Що таке Cross-Chain?

Cross-chain відноситься до технології, що дозволяє взаємодію активів, даних або інформації між різними мережами блокчейн. Як децентралізовані розподілені реєстри, кожен блокчейн працює за своїм власним механізмом консенсусу, алгоритмом шифрування та структурою даних. Світ блокчейн можна уявити як групу островів, де кожен публічний ланцюг є незалежним цифровим континентом. Технологія міжланцюжковості ламає цю ізоляцію, дозволяючи вузлам з різних ланцюгів перевіряти та виконувати міжланцюжкові транзакції за допомогою протоколу або дизайну на рівні додатків.

Основна цінність технології міжланцюжкової взаємодії полягає в досягненні "взаємодії". Наприклад, користувачі можуть переносити Bitcoin на мережу Ethereum, щоб брати участь в додатках DeFi, або дозволити смарт-контрактам на ланцюгу Solana запускати перекази активів на ланцюгу Polkadot. У суті, міжланцюжкова взаємодія створює канал для передачі довіри між ланцюжками за допомогою криптографічної верифікації, сумісності механізмів консенсусу та логіки колаборативних контрактів.

Чому потрібна міжланцюжковість?

До 2025 року очікується, що мережі блокчейн переживуть небачене розширення. Згідно з неповними статистикою, від майже 100 публічних ланцюжків та загальної заблокованої вартості (TVL) всього на мільйон доларів у DeFi протягом "року публічного ланцюжка" 2018 року, кількість активних блокчейнів зросла до 367 до 2025 року, переносить понад 314 мільярдів доларів активів на ланцюгу, з більш ніж 124 мільярдами доларів, заблокованими в різних протоколах DeFi.
Згідно з доповіддю від Research Nester, ринок міжблокчейній сумісності прогнозується досягнути 8,48 мільярдів доларів до кінця 2037 року, з річною зростанням в 27,1% з 2025 по 2037 рік.

Як працює Cross-Chain

Основа технології міжланцюжкової взаємодії полягає в установленні надійного каналу передачі значень, а основні механізми можна класифікувати на три типи.

Блокувати та виготовляти монети

Модель блокування та монетизації є найбільш поширеним механізмом, де активи відображаються через ланцюги за допомогою смарт-контрактів. Коли користувачу потрібно привести Bitcoin в екосистему Ethereum, актив на мережі Bitcoin блокується в контракті з багато підписів, тоді як на Ethereum монетизується токен WBTC у співвідношенні 1:1. Цей механізм схожий на банк, який видає акредитив, де оригінальний актив заморожується, а завернутий актив на цільовому ланцюгу має повну ліквідність. Завернутий Bitcoin (WBTC) - типовий приклад, керований 150 вузлами депонентів, які утримують заблоковані BTC, з ринковою капіталізацією понад 10 мільярдів доларів, що підтримує 85% BTC-пов'язаних транзакцій DeFi на Ethereum.

Спалювати та виготовляти

Механізм знищення та чеканки використовує замкнений дизайн, який загалом використовується для передачі активів між однорідними блокчейнами. У протоколі міжланцюгового зв'язку (IBC) екосистеми Cosmos, коли користувач передає токени ATOM з Cosmos Hub на ланцюг Osmosis, початковий ATOM на вихідному ланцюгу знищується, а цільовий ланцюг відбиває нові токени після перевірки валідності транзакції через легкі клієнти. Цей механізм не ґрунтується на кастоді третьої сторони, але вимагає сумісних систем підтвердження консенсусу між блокчейнами.

Заблокувати-Розблокувати

Механізм блокування-розблокування дозволяє децентралізованим переказам активів між ланцюжками через атомний обмін. Коли користувач блокує активи в Мережі A, система генерує криптографічне підтвердження та викликає смарт-контракт, одночасно створюючи відповідні відобрані активи в Мережі B. Під час цього процесу активи початкового ланцюжка заморожуються за допомогою угоди Hash Time-Locked Contract (HTLC), забезпечуючи, що подвійне витрачання або операції зняття не можуть відбуватися в початковій мережі.

Протокол обміну THORChain RUNE є типовим представником крос-ланцюжкового обміну. Коли користувач міняє BTC на ETH, система одночасно встановлює умови торгів на обох ланцюжках через HTLC: мережа Bitcoin блокує актив для передачі, а мережа Ethereum встановлює адресу отримання. Лише коли обидва транзакції будуть завершені протягом узгодженого часового інтервалу, блок буде розблоковано. Цей механізм повністю видаляє посередників і не вимагає додаткових припущень щодо довіри, але вимагає міцної підтримки пулу ліквідності.

Типи міжланцюгових

Перехресна ланцюжок може бути класифікована за методами перевірки на три типи:

Зовнішня перевірка

Зовнішня перевірка передбачає залучення групи незалежних зовнішніх валідаторів (свідків), які перевіряють міжланцюжкові повідомлення за допомогою механізмів, таких як багатосторонні обчислення (MPC), мережі оракулів або порогові багатопідписи для досягнення консенсусу. Цей підхід потребує додаткових припущень про довіру.
Перевага цього рішення полягає в низькій вартості впровадження та сильній адаптивності до багатьох ланцюгів, що робить його сьогодні основним вибором, таким як Multichain та Wormhole на основі PoA, Axelar та Hyperlane на основі PoS, або LayerZero на основі оракулів. Однак введення нових припущень про довіру створює безпекові ризики. Наприклад, у 2022 році місто Ронін втратило 625 мільйонів доларів через крадіжку приватного ключа валідатора 5/8, а Wormhole також зазнав збитків у розмірі 12 000 ETH у 2022 році через вразливість підпису.

Перевірка народження

Вбудована верифікація покладається на властиві блокчейну можливості верифікації, що дозволяє легким клієнтам безпосередньо перевіряти транзакції зовнішнього ланцюга. Типовим прикладом є протокол IBC Cosmos: кожен ланцюг запускає легкий клієнт, який відстежує заголовки блоків інших ланцюгів, дозволяючи в режимі реального часу перевіряти інформацію про заголовки блоків транзакцій і докази Меркла. Цей механізм схожий на те, як країни створюють посольства для незалежної перевірки документів, але він вимагає консенсусної сумісності між мережами. Цей тип рішення є високобезпечним, але вимагає, щоб базові ланцюги підтримували легкі клієнти або спеціальні протоколи.

Місцева верифікація

Локальна перевірка ґрунтується на локалізованій моделі довіри, такій як хеш-часові блокування, що дозволяє користувачам виконувати атомний своп безпосередньо між ланцюжками. Наприклад, користувачі мережі Lightning Bitcoin можуть встановлювати хеш-блокування та умови тайм-аута, що вимагає, щоб обидві сторони завершили обмін ключами протягом визначеного часу; інакше активи автоматично повертаються. Ця модель не потребує посередників, але підтримує лише прості обміни активами і не може обробляти складні виклики контрактів.

Виклики технології міжланцюжкової взаємодії

Потенційні ризики залишаються основною загрозою. З'єднання компонентів у протоколах міжланцюжкових операцій розширює поверхню атак, причому найбільш критичною загрозою є вразливості розумних контрактів. Наприклад, у 2021 році Poly Network був взламаний через ваду в логіці авторизації контракту, що призвело до втрати 600 мільйонів доларів, а у 2022 році Wormhole втратив 325 мільйонів доларів через вразливість перевірки підпису. Згідно зі статистикою SlowMist, інциденти з безпеки міжланцюжкових мостів призвели до збитків, що перевищили 1,7 мільярда доларів з 2021 року, відображаючи системні слабкості в оборонних здатностях промисловості.

Технічна реалізація стикається з багатовимірними проблемами. У децентралізованому напрямку, хоча деякі проєкти зменшують припущення про довіру через мережі оракулів та перевірку легких вузлів у ланцюжку, вразливості смарт-контрактів все ще можуть підірвати базові гарантії безпеки (наприклад, Nomad Bridge був атакований через помилку логіки коду). З точки зору сумісності, відмінності в механізмах консенсусу, форматах транзакцій і правилах перевірки станів між різними блокчейнами ускладнюють атомарний дизайн, необхідний для крос-чейн передачі повідомлень, а поточна відсутність уніфікованих стандартів посилює фрагментацію протоколу. Проблеми масштабованості також є значними, оскільки витрати на перевірку крос-чейн транзакцій і пропускну здатність мережі важко збалансувати; наприклад, мост активів між Ethereum і ланцюгами з високою пропускною здатністю часто стикається з вузькими місцями ефективності через коливання газу.

Невідкладно потрібно вирішити проблеми з користувацьким досвідом та управлінням. Множинні підтвердження підпису, тривалі періоди блокування та коливання комісій, пов'язані з міжланцюжковими операціями, значно підвищують поріг використання для звичайних користувачів. Щодо управління, механізми оновлення, моделі стимулювання вузлів та процеси реагування на кризу децентралізованих протоколів місткового зв'язку часто не мають достатньої прозорості. Атака 2022 року на міст Гармонії, через централізоване стейкінг управлінських токенів, викрила такі недоліки.

Висновок

Технологія міжланцюгової взаємодії розвивається від раннього мостування активів до універсального передавання повідомлень. З вдосконаленням технологій, таких як докази нульового знання та верифікація легкого клієнта, справжні можливості децентралізованої міжланцюгової взаємодії можуть бути реалізовані у майбутньому. Однак на цьому етапі необхідно шукати баланс між безпекою та ефективністю: хоча внутрішня верифікація є безпечною, вона має високий поріг розробки; зовнішня верифікація зручна, але несе значні ризики.

Крос-ланцюговий протокол - це не лише технологічний прорив, а й трансформація виробничих відносин. Він переміщує блокчейн від "конкуренції" до "співпраці", забезпечуючи підтримку для сценаріїв, таких як метавсвіт та онлайн-фінанси. Точно так само, як інтернет з'єднує глобальні мережі за допомогою протоколу TCP/IP, крос-ланцюговий протокол стає універсальним протоколом для інтернету цінностей Web3.