头等仓研报：跨链桥赛道解析

如果纵观DeFi的发展，可以看到一条较为清晰的路径。从去年DeFi Summer开始，以太坊生态开始爆发，但另一方面，生态高速发展的同时，也暴露出了以太坊底层性能不足的问题，阻碍了生态的进一步扩张。与此同时，有些人“自救”将目光放到Layer 2，有些人“想出去看看”投身于以太坊之外的其他公链。

而到了2021年，NFT的“JPG”行情以及GameFi的火爆，进一步加剧了该现象。一方面生态建设欣欣向荣，一方面原有的扩容问题已经到了刻不容缓的地步。于是我们在今年，看到了老牌公链的卷土重来、新兴公链的强势崛起、Layer 2项目的相继上线。

种种因素叠加在一起，促进了DeFi多链时代的到来。但是，多链格局下各链的DeFi生态仍然相对独立，多链互通成了适应发展的必然需求。跨链桥在这样的背景下成了顺应DeFi潮流的新风口，备受市场关注。

跨链桥是一种链与链连接的桥梁工具，允许将代币、资产从一条链转移到另一条链。两条链可以有不同的协议、规则和治理模型，而桥提供了一种相互通信和兼容的方式来安全地在双方进行互操作。

在此份报告中，我们主要对跨链桥赛道进行一个较为宏观的梳理，其中包括了赛道背景、赛道定义、发展现状、赛道核心要素、未来的发展方向等。并结合目前市面上不同互操作性的解决方案，列举了数十个跨链桥项目，以展现这一赛道当前的服务能力。

跨链桥是当下多链时代的一个重要议题，在本文编写之际，各公链以及以太坊Layer 2上的DeFi生态已经锁定了价值超过2,583亿美元的加密货币。在未来随着跨链桥的逐步完善，我们将可以看到其为整个DeFi生态带来更多的可组合性的玩法。

赛道背景

随着区块链的发展，目前已经进入了一个多链并存的市场架构，并逐渐形成了以太坊为核心，其他公链众星拱月的局面。

近两年，我们率先在以太坊上看到了有实际需求的应用场景：DeFi、NFT、GameFi以及未来的Web 3，生态建设欣欣向荣。但另一方面，生态高速发展的同时，也暴露出了以太坊底层性能不足的问题，网络拥堵、高昂的Gas费用，阻碍了生态的进一步扩张。与此同时，有些人“自救”将目光放到Layer 2，有些人“想出去看看”投身于以太坊之外的其他公链。

特别是在2020年的DeFi Summer、以及2021年“JPG”行情过后，能够明显感受到以太坊之外的公链赛道生态的迅速发展。诸多新兴公链（如：BSC、Solana、Near、Avalanche、Terra、Thinkium ,Fantom）在不可能三角上进行了相应的取舍，在可扩展性方面进行了补充和扩展，并且由于这些链大都是与EVM兼容，能够更容易的集成DeFi、NFT类型的项目，从而完成对以太坊已经成功落地的应用进行简单的复刻。

虽然这些新兴公链提供了明显更低的费用、更短的交易确认时间和一些额外的功能，但以太坊仍然是大多数DeFi项目的首选，主要是由于该网络上的高流动性和交易量。在目前这个以“流动性为王”的DeFi时代，各大公链在早期为了吸引更多的用户，纷纷通过高额的APY来吸引用户，于是由内卷促成的流动性争夺开启了。据 DeFi Llama 的数据统计，截止2021年10月22日，以太坊上 DeFi 的锁仓量已经超过 1615 亿美元，BSC、Solana、Avalanche 等其它公链也吸引了 780 亿美元的资金，发展至今已形成不容小觑的规模。

原本聚集在以太坊上的流量一步步被瓜分，形成了一个个被割裂的价值孤岛。随着近两年开始涌现出越来越多的Layer 2项目，进一步加剧了该现象。截止2021年11月9日，以太坊 L2 总锁仓量突破 50 亿美元，较 10 月初翻倍。

多链并存是当下市场的格局，并且随着公链和Layer 2项目数量的增加以及各自生态的逐渐完善，链上用户资产跨链的需求也会快速增长，跨链桥势必会成为刚需。

发展脉络

扩容

区块链扩容的需求以及区块链互联互通的潜在需求，促进了跨链技术的持续创新和进步。

回顾扩容技术的分类大体如下表1-1：

表1-1 扩容技术大体分类

从扩容技术来看，比特币的扩容技术有：状态通道、侧链和原子互换。

以太坊的扩容技术大致经历了：从状态通道→侧链→Plasma→Rollup的一个过程，其实这也是一个Layer 2的发展历程，以太坊Layer 2经历了若干年的发展，现在已发展出多种不同的Layer 2，详情如下：

注：以太坊分片（Sharding）是在以太坊内部进行扩容的性能解决方案，而Layer 2则是在以太坊区块链外部进行扩容的方案。

1）从Layer 1到 Layer 2

以太坊就是Layer 1，作为一个全节点公链，多节点共同协作，效率难免低下，这时候科学家想到了Layer 2的方案，即把一些以太坊上的交易移到Layer 2上去处理，处理完成以后再把结果返回给Layer 1，从而达到扩容的目的。

雷电网络（Raiden Network）就是以太坊上早期的Layer 2，不过目前一直都是不温不火的状态。

2）侧链

在以太坊上由于早期的状态通道未能获得大规模的应用，所以可以说最初的Layer 2是侧链。优点是实现了Layer 2，减轻以太坊的负担。但侧链是独立运行的，如果侧链上出现问题，比如侧链节点作恶或遭到攻击，会导致侧链执行交易有误，返回给Layer 1的结果也是错误的，安全性不够。

3）Plasma

由于早期的侧链安全性堪忧，于是更安全的Plasma出现了，Plasma不是完全被托管的，它使用了欺诈性证明的退出机制，当检测到Plasma链上出现错误时，用户可以安全的从Plasma链上退出，因此plasma具有更高的安全性。

但是也是由于Plasma允许将错误的结果发布到链上，然后进行投诉程序的缺陷，最终没能走向普及。

4）Rollup

Rollup在Plasma的基础上改进了数据验证的方式，将二层区块中的大量交易数据，打包成一笔压缩的交易，发布到链上。为了确保其中每笔交易的有效性，各种 Rollup 方案设计了不同的机制以确保整个过程的安全性与 Layer 1 保持一致。

Layer 2的形式都差不多，都是通过将交易移至另一个区块链来处理，再将最终的交易结果或交易信息返回到以太坊主链、即Layer 1上。

整体上，在早期主要提出的几种扩容技术原型，重点是针对 BTC 区块链容量限制及交易手续费高等问题，发展出闪电网络、Pegged Sidechains、分片等项目或技术；而后随着以太坊的逐步发展完善，侧重于面向更多种应用场景，例如：实现链上资产互换、链上匿名转账、增强区块的互操作性等，不断探索更强的可扩展性的通用跨链技术。

• 跨链桥

需注意的是跨链≠跨链桥。首先我们需要明确一个概念，跨链技术是指数据和资产可以在不同的区块链上自由流转，其中包含了两个维度：资产和数据。

就像很多人混淆Polkadot、Cosmos和跨链桥的关系一样，Polkadot和Cosmos本质上都是使用统一框架的链，具备较高的互操作性，同时对框架外的链，不具备任何的跨链优势。

简单的理解，就是Polkadot和Cosmos的跨链更像是Layer 0，用户需要基于他们自身的标准才能实现跨链；而对于跨链桥来说，两条链可以有不同的协议，解决了不同资产不同网络之间的资产迁移问题。

当前资产跨链足以满足DeFi的需求，同时也是当下的热点话题。而我们本文主要讨论的跨链桥是资产跨链的一个主要途径，可以将其简单的理解成资产跨链的一个工具。另一个途径是跨链聚合应用Swap, 它通过将不同链上资产的流动性聚合起来，构建跨链交易池，用户可以在池中完成不同链上的资产兑换。

注：目前有些地方也将资产跨链的两种途径统一归类为跨链桥，分类方式没有绝对，仅用于方便理解。

图1-1 跨链的细分领域

因此，本文后续暂不涉及信息、数据类型的跨链（如：波卡、Cosmos）, 只讨论资产跨链中的跨链桥。上述介绍跨链的发展仅方便用户理解大体脉络，后续不做进一步描述。若不特殊说明，后文的跨链桥皆指资产跨链桥。

而从跨链桥的发展脉络来看，详情可以参考下图1-2：

图1-2 跨链桥优化过程

注：Aurora 作为桥的部分具备一定的信息跨链的雏形。

跨链的概念其实伴随着区块链的发展一直存在，而跨链桥是这两年才开始火热起来的板块。从跨链的发展脉络来看，大体是一个从中心化走向去中心化的过程（一定程度上，人们会将去中心化的程度约等于跨链的安全程度，但去中心化程度不是安全性的唯一影响因素，此处举例仅为方便理解）。因为用户需求的不同，后面也可能催生出多种侧重点不同的桥。比如：资金体量大的用户往往希望通过更加安全的桥进行资产跨链，而对于普通用户来说，则是更加追求桥的效率。

早期，中心化交易所（CEX）是我们每个人最常使用的桥。此外，中心化的wBTC和HBTC占据了目前近9成的BTC锚定币的市场份额，像这类单点验证的桥，早期凭借着自身信誉，天然的可以吸引到很大一部分的流量。

随着行业的发展，人们渐渐不满足于绝对中心化的管理方式，于是演变出了多点验证的方法，毕竟集体作恶的可能性相对中心化的方式更小，看上去更加可靠。像Polygon Bridge采用的PoS+Plasma，Solana的跨链桥Wormhole由19个独立验证者对网络进行验证等等都是采用的多点验证的跨链桥方式。

在多点验证之上更加去中心化的方式，进一步演化成依靠两条链上的矿工来维持，这也是现在很多链上都可以看到的方式——即铸造/销毁，通过在A链上锁定相应的aToken，并由预言机告知B链上的智能合约，待矿工验证过后B链上铸造新的bToken；当用户从B链返回A链时，销毁B链上的bToken，释放用户原本锁定的aToken。目前在单链桥上很多项目也都是采用这种原生验证的方式。不过前提是铸造出的代币（bToken）能够直接在目标链上被使用，比如：用户通过AnySwap，将以太坊上的USDC转移到BSC上，这时候用户获得的是anyUSDC，该形式的代币无法直接在BSC上进行兑换，必须先通过其内置的AMM再多进行一步swap，将anyUSDC 1:1转化为USDC，而这种方式会受限于资金池的规模。所以该模式无法很好的支持多链桥的很多项目。

而只要有“人”对系统进行干预，终究是不确定因素，如果能基于绝对公正的机器人，那么其安全性和去中心化程度，理论上都会更高，基于哈希锁定的原子互换就是这么一种机器人，也就是我们所称的路由器。目前像Anyswap V3、Shuttle Flow、Debridge便是采用此类方案。

但原子互换也有其局限性，比如：开发成本大，需要在两条链上1对1开发，而不是1对N，不具有很好的通用性，且不是任意两条链间都可以实现原子互换，原子互换在相同算法的两条间比较好实施，这也是为什么原子互换这种看似完美的方案没有大规模实现的原因

赛道定义

人们可以将“桥”定义为在两个或多个区块链之间传输信息的系统。在这种情况下，信息可以指资产、合约调用、身份证明或状态。大多数跨链桥的设计都包括几个组成部分：

监控：通常有一个参与角色，或者叫预言机（Oracle）、或者叫验证器（Validator）或中继器（Relayer），负责监控源链上的状态。

消息传递/中继：监控角色接收到事件后，需要将信息从源链传输到目标链。

共识：在某些模式中，该信息中继到目标链之前，需要在监控源链的参与者之间达成共识。

签名：参与者需要个体或作为多重签名的一份子，对发送到目标链的信息进行加密签名。

简单的理解，跨链桥是一种链与链连接的桥梁工具，允许将代币、资产从一条链转移到另一条链。两条链可以有不同的协议、规则和治理模型，而桥提供了一种相互通信和兼容的方式来安全地在双方进行互操作。

赛道现状

跨链桥项目数量

此前在2021年9月8日，Dmitriy Berenzon在对跨链桥赛道进行系统的汇总时，已有40多个不同的跨链桥项目，详情如下图1-3。而截至2021年10月28日，保守估计目前市面上至少已存在近百个跨链桥项目，虽然有些项目是此前未被Dmitriy Berenzon录入的，但整体上来看，近期新增的跨链桥项目也有不少。

图1-3 跨链桥项目不完全演示

上图从左到右的3个生态分别是Cosmos、以太坊以及Polkadot生态，而图中列出的基本是各自生态中跨链桥的代表项目。

结合目前跨链桥的项目来看，现在市面上主要的跨链桥多为二层扩展型的跨链桥，且主要是建立在以太坊上，如Arbitrum Bridges、Optimism Bridges、Polygon Bridges等。

在以太坊DeFi生态较为成熟的情况下，其他公链搭建的跨链桥大多都是先与以太坊实现资产跨链为首要目标（目前的跨链桥主要服务于——通过跨链桥赚取收益的流动性提供者），因为这有助于为自身DeFi生态引流，当然前提是要有足够的APY吸引，比如：Avalanche、Fantom、Solana,Thinkium等。

并且伴随着今年EVM兼容的链和Layer 2的快速发展，基于以太坊虚拟机的网络越来越多样化，这时候人们也逐渐意识到资产跨链是目前的刚需。

赛道核心要点

跨链桥发展的核心主要有以下几点：

1）安全性（Security）：信任和活跃度假设、对恶意行为者的容忍度、用户资金的安全性和反身性；

2）速度（Speed）：完成交易的延时性，以及最终性保证。通常需要在速度和安全性之间进行权衡；

3）可扩展性（Connectivity）：为用户和开发者选择目标链，以及集成额外目标链的不同难度级别；

4）资本效率（Capital efficiency）：经济学概念，包括确保系统安全所需的资本和资产转移的交易成本；

5）状态性（Statefulness）：能够转移特定资产、更复杂的状态和 / 或执行跨链合约调用。

不同的项目在安全性、效率、可连接性等维度有不同的取舍，为了更好的了解跨链桥项目发展的核心要点，我们可以先对该赛道进行大致的分类，然后在具体到各种解决方案不同的取舍，以及相应的优缺。

赛道项目

上面我们提到了，目前市面上至少存在70+跨链桥项目，面对如此繁多的项目，本章节，头等仓将盘点市面上具有代表性的一些的跨链桥项目，展现这一赛道当前的服务能力，并辅助用户做出投资选择。

本章节对于跨链桥的分类，主要参考此前链闻潘致雄老师，对该赛道的划分：

1）官方桥，包括 Solana 的 Wormhole、NEAR 的彩虹桥，这类桥的安全是最有保障的。

2）偏专业的、资产类的桥，包括 Ren Protocol、Keep Network、DeCus、pNetwork ,等等，专注于把比特币跨到其他网络，解决方案不太一样，资金效率还有待提高，但在过去 DeFi Summer 中获得了不错的增长。

3）比较通用的第三方桥，比如 Poly Network、Celer、Anyswap、Hop Protocol、Synapse Protocol Thinkium 等。第三方桥也是目前普遍关注度较高的一个细分领域。

4）跨链桥聚合器，目前还较为早期，主打的概念是通过聚合主流的跨链桥，并根据用户的实际需求帮用户进行自动匹配和推荐最佳的跨链桥方案。

总结：在当下这个多链时代，跨链桥是刚需，虽然目前尚未有最优的解决方案，但也在朝着更安全、更互连、更快速、资本更高效、成本效益更高且抗审查的方向发展。身处当下的我们，了解不同互操作协议正在做出的权衡很重要。

跨链桥将各个链上的DeFi连通在一起，目前我们的思想仍然受到固有思维限制，相信在不久的将来，跨链桥会为整个生态带来更多的可组合性的玩法。