跨鏈賽道研報：LayerZero全鏈互操作協議憑什么估值30億美金(上）_LAYER:ZERO

前言短短1年的時間，全鏈互操作性協議LayerZero他再次以30億美元的估值籌集了1.2億美元，是上次估值的三倍，投資者包括a16z,ChristiesInc和紅杉資本等。全文研報一萬字，將全面梳理跨鏈賽道的主流模式、layerZero的技術原理、詳解跨鏈生命周期、綜合分析其協議優缺。本文系上篇，重在講述LayerZero的技術方案以及評價其優缺點。1、LayerZero技術原理

1.1、概述

LayerZero是一個提供無需信任的跨鏈通訊協議。它的本質是利用了輕節點的技術原理，設計了超輕節點的機制，通過中繼者和預言機將中間的置信環節一分為二，從而以更低的費用換取更好的安全性注意，LayerZero主打的不是資產跨鏈，而是更上層的消息跨鏈，作為底層協議與資產跨鏈的應用層是個包含關系，更具體的資產跨鏈是同樣由LayerzeroLabs開發的Stargate。1.2、什么是輕節點？

跨鏈之間的通訊環節主要是通過外部驗證或鏈上輕節點來完成。首先輕節點是一種節點運作模式，同樣的還有全節點歸檔節點。同一個鏈的不同節點則是該鏈信息的刪減版，輕節點只保存歷史所有區塊頭，并不存儲區塊內的具體交易信息。有了區塊頭的多個MerkleRoot就可以借助默克爾樹驗證來確定一筆交易是否真實存在于這個區塊。

跨鏈DeFi協議Mushrooms Finance發布告別聲明，網站將在6月無法訪問:5月17日消息，跨鏈DeFi協議Mushrooms Finance發布告別聲明，將關閉協議和網站。用戶需盡快從Mushrooms Finance提取資產，當前網站將在6月無法訪問，金庫剩余資金將在Polygon網絡中轉換為USDC，并按比例分配給代幣持有者。[2022/5/17 3:21:23]

以太坊的EVM虛擬機架構圖來自官方GITHUB通過輕節點上鏈運行驗證的收益是，完全剔除了公證人的外部角色干擾，依據鏈本身的安全性實現高度的去中心化從而更安全。但這樣一來跨鏈成本將會高的無以復加，最終都將分散到跨鏈需求的用戶上。筆者曾經在NFT存儲元數據估算按KB為單位的成本。可拓展閱讀：你買的NFT到底是什么？1.2、什么是超輕節點？

超輕節點Ultra-LightNode(ULN)其實很簡單，對比輕節點而言，超輕節點會執行與鏈上輕節點相同的驗證，但不是按順序保留所有塊頭，它們由分散的預言機按需流式傳輸。其收益便是，不依賴輕節點從頭開始的區塊頭數據流。其代價則是，缺乏歷史順序數據流，那一旦預言機和中繼者同時作惡即可通過驗證，讓導致惡意的信息被執行。一定程度安全性的損失對應極大程度成本的降低，孰是孰非就看大家基于自身場景如何權衡了，參考lens這樣社交協議的設計，社交關注的信息的價值不會太大，那么在做好應用層隔離的情況下樂觀的做元交易，樂觀的先執行后追溯也十分可取。2、LayerZero的跨鏈核心角色

跨鏈智能合約平臺CLV宣布推出CLV Chain EVM:4月2日消息，跨鏈智能合約平臺CLV宣布推出CLV Chain EVM，向Web3世界進一步邁進。[2022/4/2 14:01:00]

在下圖的LayerZero官方白皮書中，綠色的部分便是承擔兩條鏈之間信息傳遞的關鍵角色，分別是Oracle和Relayer。

LayerZero官方白皮書來自官網2.1、Oracle和Relayer的定位

簡單來說，Oracle的主要作用是讓目標鏈上的合約知道什么時候驗證和驗證的答案是什么。而Relayer則負責提供驗證交易所需的證明過程以及跨鏈信息的具體內容。筆者在上篇4337的研報中也有提及，目前4337合約還需要接入鏈下的預言機價格服務，才能真正實現多幣種支付交易手續費的功能：拓展閱讀以太坊賬號抽象ERC4337的過審方案解讀總之，Oracle就是LayerZero跨鏈中的公證人角色，可能是出于這樣的作惡動機評估，預言機的安全性幾乎等同于鏈上Defi的價值，太多的借貸產品依賴預言機提供價格，如果他愿意作惡，那么有更高收益率的事情可以做。2.2、Oracle和Relayer的分工

預言機的作用是：將源頭鏈上跨鏈請求所在的Blockhash和BlockReceiptsroot傳遞到目標鏈上。Blockhash區塊哈希，告知目標鏈上的合約哪個區塊里有用戶的跨鏈請求。BlockReceiptsroot是為了用來驗證交易中繼器傳遞的消息。中繼器的作用是：將跨鏈消息所在的Receipt和MerkleProof所需的路徑信息傳遞到目標鏈上的合約用以驗證。其中Receipt收據是指交易回執信息，其中主要包含著交易執行結果、交易哈希和交易事件日志。交易執行結果：源鏈上交易本身是否成功。交易哈希：每一筆交易的全局唯一哈希。交易事件日志：理解成跨鏈信息的具體內容。這里的路徑信息就是下圖的紅色箭頭，比如將中繼者依次將L2->Hash0-0->Hash1信息告訴鏈上節點后。比對預言機給出的TopHash，以及基于中繼者給出的信息合約進行二次計算后一致則說明中繼者是正確的。

Poolz CMO Liam ：Poolz無需第三方幫助就可以實現資產跨鏈:4月13日17:00，Poolz CEO Oren和Poolz CMO Liam Cohen做客抹茶社區進行分享。

Liam Cohen表示：“Poolz是一個基于DeFi原理的去中心化第三層交換協議，專注于IDO和跨鏈交換，允許在沒有第三方幫助的情況下，在兩個單獨的區塊鏈之間交換數字資產。Poolz是作為DAO協議建立的。Poolz的運營和治理前提是，社區可以決定Poolz將如何隨著時間的推移而發展。”[2021/4/13 20:15:29]

2.3、LayerZero的跨鏈生命周期

在理解了中間區域跨鏈角色的工作后，咱們來從ChainA跨一筆交易到ChainB吧。下圖中左右兩個框均是與在各自鏈上端點合約交互。

LayerZero官方白皮書來自官網整體流程概述如下：一個交易從用戶應用程序啟動一個交易開始。然后，通過預言機和中繼器在LayerZero端點的協助下，將這個交易分解成多個部分。一旦預言機和中繼器在目標鏈上發送各自的信息，并且LayerZero\nEndpoint驗證了信息的正確性，消息就會被轉化并在目標鏈上執行。展開詳細步驟如下：步驟1：用戶應用程序UALayerZero的通信器發送請求，包括交易標識符t、從A到B\n轉移的數據、或指向ChainB上用戶應用程序智能合約的標識符或者中繼器(relayer_args)等交易信息。步驟2：通信器將這些數據以LayerZero數據包的形式發送給驗證器步驟3：驗證器將交易標識符和鏈B上智能合約的標識符等發送給網絡層。網絡層的工作也被觸發，有待傳遞的信息需要通過oracle將源鏈A的區塊頭發送到目標鏈B。步驟4：驗證器將此信息轉發給中繼器。中繼器被通知后則取交易證明鏈下存儲，并將其發送到ChainB，chainB的端點亦可發起申請要求獲取指定塊哈希的結果(第10步)。步驟5：網絡層將ChainB上智能合約的標識符和交易塊的塊ID一起發送給預言機。當預言機被通知則獲取ChainA上當前塊的塊頭并將其發送到ChainB。可以看到這時候其實6、7、8、10、11的部分都內嵌在中繼器和預言機的環節執行了。步驟9：網絡層將獲取到的區塊哈希發送到驗證器。步驟12：驗證器通過查看網絡層存儲的交易證明和塊頭來確保交易有效且已提交。如果塊頭和交易證明匹配，則將交易信息發送到通信器。步驟13：通信器將信息轉發送到ChainB上的用戶應用程序中，執行任意功能。整體跨鏈是在源鏈上執行首筆交易的時候收取的Gas手續費，到了目標鏈上則是對應3筆，構成是中繼器+預言機+LayerZero:Executor。3、如何評價LayerZero協議的優缺點

Pangolin應用觸發跨鏈功能漏洞致使Avalanche主網交易停滯:Avalanche網絡在“跨鏈功能漏洞”后幾乎停止運行。該漏洞使Avalanche協議和以太坊虛擬機(EVM)在高負載下狀態下無法相互對話。對此，Avalanche開發團隊表示，由于基于Avalanche的去中心化交易所Pangolin的推出，使得Avalanche網絡陷入了“瘋狂的負載”狀態，并進一步觸發了上述概率極低的漏洞，致使網站狀態趨于停止。有用戶稱Avalanche網絡幾乎不能發送交易，甚至需要等待4個小時。不過官方表示用戶資金是安全的。該漏洞導致整個網絡陷入恐慌后，網絡進入了“自愈”模式，團隊認為Avalanche核心協議本身沒有任何錯誤。Avalanche開發人員正在解決漏洞問題，并稱只有當團隊100%確信漏洞可以被解決時才會更新進程。昨日消息，基于Avalanche的去中心化交易所Pangolin表示，高流量導致Avalanche錢包API節點暫時關閉，將延遲推出APP，Pangolin還補充稱，這純粹是API問題，與協議無關。節點都沒有問題。（CoinDesk）[2021/2/12 19:34:25]

3.1、依賴預言機就很危險嗎？

如果只有一個relayer或者一個預言機那可能確實有危險，但是目前layerZero實現的是任何應用均可自定義自己的relayer乃至于選擇不同的預言機來支持自己的系統。哪怕部分relayer宕機或者處于某種目的不工作、錯誤工作，在逐步的市場競爭中，會形成多對多的選擇格局，在各自的博弈間會雷同礦工機制一樣形成去中心化的互相監督。即使預言機1和中繼器A惡意勾結，這也是一個孤立的風險，因為只有同時使用了預言機1作為預言機和中繼器A作為信息的應用程序將受到影響。并且LayerZero只是最底層的傳遞信息的機制，至于信息傳遞后，上層應用如何使用則是可以單獨定義和做安全加固的。對于協議本身而言他并不存儲資金，也不存儲數據，這會降低他本身受到攻擊的可能性。因此，由于資金是分散，讓黑客攻擊成本變得更高回報更小。目前，LayerZero已經經過30多個版本的正式審核，包括Quantstamp、Zokyo、Zellic和Trail\nof\nBits等等。此外，他當前通過ImmuneFi主持1500萬美元的漏洞賞金，這是整個行業最大的實時漏洞賞金計劃！，迄今為止LayerZero\n已向已進行披露的白帽子獎勵近100萬美元。3.2、對比協議層跨鏈產品的優勢

太壹科技CMO孟春東：波卡通過Slot技術整合BTC等已有公鏈，實現資產跨鏈:據官方消息，太壹科技CMO孟春東于28日參加了創新者大會，并作為受邀嘉賓參與爐火對話“波卡DeFi能否撼動以太坊DeFi”話題討論。針對基于以太坊的DeFi存在的問題，孟總從基礎設施的角度，提出了當下波卡可以提供的技術解決方案：

“一、波卡通過Slot技術整合BTC等已有公鏈，實現資產跨鏈；

二、波卡通過平行鏈的技術實現應用功能與主鏈不相互影響，大大提升并發能力；

三、波卡提供substrate原型鏈技術，基于波卡生態的項目可簡單基于substrate擴展自己的公鏈，并且天生與波卡互通。”[2020/9/28]

同前文的結論一致，極低的跨鏈安全性驗證成本是一大亮點，同樣損失的則是高度信賴預言機的安全性，在拋除安全性因素之外，通用性以及對于開發者極低的協議接入成本是筆者看到的一大隱形優勢。更強的通用拓展性在如今在協議層跨鏈的，還有Cosmos生態的IBC協議以及波卡生態的XCMP跨鏈協議，之所以說他們在拓展性上有局限是指，對于以太坊驗證其他公鏈的交易，則必須在以太坊上部署對應的輕節點。這樣高昂的Gas成本導致眾多EVM兼容鏈(ETH/BSC/Polygon/L2等等）很難對IBC協議進行支持，大大限制了IBC協議的通用性，因此目前其依然只能在相對小眾的Cosmos生態鏈之間運行。更低的開發者接入復雜度從一開始底層協議的工作量就是放在極簡的合約接入設計上，而消息跨鏈的需求場景上限極高，比如跨鏈借貸、收益聚合和交易只是開始。因為便捷好開發，所以協議目前已經在30多個鏈上Dapp傳遞了超過數百萬條消息，并且其上的應用橋等已經鎖定了超過70億美元的總價值。解除多鏈碎片化的兼容性前面提及的鎖定鑄造模式中，生成的包裝代幣，便是一種對多鏈資金的碎片化現象，而LayerZero使用非封裝資產方式、可以支持EVM和非EVM、統一的流動性層，以及在資產跨鏈時能夠將原鏈兌換、橋接、目標鏈兌換、質押等復雜的交易捆綁起來。3.3、總結

跨鏈方案解讀：https://research.web3caff.com/zh/archives/7592跨鏈是多鏈格局下的重要投資賽道之一，未來確定性高，商業模式清晰，在市場仍未成熟的階段已有高額營收，作為通信協議內嵌到各類Dapp的基礎代碼內，協議本身也就成為樂高積木中最下盤之一。上篇是LayerZero的技術方案實現與優缺。下篇則進一步會展開LZ在市場的狀況對比，全面評價主流各大跨鏈模式，已投稿在Web3Caff平臺的research頻道。閱讀原文:https://research.web3caff.com/zh/archives/7592附錄資料https://medium.com/layerzero-official/layerzero-an-omnichain-interoperability-protocol-b43d2ae975b6https://blog.li.fi/layerzero-a-deep-dive-6a46555967f5https://layerzero.gitbook.io/docs/https://github.com/LayerZero-Labs/Audits/tree/main/auditshttps://blog.li.fi/navigating-arbitrary-messaging-bridges-a-comparison-framework-8720f302e2aahttps://web3caff.com/zh/archives/37040https://foresightnews.pro/article/detail/1322https://mp.weixin.qq.com/s/Ji-3XKfquPlP7upnUWEaHQhttps://stargate.finance/overviewhttps://blog.ethereum.org/2015/11/15/merkling-in-ethereumhttps://layerzero.network/pdf/LayerZero_Whitepaper_Release.pdfhttps://github.com/LayerZero-Labs

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