Что такое Cross-Chain?

Кросс-цепь относится к технологии, которая обеспечивает совместимость активов, данных или информации между различными сетями блокчейн. Как децентрализованные распределенные реестры, каждый блокчейн работает с собственным механизмом консенсуса, алгоритмом шифрования и структурой данных. Мир блокчейна можно сравнить с группой островов, где каждая публичная цепь является независимым цифровым континентом. Технология кросс-цепи нарушает эту изоляцию, позволяя узлам из разных цепей проверять и выполнять транзакции между цепями через дизайн протокола или слоя приложения.

Основная ценность технологии кросс-цепочек заключается в достижении "взаимодействия". Например, пользователи могут передавать биткоины на сеть Ethereum для участия в приложениях DeFi, или позволять смарт-контрактам на цепочке Solana запускать передачу активов на цепочке Polkadot. По сути, кросс-цепочка устанавливает канал для передачи доверия между цепочками через криптографическую верификацию, совместимость механизмов консенсуса и логику совместных контрактов.

Зачем нужен Cross-Chain?

К 2025 году ожидается, что блокчейн-сети переживут беспрецедентное расширение. Согласно неполной статистике, если в 2018 году было около 100 публичных цепочек и общая заблокированная сумма (TVL) составляла всего миллион долларов в DeFi, то к 2025 году количество активных блокчейнов выросло до 367, несущих более 314 миллиардов долларов активов на цепочке, причем свыше 124 миллиардов долларов заблокировано в различных протоколах DeFi.
Согласно отчету Research Nester, рынок межцепочечной совместимости блокчейнов предположительно достигнет $8.48 миллиарда к концу 2037 года, с среднегодовым темпом роста (CAGR) 27.1% с 2025 по 2037 год.

Как работает кросс-чейн

Основа технологии межцепных связей заключается в установлении доверенного канала передачи стоимости, и основные механизмы могут быть классифицированы на три типа.

Заблокировать и чеканить

Модель блокировки и эмиссии является наиболее распространенным механизмом, при котором активы отображаются на различных цепочках через смарт-контракты. Когда пользователь должен привести биткойны в экосистему Ethereum, актив на сети биткойнов блокируется в мультиподписном контракте, в то время как на Ethereum эмитируется токен WBTC в соотношении 1:1. Этот механизм подобен выдаче банком аккредитива, где исходный актив заморожен, а обернутый актив на целевой цепочке имеет полную ликвидность. Обернутый биткойн (WBTC) является типичным примером, управляемым 150 опекунскими узлами, которые удерживают заблокированные BTC, с рыночной капитализацией более $10 миллиардов, поддерживая 85% BTC-связанных сделок DeFi на Ethereum.

Сжигание и выпуск

Механизм сжигания и выпуска монет использует замкнутый дизайн, который обычно используется для передачи активов между однородными блокчейнами. В протоколе межблокчейн-связи (IBC) экосистемы Cosmos, когда пользователь переводит токены ATOM с космического хаба на цепочку Osmosis, исходный ATOM на исходной цепочке сжигается, и целевая цепочка выпускает новые токены после проверки допустимости транзакции через легкие клиенты. Этот механизм не зависит от хранения у третьих лиц, но требует совместимых систем подтверждения консенсуса между блокчейнами.

Заблокировать-Разблокировать

Механизм блокировки-разблокировки позволяет децентрализованные кросс-цепные передачи активов через атомные свопы. Когда пользователь блокирует активы на сети A, система генерирует криптографическое доказательство и запускает смарт-контракт, одновременно создавая соответствующие отображенные активы на сети B. Во время этого процесса активы оригинальной цепи замораживаются с помощью контракта Hash Time-Locked (HTLC), обеспечивая то, что двойные траты или операции по снятию не могут произойти на оригинальной сети.

Протокол обмена межцепочечной биржи THORChain’s RUNE является типичным представителем. Когда пользователь обменивает BTC на ETH, система одновременно устанавливает торговые условия на обеих цепочках через HTLC: сеть Bitcoin блокирует актив, который будет передан, а сеть Ethereum устанавливает адрес получателя. Только после завершения обеих транзакций в согласованный срок блокировка будет снята. Этот механизм полностью удаляет посредников и не требует дополнительных доверительных предположений, однако он требует надежной поддержки пула ликвидности.

Типы межцепных

Cross-chain можно классифицировать на три типа на основе методов верификации:

Внешняя верификация

Внешняя верификация включает в себя привлечение группы независимых внешних валидаторов (свидетелей) для проверки межцепочечных сообщений с использованием механизмов, таких как многопартийные вычисления (MPC), оракульные сети или пороговые мультисигнатуры для достижения консенсуса. Для этого подхода требуются дополнительные доверительные предположения.
Преимущество данного решения заключается в его низкой стоимости внедрения и сильной мультицепной адаптивности, что делает его сегодня основным выбором, таким как Multichain и Wormhole на основе PoA, Axelar и Hyperlane на основе PoS, или LayerZero на основе оракулов. Однако внедрение новых доверительных предположений представляет угрозу безопасности. Например, в 2022 году Ronin Bridge потерял $625 миллионов из-за кражи частного ключа валидатора 5/8, а также Wormhole также понес потерю 12 000 ETH в 2022 году из-за уязвимости подписи.

Проверка подлинности

Проверка на подлинность основана на встроенных возможностях проверки блокчейна, позволяя легким клиентам напрямую проверять внешние транзакции цепочек. Типичным примером является протокол IBC Cosmos: каждая цепочка запускает легкого клиента, который отслеживает заголовки блоков других цепочек, обеспечивая мгновенную проверку информации о заголовке блока и доказательства Меркля пакетов транзакций. Этот механизм аналогичен установлению посольств для независимой проверки документов странами, но требует совместимости консенсуса между цепочками. Этот тип решения является высоко безопасным, но требует, чтобы базовые цепочки поддерживали легких клиентов или настраиваемые протоколы.

Локальная верификация

Локальная верификация основана на локализованной модели доверия, такой как хэш-временные блокировки, позволяющей пользователям выполнять атомные свопы непосредственно между цепями. Например, пользователи Bitcoin Lightning Network могут устанавливать хэш-блокировки и условия времени ожидания, требуя, чтобы обе стороны завершили обмен ключами в указанное время; в противном случае активы автоматически возвращаются. Эта модель не требует посредников, но поддерживает только простые обмены активами и не может обрабатывать сложные вызовы контрактов.

Проблемы технологии межцепочек

Риски безопасности остаются основной угрозой. Связывание компонентов в протоколах межцепочной связи расширяет поверхность атак, при этом наиболее критической угрозой являются уязвимости умных контрактов. Например, в 2021 году Poly Network был взломан из-за ошибки в логике авторизации контракта, что привело к потере 600 миллионов долларов, а в 2022 году Wormhole потерял 325 миллионов долларов из-за уязвимости проверки подписи. Согласно статистике SlowMist, инциденты безопасности межцепочных мостов привели к убыткам, превышающим 1,7 миллиарда долларов с 2021 года, отражая системные слабые места в возможностях защиты от атак отрасли.

Техническая реализация сталкивается с многомерными вызовами. В децентрализованном направлении, в то время как некоторые проекты снижают доверие через сети оракулов и верификацию легких узлов на цепочке, уязвимости смарт-контрактов все еще могут подорвать базовые гарантии безопасности (например, мост Nomad был атакован из-за ошибки логики кода). В терминах межоперабельности различия в механизмах консенсуса, форматах транзакций и правилах верификации состояния среди разных блокчейнов усложняют атомный дизайн, необходимый для передачи сообщений между цепями, и текущее отсутствие унифицированных стандартов усугубляет фрагментацию протокола. Проблемы масштабируемости также значительны, поскольку стоимость верификации межцепных транзакций и пропускная способность сети сложно сбалансировать; например, мостирование активов между Ethereum и цепями с высокой пропускной способностью часто сталкивается с эффективными узкими местами из-за колебаний газа.

Опыт пользователей и проблемы управления срочно требуют решения. Множественные подтверждения подписи, длительные периоды блокировки и колеблющиеся комиссии, связанные с операциями межцепочного взаимодействия, значительно повышают порог использования для обычных пользователей. В плане управления механизмы обновления, модели стимулирования узлов и процессы реагирования на кризисы децентрализованных мостовых протоколов часто страдают от недостатка прозрачности. Атака на Harmony Horizon Bridge в 2022 году из-за централизованного стейкинга управляющих токенов выявила подобные недостатки.

Заключение

Технология межцепочного взаимодействия развивается от раннего моста активов к универсальной передаче сообщений. С совершенствованием технологий, таких как доказательства нулевого знания и верификация легкого клиента, истинные децентрализованные межцепочные возможности могут быть реализованы в будущем. Однако на данном этапе необходимо искать баланс между безопасностью и эффективностью: хотя собственная верификация является безопасной, у нее высокий порог развития; внешняя верификация удобна, но представляет существенные риски.

Кросс-цепочка - это не только технологический прорыв, но и трансформация производственных отношений. Она переводит блокчейн из состояния "конкуренции" в состояние "сотрудничества", обеспечивая базовую поддержку для таких сценариев, как метавселенная и финансы на цепочке. Точно так же, как интернет соединяет глобальные сети через протокол TCP/IP, кросс-цепочка готовится стать универсальным протоколом для интернета ценностей Web3.