LayerZero多鏈野心》9月版本支援非 EVM 鏈;技術簡析、生態項目一覽

LayerZero 跨鏈通訊協議,通過在鏈上部署一系列的智能合約(Endpoint)實現去中心化訊息跨鏈服務,以下試圖解說 LayerZero 的運作原理和現下生態項目介紹。本文源自 W3.Hitchhiker 研究員 Tiga 所著《 LayerZero 的多鏈野心》,並由 BlockBeats 整理。
(前情提要:Uniswap Labs 成立風險投資部門,已投資包含 PartyDAO、LayerZero 等 11 個項目
(背景補充:a16z、FTX、紅杉資本領投! LayerZero Labs 獲 1.35 億美元融資、估值達 10 億鎂

 

LayerZero 技術簡析

LayerZero 是一個跨鏈通訊協議,可以將一條鏈上的「訊息」傳遞到另一條鏈。

Layerzero 於 2021 年 4 月完成了$2M 的種子輪融資,隨後分別於 2021 年9 月和 2022 年 3 月分別完成了$6.3M 和 $135M 的融資。參投機構包括 Binance Labs,Multicoin,Delphi,A16Z,Uniswap,Polygon,Coinbase 等一眾機構,投資陣容可以說是頂級了。

LayerZero 通過在鏈上部署一系列的智能合約(Endpoint)實現去中心化訊息跨鏈服務。Endpoint 上運行著超輕節點,「超輕」兩個字體現在該節點只提供指定區塊的 Block header。傳輸過程中,通過 Oracle 與 Relayer 保證訊息發送的有效性與安全性。

Endpoint 是一個部署在鏈上的合約,負責提供消息的發送與接收。Relayer 和 Oracle 功能職責是一致的,都是發揮預言機的功能,不過傳輸的內容有所不同,兩者相互獨立運行,再由接收鏈的 Endpoint 對 Relayer 和 Oracle 發送來的訊息進行驗證與匹配,提高 LayerZero 的安全冗餘性。

具體的,LayerZero 將 Endpoint 分成了三個部分,分別是 Communicator,Validator,Network:

  • Communicator:面向 Dapp 的接口,
  • Validator:在接收方是負責對信息進行核驗的環節,
  • Network:是面向其他鏈的 Network 接受或發送訊息的接口。

其具體步驟如下:

Step 1:A 鏈上的 Dapp 與 A 鏈上的 Endpoint 交互產生一個交易 TTT,會產生 4 個參數,這些參數會通過LayerZero 發送給 Communicator。四個參數分別是:

  • t:交易T 的唯一交易證明(transaction proof)
  • dst:目標鏈 Endpoint 的標識符
  • payload:A 鏈的 Dapp 要發送到 B 鏈的數據
  • relayer_args:A 希望使用的 Relayer 參數

Step 2: Communicator 將這些參數打包成 Packet(dst,payload),並與 t 和 relayer_args 一起發送到 Validator。

Step 3:Validator 把 t 與 dst 傳遞到 Network。

Step 4:Validator 將 Packet(dst,payload),t 和 relayer_args 一起發送到 Relayer。第四步與第三步是同時發生的

Step 5:Network 發送 dstdstdst 與包含當前交易區塊的 ID(cur_blk_id)發送給 Oracle。

Step 6:Oracle 從 A 鏈上獲取 block header

Step 7:Relayer 從A 鏈上獲取交易T 的交易證明t,並儲存在鏈下。

Step 8:Oracle 確定交易 T 已經在 A 鏈上被提交後,將 block header 發送給 B 鏈的 Network。

Step 9:B 鏈的 Network 將接收到 block hash(記為 blk_hdr_hash)發送給 B 鏈的 Validator

Step 10:Validator 將 blk_hdr_hash 發送給 Relayer

Step 11:Relayer 接收到 B 鏈發送的 blk_hdr_hash 後,將與 blk_hdr_hash 匹配的數據返回給 B 鏈的Validator。

Step 12:B 鏈的 Validator 將從 Oracle 獲取到的 blk_hdr 與從 Relayer 獲取到的交易證明 t 進行匹配,如果匹配通過,則會將 Packet(dst,payload) 發送給 Communicator。匹配失敗則直接忽略本次交易。

Step 13:Communicator 將 Packet(dst,payload) 數據發送給 B 鏈的 Dapp,完成訊息跨鏈

簡單說就是 A 鏈的 Dapp 告訴 LayerZero 部署在 A 鏈的 Endpoint:「我要給B 鏈發個XXX 消息」,發送消息這個過程也可以看做是一次交易。

當這個交易在 A 鏈上鏈後,Oracle 會直接到 A 鏈上檢查是否真的上鏈了,Relayer 也會去 A 鏈上獲取這個交易的證明,Oracle 和 Relayer 將它們獲取到的內容都發送給 B 鏈的 Endpoint,如果兩者內容匹配,則 A 鏈的消息發送到了 B 鏈上。反之,如果 Oracle 和 Relayer 獲取到的內容不匹配,則直接忽略該交易。

在安全層面,LayerZero 將安全性防禦分散到 4 個點上,分別是 Endpoint,Oracle,Relayer,還有鏈本身。它們之間是相互耦合的,這種分散結構可以使 LayerZero 更安全。

當其中某一部分遭受惡意攻擊時,其他部分會阻斷 LayerZero 的流程,對惡意供給的部分進行隔離操作。這四個部分中,最薄弱的環節是 Oracle 與 Relayer,因為主流鏈的 51% 攻擊難度與成本非常高,且 51% 攻擊不是 LayerZero 考慮與防禦的事情。Endpoint 本質是智能合約,可以通過安全審計的方式盡量減小安全風險點。如果 Oracle 與 Relayer 沒有同時被攻擊,LayerZero 都可以保證其安全性。

在最壞的情況下,即 Oracle 和 Relayer 同時被劫持且相互串通時,Oracle 提供了惡意的 block header,Relayer 提供了惡意的交易證明,且兩者提供的內容是匹配的。這種情況首先從概率上講非常小,因為 Oracle 與 Relayer 是相互獨立的組件,且 LayerZero 使用的預言機服務是由 Chainlink 提供的,安全性還是很有保障的。

其次,在不知道特定的 block header 的情況下,不可能針對一個 block header 進行驗證交易證明。反之,根據一個交易證明也不能反推出 block header。這是保證 Oracle 與 Relayer 安全性的根本,也是保證 LayerZero 安全性的保障。

延伸閱讀:Multicoin Capital 創辦人親解:我們為什麼投資 LayerZero?


LayerZero 生態一覽

Stargate

Stargate 是基於 Layerzero 搭建的第一個項目,致力於構建完全可組合的原生資產跨鏈橋協議。目前 Stargate 支援 Ethereum,BSC,AVAX,Matic,Arbitrum,Optimism 與 Fantom 鏈,僅支援 USDC,USDT,ETH 與STG 這四個 token。

Stargate 的跨鏈方式與其他跨鏈橋不同,採用類似 OTC 的方式進行跨鏈。在各個鏈分別建立流動性池,用戶在 A 鏈流動性池中「質押」資產,在 B 鏈流動性池中「贖回」資產,無需中間資產的參與,A,B 鏈之間的消息互通是通過 LayerZero 實現。

作為 LayerZero 的親兒子,Stargate 作用遠不止一個跨鏈橋,從 Stargate 的文檔中也可以看出 Stargate 的目標是作為資產跨鏈的技術提供商,讓更多的項目可以輕鬆使用 Stargate,實現跨鏈的功能。所以 Stargate 的業務需要分為 2B 和 2C 兩部分,2B 的業務模式也遠比 2C 的模式有想像空間,基於 Stargate 可以向上搭建更為複雜的 Dapp。

延伸閱讀:LayerZero跨鏈橋Stargate將部屬ETH流動池獎勵,提供以太坊、Optimism、Arbitrum存款5%年化

Hashflow

Hashflow 是一個主打零滑點,MEV 保護的跨鏈 DEX,通過使用 LayerZero 實現跨鏈消息傳遞。Hashflow 目前支援 Ethereum,BSC,AVAX,Polygon,Arbitrum 與Optimism 鏈。

作為一個DEX,Hashflow 並沒有使用 AMM 模型,Hashflow 使用詢價(request-for-quote,RFQ)方式的進行 Token 交換,與交易市場的方式非常相似。其具體機制為:交易者報價將 A 鏈的 1 個ETH 兌換成 B 鏈的 1000 USDC,做市商將交易者在 A 鏈的 1 個 ETH 發送到 A 鏈上的流動性池,然後觸發 B 鏈的合約將 1000 USDC 匯入交易者的 B 鏈錢包中。

 

Radiant 是一個部署在 Arbitrum 上基於 LayerZero/Stargate 的多鏈借貸項目,目前僅支援 USDC,USDT,DAI,BTC 和 ETH 這五種 Token。用戶可以選擇在 Arbitrum 上抵押上述五種資產,從而借出其他資產。目前Radiant 僅支援 USDT 和 USDC 的跨鏈借貸,即用戶可以在一條鏈上抵押資產,在另外一條鏈上借出 USDT 或 USDC。

SushiXSwap 是 SushiSwap 推出的跨鏈 DEX,世界上第一個跨鏈 AMM。基於 LayerZero 的 Stargate 協議打造,目前僅支援 ETH 主網,Arbitrum,AVAX,Polygon,Fantom,BSC 與 Optimism 網路。SushiX 交易過程如下圖所示,通過 Stargate 的跨鏈功能將與 Sushiswap 的多鏈流動性實現跨鏈 DEX。

  • OmniBTC: 構建在 Sui 和 Aptos 的 DEX+Lend+Bridge 的三合一 DEX
  • rage_trade:Arbitrum 上的去中心化合約
  • MugenFinance:基於 Layerzero 的 RealYield
  • InterSwap:基於 LayerZero 的 Swap
  • CashmereLabs:全鏈 DEX
  • holographxyz:全鏈 NFT 的 Mint,Bridge 協議
  • OmniX_NFT:全鏈原生 NFT 平台和交易市場
  • Moonbean:已集成 LayerZero
  • Clearpool:將與 LayerZero 集成
  • Angle Protoco:與 LayerZero 集成

這裡列出的項目不全,其餘為列出的項目請讀者自行探索。


需要和可以被跨鏈的不僅僅是 Token,還有各個協議的功能與服務。隨著 crypto 發展,當下的區塊鏈世界已經有了一堆值得稱讚的真正創新項目 / 協議,它們機制成熟,運行穩定,完全可以作為一個底層「零件」去被其他協議所使用。

這些協議本身也是可編程,可組合,可交互的,並且 web3 遠比 web2 開放,包容。智能合約天然地暴漏出API,如果能夠打破鏈與鏈之間的隔閡,讓流動性與用戶可以自由,便捷的穿梭於各個協議之間,各條鏈之間,開發者可以創造出更多更具想像力的「東西」,DeFi 也可以再進化,不斷拓寬 crypto/web3 的邊界。

未來的區塊鏈世界會是怎麼樣的?LayerZero 會給區塊鏈有哪些改變,產生什麼樣的影響?不知道,不過可以確定的是,未來區塊鏈的發展一定是朝向互聯互通的方向進行,即便捷用戶又方便開發者。萬維網的發明人蒂姆·伯納斯·李(Tim Berners-Lee)談到設計原理時說過:

合理且保守預計,未來區塊鏈的 gas 費會降低好幾個數量級,DeFi 的用戶也會增長幾個數量級,龐大的市場需求催生出鏈與鏈之間的「遠洋貨輪」,跨鏈的費用由於邊際效應而無限趨近於 0。費用的降低是擴大規模的必要條件,正如動力電池價格十年下降了 10 倍,電動汽車走向千家萬戶。

  • 將支援非 EVM 鏈
  • 推出LayerZero Scan
  • 降低20% gas fee
  • 安全更新

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