全链互操作协议 LayerZero 万字研报:为何估值 30 亿美金?全景式拆解其构成背景、技术原理、生态现状与未来挑战

导读

仅仅在一年前,全链互操作性协议 LayerZero 主网上线刚半个月时,顶级投资机构纷纷抢投它。2022 年 3 月 31 日,LayerZero 宣布完成 1.35 亿美元 A+ 轮融资,由 a16z、FTX Ventures 红杉资本共同领投,估值为 10 亿美元。短短在一年后,LayerZero 再次以 30 亿美元的估值筹集了 1.2 亿美元,是上次估值的三倍,投资者包括 a16z、ChristiesInc 和红杉资本等。

为何 LayerZero 如此备受资本市场关注?本份研报将从跨链赛道的主流模式、LayerZero 技术原理、跨链生命周期、协议优缺点等底层机制角度为你最终解析,在这样确定性的跨链赛道中他究竟有怎样的优势(由于研报内容较长,十四君将尽力简述,不建议跳跃阅读)。

跨链主流模式的回顾

什么是跨链桥?

跨链桥正式的定义是资产 ( Token 等) 从源头链 (Source Chain) 转移到目标链 (Destination Chain) 的工具。在实际应用中,也存在有 NFT 和信息的跨链,并且所有跨链桥并不能转移资产本身,而是资产价值的转移。

为什么有跨链的需求?

在这区区几年中,各类支持和扩展处理价值数十亿美元的应用程序的侧链、Rollup 和 1 层区块链的数量激增,已经有超过 126 条各色公链。可以说去中心化世界的未来是多链的,但目前显然存在限制,在不同链之间信息如何沟通,如何达成互操作能力,是个久经考验却缺乏完美方案的舞台。

Layer1 区块链生态系统概述 / 图源:Layer 1 Blockchain Protocol – Blockchain-Comparison.com

在过去 DeFi 作为主旋律发展时,是自下而上大致遵循资产、交易、借贷、衍生品的演变路径。为实现这些关键路径,因此多链之间的跨链需求也就相应迸发,这时期里资产跨链涌现出系列各有优缺的解决方案。

跨链可以区分为资产跨链(ACB)和任意消息跨链(AMB),本份研报咱们先概览过往主流的资产跨链模式,再详细展开 LayerZero 作为任意消息跨链的优缺对比。

资产的跨链发行机制主要包括两类:

  • 价格锚定发行:锚定的是标的物价格。

  • 物理锚定发行:锚定的是标的物实体。

价格锚定发行

本质上在不同链上发行资产,被锁定的是流动性,类似央行回收旧币等额释放新币,因为流动性和价值没有变化,所以价格锚定发行是依据锚定对象进行分类的一种模式,比如说 USDT 在各链上都有发行,价格会始终与链下美元锚定,并且在跨链转移前后资产是锁定在链下的(链上会直接销毁,而没有金库管理的模块)。

让资产在不同链上保持价格稳定,主流模式有:

1、通过算法调整配比供需(如 Basis Cash 和 Amplforth,Frax、Fei、Float,但笔者认为在 UST 脱锚事件后数年内应该不会再有算法稳定币的信任空间了)。

2、基于超额抵押 + 清算机制综合控制价格兑换风险。

如 DAI,MakerDao 的合成资产,基于多资产超额抵押发行。

如 sBTC,Synthetix 的合成资产,基于超高抵押率,抵押 750% 以上的 SNX (Synthetix ERC20) 实现与 BTC 价格锚定)。

对于稳定币,终究是存在刚性兑付风险,在过去一年里,我们见证了 UST 的彻底脱锚以及 USDC 险些脱锚,让我们更为关注在有物理锚定为基础的资产跨链上。

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可拓展阅读:DeFI 王者 AAVE 最新的稳定币 GHO 提案

物理锚定发行

物理锚定发行是跨链资产发行的主流模式。

核心是基于合约的可信操作能力,主流模式是锁定铸造的跨链桥模式,流动性桥模式,原子交换,侧链/中继链等,这里即使是学术界也没有统一的方案名称,在行业快速发展的如今更多还是基于系统所使用的核心模式来做分类定义,下图是 IOSG Ventures 对桥方案总结的归纳图。

跨链桥方案一览,谁能汇聚多链流动性? / 图源:IOSG Ventures

跨链模式综述

与公链不可能三角相同的是,跨链要达成可靠的互操作能力,也同样有不可能三角之间的妥协,出于出发点不同,不可能三角的定义也不同,从系统应用层面出发则是:

1.  通用性:  在两条链之间传递任意数据的能力。

2.  扩展性:  在异构链上快速部署的能力。

3.  信任度:  最小化信任假设。

因此,我们可以看到 LayerZero 在通用性和拓展性上性能极高,但同时在无须信任性上较低(依赖超轻节点+预言机),这部分后续在展开说明。

另外也有从不同维度提出的三角评估指标,他们也都代表着跨链完美方案的困难度:

1、达成最终确定性的效率(从源链到目标链的快速/可靠桥接)。

2、能够跨链共享流动性(流动性统一程度,如多链共跨到 BSC 是否共享池)。

3、使用原生资产而不是包装/合成 Token(完成跨链所得资产类型)。

我们会避开复杂的侧链中继链的方案,直接先概览核心的模式与优缺点,注意本文出于对 LayerZero 研究目的,所以还有很多出色的跨链方案并未完全纳入对比如:Multichain、Synapse、Wormhole,Nomad,Celer Inter-chain Message (IM),Hyperlane 等等。

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补充说明上图中资产形式出现的名词:原生币指的是可用作手续费的比如 ETH、BTC 等,原生 20 币是符合 ERC20 标准的更具有共识认知的常用 Token,比如 DAI,USDC 等,锚定 20 币也叫包装代币特指在跨链过程中用于等价被锁资产释放资格的证明,比如 cETH,wDAI 等。

公证人的管理模式

凡是涉及不同链之间通信的,经常会非常依赖公证人这样的角色,其代表着信任来源,无论是跨链桥模式还是流动性桥接模式(事实上这部分还能继续细分出中心化交易所类型,中间链记账型,稳定币媒介型等)。

公证人管理模式的分类依据是基于签名的数量和去中心化程度来的,包括单签公证人、多签公证人以及分布式签名公证人等。

显然,公证人的私钥管理是整个方案信任度的核心,主流的托管逻辑如下:

  • 从中心化托管:单签公证人和多签公证人,跨链操作只需要单个或几个固定的参与方签名授权,基础资产采用中心化方式托管,资金安全性较低,多签公证人一般是由一群机构组成的联盟,跨链资金的转移完全由这个联盟所控制。

过往的跨链桥安全事故中,较多都是因为中心化托管公证人私钥导致其跨链桥被盗。可拓展阅读:【解读合约审计】Harmony 的跨链桥是如何被盗一亿美金的?

  • 从分布式托管:分布式签名公证人,跨链操作需要固定大小节点子集合共同签名来授权,基础资产采用去中心化方式托管,资金安全性较高,本质上是采用 sMPC (Secure Multi-Party Computation) 思想,公证人节点基于 sMPC 和门限签名共享托管密钥,超过一定数量或比例节点可通过其部分签名恢复出完整签名,而少数节点联合作恶无法挪用托管资产,相比多签公证人机制安全性更高。

典型采用分布式签名公证人机制的案例是 RenVM。

它是多功能、免信任和无需许可的去中心化托管网络,通过引入经济激励模型和动态费率机制抑制节点作恶,支持将任一区块链上的任意资产安全发送到其他区块链平台上。RenVM 每天通过混洗进行随机分片,每个分片至少 100 个节点,分片节点通过 sMP 共享托管密钥,超过 1/3 节点即可恢复出完整签名,而不超过 1/3 节点联合作恶都无法挪用托管数字资产。

锁定铸造跨链原理

上文的公证人便是下图中的 Validator 这个环节,用于证明跨链资产真实的发生。

锁定铸造模式的信任来源

由于区块链上的合约具有不可更改特性,如果不留后门或者预留升级设计的话,合约一旦部署将无任何方式可以影响他的运作,正如无聊猿官方自己将所有权限转入 0 地址,放弃所有权后,无任何方式可以进一步铸造出新的猴子,其流动性总量将被锁死。

同理的,不同公链之间虽然合约不同,但如果在以太坊上用合约锁住 10 个 ETH,在另一条公链上也以同样有公信力的合约,来释放 10 个 wETH,这样一来其实全局上流动性是固定的,只要 wETH 可以随时转回以太坊并兑换得到 ETH,那 wETH 就可以被认为是具有了 ETH 的等同价值。

因此其核心的操作就是:

  • Lock-and-Mint:A 链锁定代币流动性 + B 链发行等量的可流通包装代币。

  • Burn-and-Release:B 链销毁包装代币 + A 链解锁等量基础代币的流动性。

  • 公证人:负责发现 A 链 Lock 锁定事件后,去 B 链 Mint 铸造出锚定代币,转入目标地址。

总之,虽然操作与逻辑很简单,其信任的依托本质是兑付能力,一旦跨链桥被盗,双边资产不对等,就总会有人无法提款,面对这样的必然性预期就造成了挤兑最终引发跨链桥的倒塌。

锁定铸造模式的核心挑战

抛开对公证人的信任度问题,锁定铸造模式的跨链桥最致命的问题其实是:跨链所得非原生代币。

在锁定铸造模式的跨链桥中用户完成跨链后,得到的是锚定的包装代币,如 ETH 跨链必然变成 Weth 或者其他,只不过这个 Weth 的发行完全只能来源于多公证人的共同指令,所以在跨链完成后的代币适用面是狭窄的。

优点会很清晰,通过上述 1-6 的逐步操作,可以看出其非常适合单边或单资产桥接,所以他也是各类新链官方跨链桥的主流方案,用官方身份弥补包装代币的合理性,即简单又直观。

缺点也很显著,包装代币的机制这就导致用户完成跨链后,如需正常流动,往往还需要再进行一次 UniSwap 这样的 dexPool 交互,这中间即有交易池兑换会带来的交易滑点的影响,也有额外交易一次的 Gas 消耗问题。可拓展阅读:解读 Dex 中的无常损失: 原理, 机制, 公式推导

总之,对用户信任成本与保管高 TVL 带来的风险是此方案的核心挑战。

流动性桥接跨链原理

在理解上文锁定铸造后,流动桥的模式就非常好懂了,毕竟他解决的核心点便是所得代币为原生代币。这里将铸造替换成了释放,用户得到的代币则是 LP 在各自的链上提供原生代币,而 LP 的收益则是共同分红跨链桥的手续费收益。

相反,其缺点也很显著,对用户更友好的同时受到的风险则是来自 LP 的博弈,影响整个桥存亡的则是流动性枯竭,尤其是在资产对比质押收益率上,更可怕的是 LP 本质所获得的收益,会很依赖双边资金平衡,如果单边资产多数是倾向跨链到另一边,在单边倾斜的情况上则会让 LP 更担忧兑换风险,从而可能造成挤兑式流出。

当我们从流动性锁定后资金来源和分红的视角出发,还可以进一步分类:

  • 中心化交易所模式:资金源于内部交易需求,无需分红分账,但中心化风险高

  • 质押流动池模式:资金源于 LP 注入,需要分红分账,跨链资产依赖流动池大小

  • 稳定币媒介模式:资金源于 LP 注入,在跨链前,对接 DEX 兑换稳定币来降低跨链滑点

原子交换/哈希时间锁跨链原理

原子交换/哈希锁定模式一般配合时间锁使用,采用哈希时间锁定合约 (HTLC, Hashed Timelock Contract) 实现数字资产间的原子交换。这是一种去中心化的交换协议,它可以让不同区块链之间的资产进行无信任的安全交换。下面是原子交换跨链的基本过程:

  1. 首先,两个参与者 Alice 和 Bob 需要达成一致,决定要进行的跨链交易的资产和数量。

  2. Alice 随机生成密钥 S 并计算 H=hash(S),然后在她所在的区块链(ChainA)上创建了一个 “HTLC” 合约,并将她要交换的资产锁定在这个合约中(含哈希值 H 和超时时间)。

  3. Alice 将这个哈希值发送给 Bob,Bob 根据这个哈希值在他所在的区块链(ChainB)上创建一个 HTLC 合约,并将他要交换的资产锁定在这个合约中。

  4. Bob 将这个哈希值解密,并将解密后的结果作为交易密码发送给 Alice。

  5. Alice 使用这个密码来解锁 Bob 所创建的 HTLC 合约中的资产,并将自己的资产解锁。

  6. Bob 使用相同的密码来解锁 Alice 所创建的 HTLC 合约中的资产,并将自己的资产解锁。

  7. 交易完成。

显而易见,如果 Alice 要接收 Bob 发送的 LTC,则需要公布 S,此时 Bob 可以用相同的 S 接收 Alice 发送的 BTC;如果不公布 S,则 Alice 和 Bob 均无法接收对方发送的数字资产,这时只能各自取回原有资产,即两笔交易要么都成功要么都不成功。 如果任何一方在超时时间内没有完成交易,那么合约将会被取消,并且资产将会退回到原来的账户中,这确保了交易的安全性和可靠性。

莱特币和比特币之间的原子交换示例 / 图源: Blockchain.io

原子交换跨链的方案虽然很安全和可靠,但也存在一些缺点:

  1. 限制性:原子交换跨链只能在支持相同哈希函数的区块链之间进行,这限制了它的可用性。

  2. 需要时间:原子交换跨链交易需要一定的时间才能完成,因为它需要等待超时时间的到达,这可能会影响交易的速度,并且遭受自由选择权困扰,参与方可能随时退出。

  3. 交易限制:原子交换跨链只支持资产的 “同等交换”,即资产的价值必须相等。这可能会限制交易的灵活性和可用性。

  4. 难以扩展:原子交换跨链的方案难以扩展到大规模的跨链交易中,他适合币币兑换而非资产锚定发行或者信息跨链,而币币兑换依赖价格信息。

虽然原子交换跨链存在缺点,但它仍然是一种非常安全和可靠的跨链交易方式,特别是在需要无信任交易的情况下,毕竟全程无需公证人这样的中心化角色存在,也就不存在信任层面的风险。

小结

最后咱们用一张图来对比着三种跨链模式,各有优缺。

在本份研报中我们省略了方案同样精彩的侧链、中继链模式。是因为 Cosmos 和 Polkadot 均在底层区块链平台实现了跨链通信协议,能够无缝支持生态内子链之间的相互通信,但存量区块链平台的接入仍需要借助上文各类方案进行桥接。

LayerZero 为什么值得关注?

为了打通资产在多链上的互通,上面的诸多方案已经相爱相杀多年,却各有优缺也不分胜负。让我们回归本文的核心研究目标 LayerZero,回顾他的 3 次融资事件:

  • 2021 年 09 月 16 日,LayerZero 完成 600 万美元 A 轮融资,Multicoin 和 Binance Labs 领投,Sino Global Capital、Defiance、Delphi Digital、Robot Ventures、Spartan、Hypersphere Ventures、Protocol Ventures、Gen Block Capital、Echelon Capital 参投。

  • 2022 年 03 月 31 日,LayerZero Labs 宣布完成 1.35 亿美元 A+ 轮融资,本轮融资由 FTX Ventures、红杉资本与 a16z 共同领投,Coinbase Ventures、PayPal Ventures、Tiger Global 和 Uniswap Labs 等参投,投后估值为 10 亿美元。

  • 2023 年 04 月 04 日,LayerZero Labs 以 30 亿美元的估值完成 1.2 亿美元 B 轮融资,a16z Crypto、佳士得拍卖行、红杉资本、三星 Next、BOND、Circle Ventures 和 OpenSea Ventures 等参投。

顶级投行,高额融资,高涨幅以及快速融资速度让他再次进入笔者的关注圈,让我们步入原理层,通过底层机制的解析来最终分析,在这样确定性的跨链赛道中他究竟有怎样的优势。

深入 LayerZero 技术原理

如果让笔者为他下个概述:

那么 LayerZero 是一个提供无需信任的跨链通讯协议。它的本质是利用了轻节点的技术原理,设计了超轻节点的机制,通过中继者和预言机将中间的置信环节一分为二,从而以更低的费用换取更好的安全性

注意, LayerZero 主打的不是资产跨链,而是更上层的消息跨链,作为底层协议与资产跨链的应用层是个包含关系,更具体的资产跨链是同样由 Layerzero Labs 开发的 Stargate。

什么是轻节点?

跨链之间的通讯环节主要是通过外部验证或链上轻节点来完成。

上文提及的公证人便是简单的外部验证机制,同样 Cosmos 和 Polkadot 也是一种外部验证机制,不过他们更重一些通过链的形式提升通信的安全性。

那链上轻节点又会起到怎样的作用呢?

首先轻节点是一种节点运作模式,同样的还有全节点(Full Node)归档节点(Archive Node)。

所谓区块链是当前区块会建立与上个区块的关系,一个个链接起来,建立信任。同一个链的不同节点则是该链信息的删减版,轻节点只保存历史所有区块头,并不存储区块内的具体交易信息。

有了区块头的多个 Merkle Root 就可以借助默克尔树验证来确定一笔交易是否真实存在于这个区块。

以太坊的 EVM 虚拟机架构图 / 图源:ethereumbook/13evm.asciidoc at develop · ethereumbook/ethereumbook · GitHub

所以对比全节点 1 个 T,归档节点 10 个 T 的数据规模,轻节点只需 10G 算是很轻的了,但是哪怕只有 10G 要完全上链实现链上做验证也是费劲且高成本的事情。

通过轻节点上链运行验证的收益是,完全剔除了公证人的外部角色干扰,依据链本身的安全性实现高度的去中心化从而更安全。

但这样依赖跨链成本将会高的无以复加,最终都将分散到跨链需求的用户上。笔者曾经在 NFT 存储元数据估算按 KB 为单位的成本,可拓展阅读:【源码解读】你买的 NFT 到底是什么?

结论是:所以如果新增 1kb 的数据存储在链上代价将是 64Wgas,换算成金额则是:20*(640000)*1e9/1e18 * 2000 = 25 美金

什么是超轻节点?

超轻节点 Ultra-Light Node (ULN),其实很简单,对比轻节点而言,超轻节点会执行与链上轻节点相同的验证,但不是按顺序保留所有块头,它们由分散的预言机按需流式传输。

超轻节点产生的收益便是,不依赖轻节点从头开始的区块头数据流,并且这部分的上链成本由预言机和中继者分担了。

超轻节点对应的代价则是,缺乏历史顺序数据流,那一旦预言机和中继者同时作恶即可通过验证,让导致恶意的信息被执行。

一定程度安全性的损失对应极大程度成本的降低,孰是孰非就看大家基于自身场景如何权衡了,参考 Lens Protocol 这样社交协议的设计,社交关注的信息的价值不会太大,那么在做好应用层隔离的情况下乐观的做元交易,乐观的先执行后追溯也十分可取。

LayerZero 的跨链核心角色

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LayerZero 官方白皮书 / 图源:LayerZero 官网

在上图的 LayerZero 官方白皮书中,绿色的部分便是承担两条链之间信息传递的关键角色,分别是 Oracle 和 Relayer。

Oracle 和 Relayer 的定位

简单来说,Oracle(预言机)的主要作用是让目标链上的合约知道什么时候验证和验证的答案是什么。而 Relayer(中继器)则负责提供验证交易所需的证明过程以及跨链信息的具体内容。

其中预言机是个费解的词,其实他并不是预言未来的意思,而是链下数据传入链上的一个基础设施,应用很广包括智能合约、保险、金融市场等等,比如:

  1. 智能合约:如 Oracle 预言机可以提供现实中天气数据

  2. 保险:在保险领域,Oracle 预言机可以用于触发保险索赔等事件。

  3. 金融市场:在金融市场中,Oracle 预言机可以用于提供实时数据,例如股价、汇率等数据。

笔者在上篇 ERC-4337 的研报中也有提及,目前 ERC-4337 合约还需要接入链下的预言机价格服务,才能真正实现多币种支付交易手续费的功能:拓展阅读:以太坊账号抽象 ERC4337 的过审方案解读

总之,Oracle 就是 LayerZero 跨链中的公证人角色,可能是出于这样的作恶动机评估,预言机的安全性几乎等同于链上 DeFi 的价值,太多的借贷产品依赖预言机提供价格,如果他愿意作恶,那么有更高收益率的事情可以做。

Oracle 和 Relayer 的分工

预言机的作用是:将源头链上跨链请求所在的 Blockhash 和 Block Receiptsroot 传递到目标链上。

  • Blockhash 区块哈希,告知目标链上的合约哪个区块里有用户的跨链请求。

  • Block Receiptsroot 是为了用来验证交易中继器传递的消息。

中继器的作用是:将跨链消息所在的 Receipt 和 Merkle Proof 所需的路径信息传递到目标链上的合约用以验证。

其中 Receipt 收据是指是交易回执信息,其中主要包含着交易执行结果、交易哈希和交易事件日志。

  • 交易执行结果:源链上交易本身是否成功。

  • 交易哈希:每一笔交易的全局唯一哈希。

  • 交易事件日志:理解成跨链信息的具体内容。

这里的路径信息就是下图的红色箭头,比如将中继者依次将 L2 -> Hash 0-0 -> Hash 1 信息告诉链上节点后。比对预言机给出的 TopHash,以及基于中继者给出的信息合约进行二次计算后一致则说明中继者是正确的。

LayerZero 的跨链生命周期

在理解了中间区域跨链角色的工作后,咱们来从 ChainA 跨一笔交易到 ChainB 吧。下图中左右两个框均是与在各自链上端点合约(EndPoint)交互。

LayerZero 官方白皮书 / 图源:LayerZero 官网

整体流程概述如下:

一个交易从用户应用程序(UA)启动一个交易(即在链上执行某些操作)开始。然后通过预言机和中继器在 LayerZero 端点的协助下,将这个交易分解成多个部分(证明和区块头)。一旦预言机和中继器在目标链上发送各自的信息(签署交易上链),并且 LayerZero Endpoint(合约)验证了信息的正确性,消息就会被转化并在目标链上执行。

展开详细步骤如下(对照上图看):

  • 步骤 1:用户应用程序 UA(如 Stargate 桥)LayerZero 的通信器(Communicator)发送请求,包括交易标识符 t、从 A 到 B 转移的数据(payload 有效负载)、或指向 Chain B 上用户应用程序智能合约的标识符或者中继器 (relayer_args) 等交易信息。

  • 步骤 2:通信器将这些数据以 LayerZero 数据包(packet)的形式发送给验证器(Validator)

  • 步骤 3:验证器将交易标识符和链 B 上智能合约的标识符等发送给网络层(NetWork)。网络层的工作也被触发,有待传递的信息需要通过 oracle 将源链 A 的区块头发送到目标链 B。

  • 步骤 4:验证器将此信息(packet)转发给中继器。中继器被通知后则取交易证明(第 7 步的 Proof)链下存储,并将其发送到 Chain B(第 11 步),chainB 的端点亦可发起申请要求获取指定块哈希的结果 (第 10 步)。

  • 步骤 5:网络层将 Chain B 上智能合约的标识符和交易块的块 ID 一起发送给预言机。当预言机被通知则获取 Chain A 上当前块的块头(第 6 步)并将其发送到 Chain B(第 8 步)。

可以看到这时候其实 6、7、8、10、11 的部分都内嵌在中继器和预言机的环节执行了。

  • 步骤 9:网络层将获取到的区块哈希发送到验证器(触发超轻节点的验证)。

  • 步骤 12:验证器通过查看网络层存储的交易证明和块头来确保交易有效且已提交。如果块头和交易证明匹配,则将交易信息(Packet)发送到通信器。

    步骤 13:通信器将信息(Packet)转发送到 Chain B 上的用户应用程序中,执行任意功能。

    整体跨链是在源链上执行首笔交易的时候收取的 Gas 手续费,到了目标链上则是对应 3 笔,构成是中继器+预言机+Layer Zero: Executor(某个 EOA 账号)。

  • Radiant Capital  是基于 LayerZero 的全链借贷协议,用户可以在 A 链上存入抵押品再在 B 链上借出,本质上属于跨链资产转移的一种。

    Cashmere Labs 还未上线,主要包含两种产品:稳定币交易以及抗 MEV 的跨链 DEX 聚合器。这里抗击 MEV 的主要技术原因是,由于套利者无法在链间消息传递的期间获取订单信息,故无法进行抢先交易、「三明治攻击」等与 MEV 相关的攻击。

    OmniBTC 是一个基于 LayerZero 的跨链 DEX 聚合器,比如他先利用 Stargate 跨链桥将以太坊上 USDT 兑换为 BNB Chain 上 USDT,再使用 PancakeSwap 交易为 BNB。

    LayerZero 核心应用层产品:Stargate

    Stargate 是 LayerZero 团队开发的应用层跨链桥,目前已经支持 8 条主流公链之间互跨,其运行模式是在各条链上开设了金库账户,当用户在源头链存入资产后,Stargate 将会使用 Layerzero 通讯协议来负责传递跨链请求到目标链,最后在目标链给用户的指定的账户进行兑现。

    在前文的公证人+资产类型维度的分类方法下,可以定义为是通过 LayerZero 作为某种特例的公证人(中继器+预言机),而资产类型则是原始 20 币,涉及到 LP 的资产管理分红等逻辑,其中他为了统一流动性池还设计为稳定币媒介跨链的模式。

    比较创新的点是,它把 USDT 和 USDC 视为 1:1 的资产,也就是说,用户在以太坊上存入 1000 USDC ,可以在 Arbitrum 上取出 994 的 USDT(其中 6U 的手续费)。

    这就带来了 Stargate 的挑战点:采用原生资产和统一的流动性,将会在保证即时结算方面有一定困难,当多笔交易并发,流动性池枯竭,用户要跨链提款就无法进行,常规的做法是采用类似 Multichain 那样,提供一个 anyUSDC 的 Token 作为未来的取款证明,等他人存入更多的 USDC 才能进行原生资产兑现。

    Stargate 的解决方式是采用算法平衡+人工干预的方法,来动态调节流动性在不同 LP 池的深度,调整供给的模式来减少池子被榨干的困扰。

    当前 Stargate 的总 TVL 深度对比去年巅峰降低了很多,目前稳定保持在 4 亿美金左右,整体交易量的趋势还是更多伴随目前多个目标链上热点事件的变化而变化。

    如何评价 LayerZero?

    LayerZero 协议的定位

    不得不说他名字取得真好,其实 Layer 0 在业界早有说法,但在此之前更多的是表达网络传输层的协议。因为如果把区块链网络看作 Layer 1(比特币、以太坊、bsc 等等),那么区块链网络中提供网络通信的协议应该在 Layer 1 之下,所以称为 Layer 0。

    类比传统互联网例如 bloXroute、NYM、Marlin 等团队在隐私和网络传输效率方面对互联网底层传输方式进行了优化,这就是更多人理解的 Layer 0。

    而 LayerZero 协议中的 Oracle 和 Relayer 组件虽然也在区块链之间传输消息,但与之前更多人认为的互联网底层传输协议的 Layer0 略有不同,它更侧重限于区块链之间信息的 “沟通”。

    目前市场对跨链技术的应用,可以说依然基本停留在资产跨链上。

    然而资产跨链其实只是整个跨链技术的一个小小的子集,甚至可以说,之前我们使用的众多跨链桥产品,只是项目团队为了应对突然出现的多链生态,而仓促开发出的满足当时用户最基本需求的过渡性产品。

    而如果我们想进入真正成熟的多链生态,实现用户仅通过一个应用,就可以顺畅地与所有主流公链进行交互,且这个过程能够不需要频繁切换钱包,便捷性与流畅是未来愿景的必要构成,因此就必须拥有更加底层的,能够实现信息跨链而不是简单的资产跨链的协议级跨链产品。

    总之协议的定位与目标的本质并不是单一的资产跨链桥而是全链信息打通,这也是未来承载十亿用户的关键。

    LayerZero 协议优缺点

    安全性探讨,依赖预言机就很危险吗?

    如果只有一个 Relayer 或者一个预言机那可能确实有危险(已经不是协议本身的管理范畴了),但是目前 LayerZero 实现的是任何应用均可自定义自己的 Relayer 乃至于选择不同的预言机来支持自己的系统。

    哪怕部分 Relayer 宕机或者处于某种目的不工作、错误工作,在逐步的市场竞争中,会形成多对多的选择格局,在各自的博弈间会雷同矿工机制一样形成去中心化的互相监督。

    即使预言机 1 和中继器 A 恶意勾结,这也是一个孤立的风险,因为只有同时使用了预言机 1 作为预言机和中继器 A 作为信息的应用程序将受到影响。

    并且 LayerZero 只是最底层的传递信息的机制,至于信息传递后,上层应用如何使用则是可以单独定义和做安全加固的。对于协议本身而言他并不存储资金,也不存储数据,这会降低他本身受到攻击的可能性。

    因此,由于资金是分散,让黑客攻击成本变得更高回报更小。

    目前,LayerZero 已经经过 30 多个版本的正式审核,包括 Quantstamp、Zokyo、Zellic 和 Trail of Bits 等等。此外,他当前通过 ImmuneFi 主持 1500 万美元的漏洞赏金,这是整个行业最大的实时漏洞赏金计划!,迄今为止 LayerZero 已向已进行披露的白帽子奖励近 100 万美元。

    对比协议层跨链产品的优势

    同前文的结论一致,极低的跨链安全性验证成本是一大亮点,同样损失的则是高度信赖预言机的安全性,在抛出安全性因素之外(毕竟可以在应用层加固),通用性以及对于开发者极低的协议接入成本是笔者看到的一大隐形优势。

    更强的通用拓展性

    在如今在协议层跨链的,还有 Cosmos 生态的 IBC 协议以及波卡生态的 XCMP 跨链协议,之所以说他们在拓展性上有局限是指,对于以太坊验证其他公链的交易,则必须在以太坊上部署对应的轻节点。这样高昂的 Gas 成本导致众多 EVM 兼容链 (ETH/BSC/Polygon/L2 等等)很难对 IBC 协议进行支持,大大限制了 IBC 协议的通用性,因此目前其依然只能在相对小众的 Cosmos 生态链之间运行。

    更低的开发者接入复杂度

    从一开始底层协议的工作量就是放在极简的合约接入设计上,而消息跨链的需求场景上限极高,比如跨链借贷、收益聚合和交易只是开始。因为便捷好开发,所以协议目前已经在 30 多个链上 DApp(包括去中心化交易所 PancakeSwap、SushiSwap、TraderJoe 和 Uniswap 等)传递了超过 200 万条消息,并且其上的应用桥等已经锁定了超过 70 亿美元的总价值。

    解除多链碎片化的兼容性

    前面提及的锁定铸造模式中,生成的包装代币,便是一种对多链资金的碎片化现象,而 LayerZero 使用非封装资产方式、可以支持 EVM 和非 EVM、统一的流动性层,以及在资产跨链时能够将原链兑换、桥接、目标链兑换、质押等复杂的交易捆绑起来。

    为什么资本追逐会 LayerZero?

    首要原因是跨链的确定性,他是多链格局下少见的高确定性角色,可以随着新链诞生不断拓宽业务,而在新链失败时几乎不用承担什么风险,因为协议本身不承载资产。

    其次是清晰的商业模式,目前头部跨链桥已有不错的收入。如 Multichain 的 2021 年收入为 1700 万美元,已超过同期 Dex 龙头 一 Curve 的协议收入,收入来源是从跨链额中收取费用,市场平均 Take Rate 是 0.05%,比如在基于 LayerZero 实现的资产跨链桥 Stargate 中,用户每使用一次将需要支付 0.06% 的手续费。具体的分配是:

    • 0.01% 支付给流动性提供者作为奖励,可以理解为银行给储户的利息,同时也算是成本。

    • 0.01% 给质押代币 veSTG 持有者,可以理解为银行给股东的分红。

    • 0.04% 属于国库和生态建设费用。

    如果从传统投资视角出发,则可以继续计算其 PE(市盈率指市值与公司净利润的比率)、PS(市销率指市值与销售收入的比率),曾经有机构在 22 年 9 月的按 10 亿市值估算的结果是达到 300 倍的 PS(注意是基于 Stargate 跨链桥的营收)。

    对比之下,此赛道中其他的模式均未完美突破不可能三角,或是运营成本高,或是中心化导致不安全,又或是无法满足多元的资产兑现需求。

    最后是 omnichain 全链发展趋势,在 Layerzero 的帮助下, USDC 能够更快捷更便宜的在链上进行原生跨链,意味着 USDC 变成了全链资产。全链资产指的是将资产跨链的费用、速度和风险都大幅下降,资产将能在多条链上自由流动。

    总结而言,跨链是多链格局下的重要赛道之一,未来确定性高,商业模式清晰,在市场仍未成熟的阶段已有高额营收,作为通信协议内嵌到各类 DApp 的基础代码内,协议本身也就成为乐高积木中最下盘之一。

    参考文献

    https://medium.com/layerzero-official/layerzero-an-omnichain-interoperability-protocol-b43d2ae975b6

    https://blog.li.fi/layerzero-a-deep-dive-6a46555967f5

    https://layerzero.gitbook.io/docs/

    https://github.com/LayerZero-Labs/Audits/tree/main/audits

    https://blog.li.fi/navigating-arbitrary-messaging-bridges-a-comparison-framework-8720f302e2aa

    https://web3caff.com/zh/archives/37040

    https://foresightnews.pro/article/detail/1322

    https://mp.weixin.qq.com/s/Ji-3XKfquPlP7upnUWEaHQ

    https://stargate.finance/overview

    https://blog.ethereum.org/2015/11/15/merkling-in-ethereum

    https://layerzero.network/pdf/LayerZero_Whitepaper_Release.pdf

    https://github.com/LayerZero-Labs