深度丨Near 彩虹桥能否解决以太坊拥堵问题？

摘要

• NEAR是一个的区块链分片项目，近日，该项目在a16z crypto领投的代币销售中筹集了2160万美元，并在Coinlist上向投资者出售了近3000万美元的NEAR代币

• 2020年5月，NEAR协议启动了其主网的0阶段--在这期间，该链由一组获得许可的验证者运行

• ETH-NEAR 彩虹桥：最初将在Ethereum和NEAR区块链之间实现ERC20代币的转移

NEAR协议是下一代区块链项目中竞争领域的新秀，2019年7月，该团队从Pantera Capital、Coinbase Ventures和MetaStable等公司筹集了他们的第一笔大额资金1210万美元。2020年5月，NEAR在A16Z领投的代币销售中又筹集了2160万美元，8月通过CoinList出售了3000万美元的NEAR代币。

与其他具有共享安全模型的分片区块链（如Ethereum 2.0和Polkadot）不同，交易在通过信标（或中继）链进行通信的分片进行处理。NEAR协议采用动态分片方式，这意味着智能合约并不是部署在单一的分片上，可以同步地相互调用，而不是必须等待通过在分片之间传递消息的主链进行通信中继。

NEAR在2020年4月推出了其主网的0阶段。这是最初的版本，也是由NEAR基金会设置的四个验证器运行的区块链版本。从那里开始，NEAR的路线图显示，在今年晚些时候由NEAR代币持有者最终过渡到社区治理的主网之前，会增加验证者的设置。

最近，NEAR宣布了ETH-NEAR 彩虹桥--一个跨链互操作性桥，旨在实现资产和应用在Ethereum和NEAR区块链上的自由流动。

去中心化金融的兴起，将Ethereum推向了目前的交易处理极限。如今，用户经常要支付30到50美元（甚至更多）的费用来与一些最常用的合约进行互动。

这凸显了对扩展解决方案的需求，并为其他区块链开辟了一个机会，通过响应增加的需求来启动其生态系统。跨链桥可以减少生态系统对单一区块链的依赖。

安全的跨链信息传递

区块链之间的互操作性是关于理解来自其他区块链的消息--无需验证另一个区块链的全部状态。这包括另一个区块链的当前状态，以及任何相关的状态转换（即交易或智能合约交互）。

需要注意的是，分片本身可以被认为是一种跨链消息传递，分片和跨区块链通信的主要区别归结为安全模型。

例如，在Ethereum 2.0中，信标链负责转发分片之间的消息，而分片之间并不独立验证对方的全部状态。所有的安全都在一个验证者组下--ETH 2.0的代币持有者。

Ethereum的共享安全模式可以与Cosmos形成对比，Cosmos不为连接到其中心的区块链提供安全保障。Cosmos只定义了一种消息格式，区块链之间通过这种格式进行通信。然而，每个区块链都要对自己的安全性负责。在这种情况下，有（至少）三个验证者需要考虑--由ATOM代币持有者运行的Cosmos自己的中心，以及消息从其传递给对方的源区块链和目的区块链的验证者。

理想情况下，跨越两个系统之间的边界可以通过经济假设来保证，而不是任何可信的第三方（或第三方委员会）。从将BTC带到Ethereum区块链的最流行的实现中可以看出跨链资产转移之间的不同方法。

将BTC转移到Ethereum的流行方法是wBTC，一此托管人管理一个多签名的比特币钱包，并负责在Ethereum上铸造wBTC。这有一个明显的缺点，那就是需要信任第三方来保管资产--铸造wBTC需要通过KYC和AML的要求，但这也是链间转移资产的有效方式，因为wBTC可以和BTC进行1对1的支持。还可以对链上的储备进行审核。

以Ren Protocol的renBTC和Keep Network的tBTC为例，其目的是只利用经济激励机制实现安全的跨链资产转移。具体来说，就是通过让验证者盗取资金在经济上没有吸引力或不可行，并对其维护桥进行奖励。

而wBTC是由一组许可的签名者维护的，renBTC和tBTC则是由一组开放的验证者保障的。

ren代币持有者以自己的代币作为抵押参与协议。目前，该协议对所有支持链之间的烧币和铸币收取0.1%的费用，并有可能持续收费，以激励验证节点诚实。

从概念上讲，tBTC是最安全的方法，因为每一个tBTC都有ETH的超额抵押--必须将BTC在ETH中价值的150%作为抵押品来铸造tBTC。如果tBTC的验证者（称为 "签名者"）出现任何失败，用户可以随时从抵押品池中获得补偿。

权衡之下，renBTC的资本效率较高，但经济安全性低于tBTC。

ETH-NEAR 彩虹桥

NEAR对Ethereum互操作性的做法，是为了完全消除这层额外的经济安全。

构建比特币-Ethereum 桥的一个问题，是Ethereum能够追踪比特币，而比特币却无法做到反向追踪。这是因为比特币的脚本系统的编程限制。一些第三方托管人--无论是通过无权限还是有权限的选择过程--必须负责比特币多签名钱包，并激励其不要盗取资金。

相反，ETH-NEAR 彩虹桥将安全问题（有一些重要的警告）限制在有关的两个区块链--NEAR和Ethereum。这是通过在NEAR上作为智能合约实现的Ethereum轻客户端和在Ethereum上作为智能合约实现的NEAR轻客户端来实现的。

轻客户端被设计成以信任最小化的方式与全节点交互。全节点存储整个区块链交易历史，为网络提供数据请求服务，并验证新的区块--而轻客户端只需要下载区块头。

这是因为区块头包含了一种叫做Merkle tree root的东西，它可以被认为是区块链中给定区块的摘要和唯一指纹。如果一个区块中的任何信息发生变化，Merkle tree root也会发生变化。轻客户端可以向全节点请求信息--例如特定钱包的余额--并根据区块头验证这些信息。如果返回的信息不正确或不诚实，它将与区块头中的内容不匹配。

通过这种设置，NEAR和Ethereum轻客户端可以证明他们向对方提交的信息的真实性。两个区块链都可以证明交易是否已经包含在区块中，以及执行智能合约的状态和结果。桥的安全性依赖于在Ethereum区块上等待足够的终局性--即当给定的NEAR应用确信交易不会被逆转时的区块数量--NEAR协议的Proof-of-Stake共识不会被破坏。

一个小的缺点是，NEAR上的Ethereum轻客户端并不是很 "轻"。

Ethereum区块大概每15秒创建一次，每个区块都需要验证头，这就产生了大量的数据供轻客户端检查。相比之下，比特币轻客户端更容易操作，因为每10分钟就会产生一个区块。即使NEAR提高了交易处理和数据存储的扩展能力，这个过程也会占用其区块gas限制的10%。

在验证过程的另一面，Ethereum上的NEAR轻客户端确实有一个明显的限制。NEAR在Ethereum上的区块头的验证成本太高，无法持续发布到Ethereum区块中。这是因为NEAR使用公钥签名系统Ed25519来签署批准区块的验证者的消息。

实际上，这意味着Ethereum上的NEAR轻客户端被迫假设发布的Ed25519签名是正确的，并且需要有一个等待期--目前规定为4小时--任何用户都可以在Ethereum链上对提交的区块头进行挑战。挑战本身是用完整的Ed25519签名进行的，单次挑战大约需要50万gas（Ethereum每日gas上限的0.6%）。

NEAR希望的解决方案是EIP665，它将作为一个预编译合约（Ethereum上的一组特定计算，需要较少的gas）来支持Ed25519。然而，来自Ethereum基金会的Hudson Jameson指出，通过EIP665对Ed25519的支持不太可能被添加到Ethereum中--因此这个问题很可能会一直存在，直到另一个Ethereum改进提案（如EIP2537）通过并开放了问题的解决方案。如果这个问题得到解决，从NEAR到Ethereum的跨链转账将变得几乎是瞬时的。

此外，NEAR目前并没有对支付中继头和支付gas的维护者进行奖励。在实施奖励之前，NEAR基金会将自费维护设置，预计桥的主要用户也会这样做。

跨链资产转移的影响

从技术上来说，彩虹桥能够支持Ethereum和NEAR区块链之间几乎所有类型的交互。但首先，支持的用例将是在两者之间传输ERC20代币。

NEAR的跨链桥可以减少围绕ERC20资产的网络效应。Ethereum对用户和应用开发者有如此高的锁定度，原因之一是几乎所有著名的代币都存在于Ethereum上。例如，如果你想建立一个去中心化的交易所，将交易所建立在资产所在的地方是有意义的。

像tBTC这样的信任最小化解决方案有资本效率低下的缺点--用户必须为验证者支付费用来维护桥（而不是窃取他们的资金）。这类壁垒正在不断降低，NEAR并不是唯一一个致力于改善跨链交换的团队。Solana上的去中心化交易所Serum正在计划对跨链的支持（不过，具体实施情况仍不清楚）。

将资产从Ethereum转移到NEAR的第一个例子是Flux协议--一个开放的金融市场协议（设计上与Augur比较相似）。Flux最近在NEAR的主网上推出了它的合约，Flux上的市场将以DAI计价，DAI是目前Ethereum上最流行的去中心化稳定币，目前供应量快速增长，达到4.467亿美元。

凭借NEAR-ETH 彩虹桥和其他支持Ethereum合约的工具，NEAR一直是最积极的区块链项目之一，试图让Ethereum生态系统的一部分迁移过来。

归根结底，区块链是建立在区块链之上的应用的服务提供商，有了更好的工具来迁移资产、智能合约，甚至是整个加密协议的状态，技术锁定可以减少，项目将有更多的机会选择最适合自己需求的区块链。昨天推出了Ethermint，这是一个与Ethereum工具完全兼容的Proof-of-of-Stake链，只不过它是Cosmos上的一个特定应用链。