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2023-08-29 07:00

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HyperNova 的“无桥”技术基于链到链的加密共识，使区块链之间的互操作更加安全、可靠且可扩展。

传统跨链桥设计痛点

区块链技术的发展日新月异，成为社会发展的关键一环，其影响范围涵盖了去中心化金融、资产管理、供应链、医疗保健等多个领域。结合智能合约，DeFi 以自动化和分布式协议为驱动力，通过加密技术实现了无需信任的服务，为传统金融基础设施提供了自动化替代方案，而这也与中心化的人力驱动型服务需要大量信任来保障这一事实形成鲜明的对比。截至 2023 年 8 月，据 DefiLlama 统计，纵观整个区块链行业中的 Dapp，智能合约的总锁定价值（TVL）约达 400 亿美元。

基于设计原理，大多数区块链都受了到其验证者的限制，因为验证者掌握的信息知识和资产都是有限的。这些验证者决定了区块链交易的排序方式，是构成区块链状态真实性的来源。因此，验证者是区块链的权威，他们验证其区块链上哪些用户控制着什么资产。

每个区块链都有其独一无二的特性，许多区块链也提供越来越多样化的服务。不置可否的是，随着区块链的行业发展，我们迎来了一个逐渐清晰的方向：DeFi 正在走向多链的未来。

但在目前用户真实的使用场景中，体验碎片化是多链现实的一个突出痛点。这也引起了行业研究人员和开发者的关注，如何将资产和信息安全且无形地从一条链转移到另一条链实现可互操作性成了行业亟待解决的问题。

实现区块链互操作性这一挑战也直接催生了跨链桥的发展。在当前情况下，大多数跨链桥都采用了多签设计。这类桥梁通常由一组质押桥梁节点组成，每个节点都会单独为源链上发生的事件（如在源链货币中锁定的资金）进行签名，然后这些已签名的事件会被聚合，并通过“多签”机制将其与各节点的协议签名 / 印章一起传输到目标链。这样的过程促使了相应的操作（例如，在目标链的本地资产或货币中释放资金）。

一般来说，所谓的“去信任化”系数取决于网络中独立验证者的数量和涉及的质押金额，但通常多签跨链桥的验证者数量和抵押价值通常远低于 L1 区块链。正如行业流传所说：“一条链的强度取决于它最薄弱的环节。” 在资产流通的路径中，多签跨链桥在“去中心化信任”的系数方面表现得较为薄弱。因此，跨链桥也经常成为大规模和小规模攻击的目标。根据 Chainanalysis 在 2022 年 8 月发布的一份报告，仅跨链桥的黑客攻击就造成了 20 亿美元的损失。

因此，为了确保资产在通过跨链桥转移时有效和安全，其“去中心化信任”程度不能亚于 L1 和 L2。

解决方案：“无桥”跨链设计方向

解决方案看似其实很简单：验证原链的共识。然而，在一条链上验证另一条链的共识绝非易事。拿以太坊作为一个例子，其拥有一个庞大的活跃验证者集合（截至 2023 年 8 月 6 日，数量超过 70 万）。验证共识的过程包括聚合参与区块认证的公钥，并验证聚合签名。鉴于需要聚合大量的公钥，这个验证机制需要花费较长的时间，对于消耗 Gas 的目标链来说是非常低效的。正是出于这个原因，在以太坊 Altair 分叉中引入了“同步委员会”。

同步委员会是一个 512 个随机节点组成的子委员会，这些节点都是随机地从以太坊完整验证者集合中抽取的，并且以每 27 小时更新一次。以太坊的区块在完整验证者集合的正常认证之外，还由同步委员会的验证者进行认证。因此，同步委员会的认证为在其他链上验证以太坊共识提供了更经济的方式，从而有效促进了基于“中继模型”的跨链。

然而，同步委员会共识机制也遭到了质疑，主要是因为其协议中缺乏惩罚机制，不诚实的同步委员会节点可以轻易逃脱对特定无信任桥梁的攻击窜通行为。

但市场也不乏乐观回应者，Succint, Snowfork 和 T3rn 在他们的研究中表明，存在这样不诚实同步委员会节点的概率极低。例如，验证阀值可以要求超过 90% 的同步委员会验证者对一个区块进行签名，以被视为有效。因此即使假设以太坊的全部验证者中有 1/3 是不诚实的，在随机机制运行下得出一个不诚实的同步委员会的概率大概为每 1031 年出现一次（至少 10% 的不诚实同步委员会验证者）。

这些研究还指出，除了基于协议的惩罚机制外，还存在其他实际的安全机制，例如可以通过基于实际的匿名性和声誉损害而阻止同步委员会的不诚实行为。我们发现，这些概率和实际安全方面的因素已经足够支持无信任的桥接模型，因此，我们构建了 HyperNova —— 一个“无桥”跨链设计，同时还开发了一个原型，展示了资产从以太坊流动到 Supra 以及多样的生态系统。

Supra HyperNova:“无桥”跨链协议

只要 Supra 能够“觉察”到以太坊的活跃验证者集，就能够验证它大多数共识协议。然而，为了将这些信息从以太坊传递给 Supra，我们需要添加一个中继节点，该节点将简单地转发源链（以太坊）的事件，同时要求 Supra 的验证者明确验证这些事件的有效性。简而言之，Supra 通过密码学方式验证以太坊的 L1 共识。

那么？Supra 将如何确定对活跃验证者集的“觉察”？对于像以太坊这样的权益证明网络，验证者需要达成共识，以了解当前活跃节点运营者的公共地址。之前的活跃验证者会针对将新节点纳入这一行为网络进行投票，而新的活跃运营者集的转变也会有加密证据。这些信息可以通过从先前的活跃集到新的运营者节点集的加密签名来进行验证。

在 Supra 的 HyperNova 中，中继节点仅分享源链的密码学共识信息，而验证则在 Supra 本身进行处理。由于无法伪造以太坊的共识信息，世界上任何人都可以扮演中继角色。值得强调的是，由于目标链上的节点会独立验证源链事件的有效性，在传递过程中无法篡改中继桥节点与某链上事件相关的信息，因此那些没有在源链上锁定相应资产而通过在跨链桥上提供虚假信息以释放或铸造资产的攻击将不可能在“中继模型“跨链桥上发生。

在“多签模型”中，我们需要信任跨链桥节点中的大多数是诚实的并始终做正确的事情，而在“中继模型”中，我们无需信任任何中继桥节点来确保中继信息的正确性，只需确保源链上的相关事件在传递到目标链时没有缺失、被审查或延迟。因此，在传统“多签模型”中需要信任大多数诚实节点的要求在“中继模型”中被降低成了只需要一个诚实节点，这种模型也被称为“无桥”模型。

同样，在 HyperNova “无桥”模型中，我们仅依赖中继节点来转发数据，而不是验证数据的正确性。因此，桥梁节点不需要大量的股权，只需一个诚实的节点即可确保活跃性和抗审查性。此外，这也可以避免多轮共识，从而实现更快的执行。

有趣的是，该想法自然而然地扩展到许多其他链条。我们也为其他链构建了类似的研究原型，其中包括 Aptos 和 Sui。就像对待以太坊的过程一样，我们也可以收集这些链的验证者集信息，然后通过一个中继节点将这些链上的相关事件传输到 Supra SMR，并进行验证。

另一个方面，Supra 的第 1 层共识协议使用阈值签名来验证区块。因此，在任何其他链上验证 Supra 的区块就像验证单个 BLS 签名一样简单、容易和高效。除此之外，目前我们还在深入研究基于零知识的方法（ScalingX，Web3 Foundation）以加强该模型的去信任化程度。

中心与辐射模型

Supra 的独特价值在于它垂直集成了包括预言机、可验证随机数（VRF）等功能。同时，它在本地的第一层智能合约平台上还将推出自动化功能 Platinum Automation Network。这种综合设计使得 Supra 的第一层区块链成为一个自足的系统，用户在进行大多数链上活动时无需离开该系统，也不需要通过第三方预言机从链下获取现实世界的应用数据。

由于 Supra HyperNova 协议在跨链信息和资产传输方面具有无信任的特性，它承载了源区块链的“去中心化信任”水平，而不是脆弱的多签名桥梁。此外，通过 HyperNova，Supra 现有服务的覆盖范围可以更轻松地扩展到越来越多的链和网络。此外，由于 Supra 架构的垂直集成设计，工作流程得到了优化，并提供了多方中间增值服务。这使得 Supra 成为一个功能强大的互操作中心，可以通过安全和去中心化的方式便捷地连接多个区块链。

从客户的角度来看，Supra 提供了一个简单一次性的触发方式：只需在源链上进行一笔初始交易，就能确保多链之间所有的后续步骤和交易。这个初步的交易可包括资产转换率、任务调度的时间、调用可验证随机函数、调用其他链上进行函数等逻辑相关动作。

演示

为了进一步说明该概念，我们绘制了以下工作流程以作展示：我们使用“无桥”模型将 1 ETH 从一个以太坊账户转移，并存入两个不同链上（Aptos 和 Sui）的本地货币账户。（尽管在此演示中我们已经硬编码了转换率，但在实际过程中我们使用的是集成预言机服务，以实现即时的转换）。

Supra 的 IntraLayer™ 解决方案

尽管区块链领域中链与链之间相对独立，但我们致力于将整个领域视为一个统一的多链，并为此提供各种服务。也可以把 Supra 系统视为一个组件，它不仅可以单独提供集成服，还可以无缝连接和融合多个链上的所有服务。因此，我们将 Supra 定义为 IntraLayer，一个垂直集成了预言机、VRF 等功能的服务层，也是一个实现互操作性的核心基础设施，帮助 dApps 在分散的区块链领域中无缝地进行通信，能将所有链融合成一个整体。

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免责声明

本文为知识科普交流之用，不作为任何投资建议。

关于 Supra

Supra 是一个具备原生预言机和 VRF 等功能并实现跨链互操作的中间服务层——Intralayer。旨在链接 L1 和 L2，为开发者社区提供全面的中间服务，为保护未来金融市场和推动 Web3 应用落地而打造的高速、安全、可扩展的跨链互操作核心基础设施。【Supra 中文】也将持续为读者提供更有价值、更有深度的区块链行业内容跟干货。

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