Hacker Dōjo Workshop：
研究种类：课题研究
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一、项目 LayerZero 拆解
1、传统跨链桥
传统的跨链桥、预言机和中继器是通过协作来实现全链互操作性的。总的来说：预言机提供外部数据和事件的服务，将这些数据传输到区块链上，并在不同链的端点之间传输消息，确保跨链交互的安全性和可靠性。中继器满足目标链上用户的传输请求，通过向预言机提供行为证明来传输消息，转发交易证明和区块头，确保跨链交互的安全性和可靠性。
1.1 预言机的职责：
- 提供外部数据和事件的服务，将这些数据传输到区块链上。
- 在不同链的端点之间传输消息，将信息从一个链传递到另一个链，以便进行跨链交互和验证。
- 提供行为证明，确保跨链交互的安全性和可靠性。
1.2 中继器的职责：
- 满足目标链上用户的传输请求。
- 通过向预言机提供行为证明来传输消息。
- 转发交易证明和区块头，确保跨链交互的安全性和可靠性。
- 将观测源链信息，并在目标链上提交，即完成信息传递的过程。
2、LayerZero
LayerZero 是一个解决多链间「跨链通讯和传输」问题的基础设施协议，提出了创新的概念「全链互操作」，通过**「部署超轻节点、使用预言机和中继层」**完成不同链间的通讯和传输，旨在跨多个区块链连接去中心化应用程序。建立在 LayerZero 协议上，LayerZero Labs 开发了一款跨链协议产品 Stargate 去替代目前已有的并且常常被盗的跨链桥项目，解决了三角问题，即同时实现统一的流通性、即时保证最终性和资产的原生性。
LayerZero 并不锁定托管资产，LayerZero 是更底层的一个通信协议，直接在两条链之间进行信息传递，其实简单粗暴的理解就是 LayerZero 在多个链之间部署了自己节点，这些节点帮助你在两条链之间通信，比如你在 A 链的合约中调用 B 链的节点，告诉它你要转移一个 NFT，于是该节点帮助你在 B 之间创建一个新的 NFT 出来，这两个节点就承担了通信的任务，所以原理还是很简单的。
一个交易从用户应用程序（UA）启动一个交易（即在链上执行某些操作）开始。然后，通过预言机和中继器在LayerZero端点的协助下，将这个交易分解成多个部分（证明和区块头）。一旦预言机和中继器在目标链上发送各自的信息（签署交易上链），并且LayerZero Endpoint（合约）验证了信息的正确性，消息就会被转化并在目标链上执行。
2.1 协议流程
- 步骤1：用户应用程序UA（如 Stargate桥） LayerZero 的通信器（Communicator）发送请求，包括交易标识符t、从 A 到 B 转移的数据（payload有效负载）、或指向 Chain B 上用户应用程序智能合约的标识符或者中继器(relayer_args)等交易信息。
- 步骤2：通信器将这些数据以 LayerZero 数据包（packet）的形式发送给验证器（Validator）
- 步骤3：验证器将交易标识符和链 B 上智能合约的标识符等发送给网络层（NetWork）。网络层的工作也被触发，有待传递的信息需要通过oracle将源链A的区块头发送到目标链B。
- 步骤4：验证器将此信息（packet）转发给中继器。中继器被通知后则取交易证明（第7步的Proof）链下存储，并将其发送到Chain B（第11步），chainB的端点亦可发起申请要求获取指定块哈希的结果(第10步)。
- 步骤5：网络层将Chain B上智能合约的标识符和交易块的块ID一起发送给预言机。当预言机被通知则获取Chain A上当前块的块头（第6步）并将其发送到Chain B（第8步）。
可以看到这时候其实6、7、8、10、11的部分都内嵌在中继器和预言机的环节执行了。
- 步骤9：网络层将获取到的区块哈希发送到验证器（触发超轻节点的验证）。
- 步骤12：验证器通过查看网络层存储的交易证明和块头来确保交易有效且已提交。如果块头和交易证明匹配，则将交易信息（Packet）发送到通信器。
- 步骤13：通信器将信息（Packet）转发送到Chain B上的用户应用程序中，执行任意功能。
整体跨链是在源链上执行首笔交易的时候收取的Gas手续费，到了目标链上则是对应3笔，构成是中继器+预言机+Layer Zero: Executor（某个EOA账号）。
二、模块化区块链 Layer0
Layer0 之所以叫zero，从名字上就说明它和以太坊、Solana这些 Layer1 不是一个纬度的，建立在这些 Layer1 上的跨链桥原理基本都如上所说，在一个链上锁定资产后再在另外一条链产生资产，锁定资产的过程即这些跨链桥托管资产，这也就是为什么经常爆出跨链桥被黑客攻击的事，从而大家对于将资产托管给跨链桥也愈发不信任，除去安全性，跨链桥在操作上也非常繁琐需要多次进行转移并缴纳多次gas费。
其中很多定义到目前也很模糊没有行业标准，比如在我的视角里 Celestia 属于 Layer0 ，但是也有很多说法它属于Layer1，所以本文均为站到个人视角的理解，可能存在不全面或者与你的观点不一致的情况，欢迎探讨。
Layer0 是概念，LayerZero 是具体的协议。我目前认为 Layer0 的关键词就是发链、多链与跨链，核心内容落在了**「跨链通信与模块化区块链」**，所以讲清楚了跨链通信和模块化区块链，Layer0的内容也就基本覆盖了。
1、跨链通信
传统的跨链桥是通过链下监控两条链的方式来实现了伪通信，而并不是真正的两条链产生了信息传递，如下图中左边和中间的模式，LayerZero则是直接在两条链里面部署了自己的节点，这些节点完成了多链之间的通信。
跨链：链本身是封闭的情况下只能通过链下的监控比如我写个脚本之类的来连接两条链的资产变化情况，首先这不够native，其次这也不够安全，所以跨链桥经常出问题，跨链通信则是主要解决多链之间原生信息传输的问题。
传统的跨链桥是通过链下监控两条链的方式来实现了伪通信，而并不是真正的两条链产生了信息传递，如下图中左边和中间的模式，LayerZero 则是直接在两条链里面部署了自己的节点，这些节点完成了多链之间的通信。
我非常看好 LayerZero 这个协议，它也完成了红杉领投的1.35亿美金融资，看好的原因就是这是真正纯原生的跨链解决方案，并且资产跨链只是它的一个应用业务场景，链和链之间的通信不仅限于资产，就像是银行之间的通信也不仅限于转账，我在工行产生了坏账信誉不好，则工行可以将该消息告诉建行，我在建行贷款就会出现问题，跨链通信背后的业务场景一定会可以挖出很多。
Gh0stlyGh0sts：第一个使用 LayerZero 实现原生跨链通信从而达到NFT资产跨链效果的项目。
2、模块化区块链
从广义的概念来说，模块化区块链是一种“架构”，layer2也是模块化区块链，将计算层模块化抽象出来，但是从目前狭义的对于模块化区块链的定位来说，我认为最直接的目的是在于如何能够更简单快速的去发一条 L1 链出来。模块化的效果是能够把区块链技术架构拆的更清晰，封装的更完整，然后开箱即用就像是搭积木一样，可以直接使用模块化区块链的能力用更低的成本发一套新链出来。
模块化区块链解决的依然是“如何在保证去中心化和安全的情况下实现扩容”这一区块链诞生起就无数人前赴后继的问题，产生这个问题的原因就是大多数 Layer1 链都是单体区块链，也就是一条链实现了共识、数据可用性和执行的工作。
说到这里大家应该就意识到了，这就是30年软件开发都遵循的模块化设计原则，封装多态耦合内聚那套理念，把一个复杂系统拆分职能，各干各的，再组装到一起，所以至少这条顶层设计理念是一直存在的，将这套设计理念应用在了区块链设计上，并不是什么很新颖的理念。
将共识、数据可用性、执行拆分出来成为一条链，大家应该意识到这就是L2在做的事，rollup扩容思路就是将执行层单独拿出来做一条子链去完成以太坊的交易处理工作，然后将结果再返回至以太坊主链，所以rollup其实就是模块化设计理念，所以如上文所说广义的模块化区块链不是一个具体的东西，它是一种概念或者是设计理念，但狭义的模块化区块链则是指将区块链的共识、数据可用性的底层能力封装起来，这两层也是对于一条区块链的地基，复杂度和难度也是最高的，然后这两层能力具备了新发一条链就门槛和成本很低，只需要将精力关注于自己的业务与计算。
3、案例
3.1 以 Celestia 为例：
如果我想发一条链最难的就是这么让尽可能多的节点参与到我的链中去为我完成共识和数据可用性的过程，有这么多节点来维护我的链，那才能在链上做更多应用层执行的事情。Celestia本质上还是通过牺牲安全性来提高可扩展性，由它自己链上的节点去保证数据可用性。
Celestia 主要是将数据可用性能力模块化，通过共识机制存储交易记录并提供数据可用性，而不用参与结算和执行层的事，只管存，并保证存的东西是有效的，其他开发者就能以rollup的形式在 Celestia 上构建出自己的结算层和执行层。所以Celestia就像是区块链领域的AWS，传统一家公司开发软件需要买一台服务器放在机房，10家公司就要10台服务器，于是AWS说你们都别买了，我自己整一个大的，你们只管软件开发，需要存取数据就来我这，我能够保证你们的数据有效的（存的进来，取得出去）。
3.2 以 Cosmos 为例：
Cosmos 的目标是成为区块链的互联网，首先它提供了一套“发链”能力，让每个社区都可以拥有一条自己的主权链，主权链即独立的区块链，数据的产生和写入都是内部闭环的，其次链之间可以进行数据通信交互，实现万链互联，这个愿景还是非常有感召力的。它将区块链分为公共链和专有链，在以太坊这样的公共链上开发者需要面对的两层治理，链和应用，并且应用要遵循受限于底层链，从而很难释放出应用的价值，所以它想针对于每个应用都可以产生一个量身定制的链。
为了达到这个目的首先要解决发一条新链门槛与成本的问题，其次解决这么多链之间如何通信形成一个滚雪球生态的问题。
门槛和成本Cosmos的解决思路与Celestia一致，即：将底层的能力封装起来，区块链架构分为三个大层：网络、共识和应用，它将网络和共识层封装起来，也包括了账号、交易、签名等原子能力，提供了SDK使得开发人员基于此进行主权链的开发，通过预置好的模块来进行自定义构建区块链，然后发布到Cosmos网络中和其他的兄弟链进行交互，交互则是使用跨链通信协议IBC来实现了一个hub集线器的效果，其他的链都通过IBC连接到这个集线器中，在此进行数据中继。
三、CCIP 和 Uniswap X
1、CCIP
Chainlink发布的CCIP是跨链互操作性协议，旨在在几百个公链和私有链网络之间建立通用的连接，让本来孤立的通证在所有链上生态之间流通，并实现跨链应用。以下是CCIP的一些特点：
- CCIP是一种开源标准，可以在不同的区块链网络之间实现互操作性。
- CCIP支持不同的跨链通信协议，包括中继器、预言机和跨链桥等。
- CCIP可以实现跨链资产的转移和交换，提高资本效率和区块链生态系统的互操作性。
- CCIP可以实现跨链应用的开发和部署，扩展区块链应用的功能和应用场景。
CCIP是Chainlink Labs团队在跨链通信领域的一项重要研究成果，它可以为区块链生态系统的发展和应用提供更多的可能性。目前，CCIP已经在Avalanche、Ethereum、Optimism和Polygon等主网上线，进入了早期访问阶段。
CCIP 的功能包括所有以上提到的内容以及与 LayerZero 相关的功能，其中就包括一个可编程的代币桥，用以构建与 Stargate Finance 类似的去中心化应用。此外，CCIP 还有一个创新，那就是创建了“混合型智能合约”，这使得链上和链下的智能合约能够同时跨链执行。
与 LayerZero Endpoint 相对应的 CCIP 被称为是“消息路由器智能合约”，接下来我将其称为 MRSC。
在 CCIP 中，中继器和预言机的功能并没有显著区别，两者都是由 Chainlink DONS 完成的，在将信息从A链（通过 MRSC）传递到B链（通过 MRSC）之前，信息必须要匹配且准确。 在我看来，这可能比 LayerZero 的设计理念更安全，我将会在稍后讨论这个问题。
除了有着与 LayerZero 类似的功能之外，CCIP 还具有反欺诈功能。那些处理跨链交易的节点都是单独的，一旦检测到执行的交易消息与交易中的A链状态有不一致时，智能合约功能将会被暂停。
与 LayerZero 上的安全层相比，这相当于是额外的安全层。
2、Uniswap X
Uniswap X是Uniswap的下一代版本，它是一个去中心化的交易平台，旨在提供更高的交易速度和更低的交易成本。以下是Uniswap X的一些特点：
- Uniswap X采用了新的交易模型，称为“自适应自动做市商”（Adaptive Automated Market Maker，简称AAMM），它可以在不同的市场条件下自适应地调整交易策略，提高交易效率和流动性。
- Uniswap X采用了新的交易引擎，称为“异步交易引擎”（Asynchronous Trading Engine），它可以在不同的链上异步地执行交易，提高交易速度和可扩展性。
- Uniswap X采用了新的交易结算方式，称为“零知识结算”（Zero-Knowledge Settlement），它可以在不泄露交易细节的情况下完成结算，提高交易隐私性和安全性。
- Uniswap X还提供了更多的交易对和更多的资产支持，包括NFT和其他加密资产。
总的来说，Uniswap X是Uniswap的下一代版本，它采用了新的交易模型、交易引擎和交易结算方式，提高了交易效率、速度、可扩展性、隐私性和安全性。它还提供了更多的交易对和更多的资产支持，为用户提供更多元化的交易和投资机会。
Uniswap X 相对于 Uniswap 的优势主要包括以下几点：
- 更高的交易速度和更低的交易成本：Uniswap X采用了新的交易引擎和交易结算方式，可以在不同的链上异步地执行交易，提高交易速度和可扩展性。同时，它采用了新的交易模型，可以自适应地调整交易策略，提高交易效率和流动性，从而降低交易成本。
- 更多的交易对和更多的资产支持：Uniswap X提供了更多的交易对和更多的资产支持，包括NFT和其他加密资产，为用户提供更多元化的交易和投资机会。
- 更高的隐私性和安全性：Uniswap X采用了新的交易结算方式，称为“零知识结算”，可以在不泄露交易细节的情况下完成结算，提高交易隐私性和安全性。
参考：
LayerZero：https://mp.weixin.qq.com/s/KHHfSVFi2_YMX-4miynHcg
LayerZero Whitepaper：https://layerzero.network/pdf/LayerZero_Whitepaper_Release.pdf
Layer0：https://mp.weixin.qq.com/s/If1NpY3Na-HE-1WoaOTh2A
Gh0stlyGh0sts：https://mp.weixin.qq.com/s/bLzwoswZzMPif3FeqK87Dg