以更多地专注于自身业务的发展。基于Layerzero构建的应用，可以更少的顾虑底层公链的发展前景，更多的专注于发展项目自身的业务。当全链（Omnichain）的应用越来越多的时候，甚至有可能一定程度上改变行业内一直存在的“胖协议、瘦应用”的现状，使更多创业团队能够开发出吸引巨量用户的应用层产品。

可实现Omnichain全局状态共享。以往的应用层协议，如果存在于多条链上，实际上是在运行孤立的应用。我举个例子：如果Uniswap分别在3个链上部署，按照一般的跨链方案，每两条链之间都需要部署一个桥，那么在3条链上就需要3个桥，那就需要编写三个桥的代码，最终会有3个独立接口和3种不同的安全属性。如果需要在更多链部署的时候，工程量就更大了。但如果使用Layerzero，则只需要有单个接口和代码库用于所有的跨链对。

可实现统一流动性的桥接。一般桥接协议的资金效率是非常低的，仍然以Uniswap在3个链上部署为例：按照一般的跨链方案需要有3个桥，而且这3个桥在每个源链和目标链上都需要有1个池子，那就需要6个池子，每个池子都需要填充流动性，资金效率非常低；但是如果基于layerzero做这个事情的话，就只需要做一个桥，在每条链上只需要1个池子。同样的资金情况下，池子的深度可以更有保障，资金效率更高。

基于Layerzero这个全链互操作性可以跑通很多以往不太容易实现的业务，比如：

全链跨链桥；
跨链交易；
全链收益聚合器；
跨链借贷；
全链Token/全链NFT；
全链NFT跨链桥；
……

总之，在解决区块链的孤岛难题上，Layerzero以全链（Omnichain）思维实现了降维打击。

Layerzero的生态发展现状

Layerzero成立两年时间不到，主网上线三四个月，但已经有非常靓丽的业绩了。

平台数据方面，主网上线两周时间就达到了44亿美元的TVL，数十亿美元的交易额。

生态发展方面，测试网时期就已经有700多个智能合约部署在Layerzero，截至8月份已经部署了超过4300个智能合约，其中有超过600个非常活跃。

区块链覆盖方面，Layerzero在Omnichain的道路上属于绝对的领路人、探索者。最初只支持EVM兼容的7条链（包括Layer1和Layer2的链），现在已经开始往Solana、Aptos和SUI等非EVM的公链拓展，计划覆盖行业内大多数头部Layer1和Layer2链。

Layerzero不仅自身数据靓丽，其生态内的头部项目发展得也挺好。比如：

1、全链跨链桥 Stargate

Stargate是基于Layerzero的全链跨链桥，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。

上线伊始有40亿美元的TVL，目前仍保持5.9亿美元TVL，曾先后获得FTX、A16Z、红杉、Binance、Coinbase等众多一线机构投资，在FTX做IEO时的估值高达10亿美元，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。

2、跨链DEX Hashflow

Hashflow是基于Layerzero的无桥跨链交易服务。截至目前总交易量超过90亿美元，最近24小时交易量达2360万美元，日活跃用户1335人。Hashflow上个月末公布了A轮融资，估值4亿美元募集了2500万美元。

最为人称道的是，Hashflow通过使用询价（RFQ）模型，可以帮助专业做市商更好地管理流动资金池，而且还有MEV保护功能。

3、全链NFT gh0stlygh0sts

Gh0stly Gh0sts于4月4日推出，是第一个基于Layerzero的全链NFT集，并以其Free mint和Omnichain的特点迅速吸引了广泛的市场关注。

Gh0stly Gh0sts可以在7条链上的任何一条链上mint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，所以可以很容易分辨出这个NFT的前世今生。不过也有惹非议的点——这个NFT集所谓的在任意链上都可以mint，实际上是分配了局部编号的NFT在各个链上，并非真正意义上的任意一个NFT都可以在任意一个链上mint出来。Gh0stly Gh0sts创始团队对这一点的设置，可能是在各个链的全局最终性和全局一致性上不是很好解决？不过这类Omnichain NFT的跨链，通过使用Layerzero协议是切实实现了的。

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。