前言
就在一年前，当LayerZero互操作协议的主网仅上线半个月时，顶级投资公司便急忙投资于此。2022年3月31日，LayerZero宣布完成了一轮1.35亿美元的A+系列融资，由a16z、FTX Ventures和Sequoia Capital领投，估值达到10亿美元。仅仅一年后，LayerZero再次以30亿美元的估值筹集了1.2亿美元，是之前估值的三倍。投资者包括a16z、ChristiesInc和Sequoia Capital等。LayerZero为何能吸引资本市场如此关注？本研究报告将从跨链领域主流模型、LayerZero的技术原理、跨链生命周期以及协议的优缺点等多个角度提供全面分析，旨在最终解读LayerZero在这一确定性跨链格局中所拥有的优势。
1️⃣主流跨链模型评述
✅什么是跨链桥？跨链桥的正式定义是一个工具，它促进了从源链到目标链的资产（如代币）的转移。在实际应用中，跨链桥也用于NFTs和信息的转移，并且它们实现了资产价值的转移，而不是资产本身的转移。
✅为什么需要跨链技术？在过去的几年里，支持和扩展处理价值数十亿美元应用的侧链、rollups和第一层区块链的数量显著增加。
目前，公共链的数量已超过126个。可以说，去中心化世界的未来是多链的。然而，目前在信息传递和不同链之间的互操作性方面存在限制。这是一个已经经过测试但尚未找到完美解决方案的阶段。
在DeFi成为主导趋势的过程中，其发展路径遵循了从资产到交易、借贷和衍生品的顺序。为了实现这些关键路径，不同链之间对跨链解决方案的需求激增。在这一时期，出现了一系列具有各自优势和劣势的跨链解决方案，用于资产转移。跨链可以分为资产跨链（ACB）和任意消息跨链（AMB）。在这份研究报告中，我们将首先提供过去主流资产跨链模型的概述，然后深入探讨LayerZero作为任意消息跨链解决方案的优缺点。资产跨链发行机制主要分为两类：
价格锚定发行：锚定基础资产的价格。
实物锚定发行：锚定底层资产的实物存在。
1、价格锚定发行
本质上，当资产在不同链上发行时，流动性就会被锁定。这类似于中央银行回收旧货币并发行等值的新货币。由于流动性和价值保持不变，基于锚定对象的发行就是一种分类。例如，USDT在各种链上发行，其价格总是锚定到链下的美元。在跨链转移前后，资产都会在链下被锁定（它们在链上直接被销毁，没有仓库管理模块）。
主流的跨链价格稳定模型包括：
1.1通过算法调整供需比例（例如，Basis Cash、Amplforth、Frax、Fei和Float；尽管在我看来，由于UST脱钩事件，未来几年对算法稳定币的信任可能会受到限制）。
1.2通过结合超额抵押和清算机制来控制价格交换风险。
例如，DAI是MakerDAO的一种合成资产，它是基于多种资产的超额抵押发行的。
另一个例子是Synthetix的合成资产sBTC，通过超过750%的SNX（Synthetix ERC20）的高度抵押比例，实现了对Bitcoin价格的锚定。
对于稳定币来说，与固定兑换相关的固有风险是不可避免的。在过去的一年里，我们目睹了UST与其锚定价值的完全脱钩，以及USDC几乎脱钩的情况。这促使我们更加关注基于实物锚定的跨链资产解决方案。
2、实物锚定发行
以物理锚定发行为主流的模式，是跨链资产发行的主流模型。
核心基于合约的可信操作性。主流模型涉及锁定铸币跨链桥模式、流动性桥模式、原子交换、侧链/中继链等。即使在学术领域，这些解决方案也没有统一的命名规范。在当今快速发展的行业中，分类和定义通常基于系统使用的核心模式。IOSG Ventures提供的以下图表总结了桥接解决方案的分类。
2.1跨链模型概述
与公共区块链中的不可能三角类似，在跨链解决方案中实现可靠的互操作性也涉及在以下三个维度之间的妥协：
2.1.1普遍性：
在两个链之间传输任意数据的能力。
2.1.2可扩展性：
能够在异构链上快速部署。
2.1.3无需信任：
最小化信任假设。
因此，我们可以看到LayerZero在通用性和可扩展性方面表现出色，但在无需信任性方面有所妥协（依赖于轻量级节点和预言机）。这将在后续讨论中进一步解释。
还有从不同角度提出的三元评估指标，这些指标代表了找到完美跨链解决方案的难度：
高效实现最终性（从源链到目标链的快速/可靠桥接）。
跨链流动性共享（流动性统一的程度，例如多个链是否可以在BSC上共享一个池子）。
本文将使用原生资产而非通过跨链转移获得的包装/合成代币。我们将绕过涉及侧链和中继链的复杂解决方案，直接提供核心模型及其优缺点的概述。需要注意的是，本文聚焦于研究LayerZero，因此许多优秀的跨链解决方案并未在比较中完全包括，例如Multichain、Synapse、Wormhole、Nomad、Celer Inter-chain Message (IM)、Hyperlane等。
上图中使用的术语额外解释如下：“Native coin”指的是作为费用使用的基础代币，例如ETH和BTC。“Native 20 coin”指的是符合ERC20标准并且有共识的常用代币，如DAI、USDC等。“Anchored 20 coin”，也称为包装代币，特指在跨链过程中锁定资产释放的等值资格证明，如cETH、wDAI等。
2.2验证者的管理模型
在不同链之间进行通信时，这个过程通常非常依赖验证者。无论是在跨链桥模型还是流动性桥模型（可以进一步分为中心化交易所类型、中介链账本类型、稳定币中介类型等）的背景下，验证者都代表了一个可信的来源。
验证器管理模型的分类基于签名数量和去中心化程度。它包括单签名验证器、多签名验证器和分布式签名验证器。
显然，验证者对私钥的管理是整个方案可信度的核心。主流的保管逻辑如下：
- 集中式托管：单签名验证者和多签名验证者。在跨链操作中，只需要一个或少数固定参与者的签名进行授权。底层资产以集中的方式持有，这对资金的安全性构成了较低的风险。多签名验证者通常由一组机构联盟组成，跨链资金的转移完全由该联盟控制。
许多过去跨链桥安全漏洞事件是由于集中式保管中的私钥被盗。更多阅读：https://mp.weixin.qq.com/s/c9OvVAaLUP6DH1MJQ0RbfQ
- 分布式托管：分布式签名验证器。跨链操作需要一组固定数量的节点共同签名和授权交易。底层资产以去中心化的方式持有，为资金提供更高的安全性。本质上，它采用了安全多方计算（sMPC）的概念，验证节点通过sMPC和阈值签名共享托管密钥。当一定数量或比例的节点提供部分签名时，它们可以重构完整的签名。因此，少数恶意合作的节点无法挪用托管资产。与多签名验证器机制相比，这种方法提供了更高的安全性。
一个典型的分布式签名验证机制的例子是RenVM。
RenVM是一个多功能的、无需信任的、无需许可的去中心化托管网络。它结合了经济激励模型和动态费用机制，以防止恶意节点的出现。RenVM支持从任何区块链安全地转移任何资产到另一个区块链平台。RenVM每天进行随机分片的洗牌操作。每个分片至少包含100个节点，分片节点通过sMPC共享托管密钥。当超过三分之一的节点提供了他们的签名时，可以恢复完整的签名。然而，如果少于三分之一的节点串通，他们将无法挪用数字资产的托管。
3、锁定和铸造跨链原理
如前所述，验证器在图表中扮演了“验证器”组件的角色，负责验证跨链资产转移的真实性。
3.1 锁定和铸币机制的信任来源
由于区块链上的合约一旦部署，如果没有预留的后门或升级设计，就无法更改其运作方式。例如，如果一个合约将所有权限转移给地址0并放弃所有权，那么就无法再铸造新的代币，从而锁定了该合约的总流动性。同样，尽管不同公链上的合约可能有所不同，但如果在以太坊上通过一个合约锁定了10 ETH，在另一个可信的公链上，一个等效的合约释放了10 wETH，总体流动性实际上是固定的。只要wETH可以随时转回以太坊并兑换成ETH，wETH就可以被认为与ETH等值。因此，核心操作是：
锁定和铸造：链A锁定代币流动性 + 链B发行等值的包装代币以供流通。
销毁和释放：链B销毁包装代币，而链A解锁等量的基础代币流动性。
验证者负责在链A上检测锁定事件，并在链B上铸造锚定代币，然后将其转移到目标地址。
总的来说，虽然操作和逻辑简单，但基本的信任还是建立在赎回能力上。如果发生跨链桥接违规或资产不平衡，一些参与者可能无法提取他们的资产。这种不可避免的预期会导致对桥接的抢跑，最终导致其崩溃。
3.2锁定和铸造机制的核心挑战
除了验证者的可信度之外，锁定和铸造跨链桥最关键的问题是接收到的代币不是原生代币。
在跨链桥的锁定和铸造机制中，当用户完成跨链交易时，他们会收到代表锚定价值的包装代币，例如WETH而不是ETH。然而，这些包装代币的发行只能由多个验证者授权。因此，跨链交易后获得的代币的可用性仍然受到限制。
优势显而易见：通过上述逐步操作，很明显锁定和铸造方法非常适合单边或单资产桥接。因此，它已成为新区块链项目中各种官方跨链桥的主流解决方案，因为它利用官方身份来证明包装代币的使用，使其既简单又直观。
然而，也存在显著的缺点。包装代币的机制通常需要与一个dexPool（如UniSwap）进行额外的交互，以便代币能够顺畅流动。这引入了交易池交换对交易滑点的影响，以及由于额外交易而产生的更多gas消耗。进一步阅读：了解DEX中的暂时性损失：原理、机制和公式推导。
总的来说，这种方法的核心挑战在于用户的信任成本以及保护高TVL（Total Value Locked）所带来的风险。
4、流动性桥接原理
在理解了之前提到的锁定和铸造(lock-and-mint)方法之后，流动性桥接(liquidity bridging)的概念就变得更容易理解了，因为它的主要点是获得原生代币。在这种情况下，“铸造”一词被替换为“释放”。用户收到代表其各自链上提供的原生代币的LP代币，而LP从跨链桥的交易费中赚取分红。
另一方面，主要的缺点在于用户友好性方面，这也受到LP动态导致的风险的影响。流动性枯竭成为整个桥梁生存的决定性因素，特别是在比较资产质押收益时。此外，LPs获得的收益高度依赖于双方资金的平衡。如果大部分资产倾向于向一个方向流动，LPs会更加担心兑换风险，从而导致可能对桥梁的抢跑。
从资金来源和在流动性锁定后的分红分配角度来看，可以进一步进行分类。
4.1 中心化交易所模型：
资金来源于内部交易需求，无需分配股息，但集中化的风险较高。
4.2 质押流动性池模型：
资金来源于LP注入，并需要进行分红分配。跨链资产的流动性取决于流动性池的大小。
4.3 稳定币调解模型：
资金来源于LP注入。在跨链交易之前，通过DEX交换稳定币以减少滑点。
5、原子互换/哈希时间锁定跨链的原理
原子交换/哈希时间锁定合约（HTLC）的原理通常与时间锁的使用有关。它依赖于创建一个哈希时间锁定合约，以去中心化的方式促进不同区块链之间数字资产的原子交换。跨链交易的原子交换的基本过程如下：
两位参与者，Alice和Bob，就跨链交易中的资产和数量达成一致。
Alice随机生成一个密钥S，并计算H=hash(S)。然后，她在自己的区块链（Chain A）上创建一个HTLC合约，并将她的资产锁定在合约中（包括哈希值H和一个超时期限）。
Alice将哈希值发送给Bob，Bob随后在他的区块链（Chain B）上创建了一个使用相同哈希值的HTLC合约，并将他的资产锁定在该合约中。
Bob解密了哈希值，并将解密结果作为交易密码发送给Alice。
Alice使用这个密码来解锁Bob创建的HTLC合约中的资产，并解锁了她自己的资产。
Bob使用与Alice创建的HTLC合约中相同的密码来解锁他自己的资产，从而完成了交易。
交易已完成。
显然，如果Alice想要接收Bob发送的LTC，她需要公开S。在这种情况下，Bob可以使用相同的S来接收Alice发送的BTC。如果S没有被公开，Alice和Bob都无法接收对方发送的数字资产。他们只能取回自己原本的资产，这意味着两笔交易要么同时成功，要么同时失败。如果任一方在超时期限内未能完成交易，合约将被取消，资产将被退回到原始账户，确保了交易的安全性和可靠性。
尽管用于跨链交易的原子互换在安全性和可靠性方面表现良好，但它们也存在一些缺点：
限制性：原子交换用于跨链交易，只能在支持相同哈希函数的区块链之间进行，这限制了它们的适用性。
耗时：跨链交易中的原子互换需要一定的时间来完成，因为它们需要等待超时期限，这可能会影响交易速度。它们还受到自由选择的不便之处的影响，因为参与者可以随时撤回。
交易限制：用于跨链交易的原子互换仅支持资产的“同类交换”，这意味着资产的价值必须相等。这可能会限制交易的灵活性和可用性。
扩展性的困难：在跨链交易中，原子互换的解决方案难以扩展到大规模交易。它更适合于代币到代币的交换，而不是资产锚定发行或信息跨链交易，因为代币到代币的交换依赖于价格信息。
尽管存在缺点，但用于跨链交易的原子互换仍然是一种高度安全可靠的方法，特别是在需要无需信任的交易时。毕竟，在整个过程中不需要像中介这样的中心化角色，这消除了与信任相关的风险。
✅摘要
最后，让我们通过下图比较三种跨链模型，每种模型都有其自身的优势和劣势。
在这份研究报告中，我们省略了同样引人入胜的侧链和中继链模型。这是因为Cosmos和Polkadot都在其底层区块链平台中实现了跨链通信协议，无缝支持其各自生态系统内子链之间的通信。然而，要整合现有的区块链平台，仍然需要使用前文提到的各种桥接解决方案。
为什么LayerZero值得关注？
为了实现多链资产的互操作性，上述解决方案多年来一直在竞争，每个方案都有其优势和劣势，但没有一个明显的赢家。让我们回到本文的核心研究目标，LayerZero，并回顾其三次融资事件：
2021年9月16日，LayerZero完成了一轮600万美元的A轮融资，由Multicoin和Binance Labs领投，Sino Global Capital、Defiance、Delphi Digital、Robot Ventures、Spartan、Hypersphere Ventures、Protocol Ventures、Gen Block Capital、Echelon Capital等参与投资。
2022年3月31日，LayerZero Labs宣布完成了由FTX Ventures、Sequoia Capital和a16z领投，Coinbase Ventures、PayPal Ventures、Tiger Global和Uniswap Labs等参与的1.35亿美元A+轮融资。融资完成后的估值达到了10亿美元。
2023年4月4日，LayerZero Labs在一轮B系列融资中筹集了1.2亿美元，估值达到30亿美元。参与者包括a16z Crypto、Christie's、Sequoia Capital、Samsung Next、BOND、Circle Ventures和OpenSea Ventures。
凭借顶级投资银行的支持、巨额资金、高增长率和快速的筹资速度，LayerZero再次吸引了作者的注意。让我们深入探讨其基本原理，并分析在这场确定性跨链竞争中的优势。
深入探讨LayerZero的技术原理
如果我要概述LayerZero:
LayerZero是一个无需信任的跨链通信协议。其核心在于利用轻节点的原理，并为超轻节点设计了一种机制，通过中继和预言机将信任部分分成两部分，从而以较低的成本实现更好的安全性。
需要注意的是，LayerZero的重点不在于资产跨链，而是在更高层次上的消息跨链。作为一个基础协议，它包含了资产跨链的应用层。更具体地说，资产跨链也是通过LayerZero Labs的Stargate来开发的。
💥 什么是轻节点？
跨链之间的通信主要通过外部验证或链上轻节点来实现。
前面提到的公证人是外部验证机制的简单形式。同样，Cosmos和Polkadot也采用外部验证机制，不过更加侧重于使用链来增强通信安全。
那么，链上轻节点扮演着什么角色呢？
首先，轻节点是一种节点运行模式，类似于全节点和归档节点。
在区块链中，当前区块与前一个区块相连，形成了一个信任链。同一链上的不同节点存储了链信息的简化版本。轻节点仅保留历史中的区块头信息，而不存储区块内的具体交易信息。
通过从区块头部派生出多个默克尔根，可以使用默克尔树验证来验证区块中交易的真实性。
因此，与全节点的1 TB数据规模和归档节点的10 TB相比，仅有10 GB的轻节点被认为相当轻量级。然而，即便只有10 GB，完全验证和确认链上所有数据仍然是一项具有挑战性和成本的任务。
通过轻节点在链上运行验证的好处是完全消除了像公证人这样的外部角色，实现了基于链本身安全性的高度去中心化，从而增强了整体安全性。
然而，这种对跨链的依赖会带来额外的成本，最终这些成本将由有跨链需求的用户承担。作者曾经估算过每千字节NFT元数据存储的成本，更多的探索可以在这篇文章中找到https://mp.weixin.qq.com/s/610rn9B2-hg8Bd88W-viXA
结论是，在链上增加1 KB的数据存储将会消耗640,000 gas，换算成货币大约是$25：20 * (640,000) * 1e9 / 1e18 * 2000 = $25。
💥 什么是超轻节点？
Ultra-Light Node（ULN）顾名思义，是一个简单的概念。与轻节点相比，超轻节点执行与链上轻节点相同的验证，但不会按顺序保留所有区块头。相反，它根据需要通过分布式预言机以流式方式接收它们。
超轻节点的优势在于它不依赖于从创世区块开始的区块头部的顺序数据流。此外，存储这些数据在链上的成本是由预言机和中继者共同承担的。
使用超轻节点的一个权衡是缺乏历史顺序数据流。这意味着，如果预言机和中继者同时从事恶意行为，由于缺乏验证，恶意信息可能会被执行。
在安全性损失和成本大幅降低之间的权衡取决于每个参与方基于其特定情境的个人考量。像Lens Protocol这样的社交协议的设计，可以提供如何乐观地执行元交易和进行执行后追踪的宝贵见解，同时为社交焦点信息保持适当的应用层隔离，其中信息的价值并不显著。
💥 LayerZero的跨链核心角色
在上面的官方LayerZero白皮书图表中，绿色部分代表了促进两个链之间信息交换的关键角色。在官方LayerZero白皮书图表中，绿色部分代表了促进两个链之间信息交换的关键角色：Oracle和Relayer。
💥 Oracle和Relayer的定位
简而言之，Oracle的主要作用是告知目标链上的合约何时进行验证以及验证结果如何。而Relayer的职责则是提供验证交易所需的证明过程以及跨链信息的具体内容。Oracle这个术语可能会让人困惑，因为它并不意味着预测未来。实际上，它指的是一种将数据带入区块链的链下基础设施。Oracle在多个领域都有广泛应用，包括智能合约、保险、金融市场等等。例如：
智能合约：一个Oracle可以提供现实世界的天气数据。
在保险行业中，Oracle可以用来触发保险索赔等事件。
在金融市场领域，Oracle可以提供实时数据，例如股票价格和汇率。
在我之前的研究文章中关于ERC-4337的讨论里，我也提到了当前的ERC-4337合约需要与链下的Oracle价格服务集成，以实现多货币支付交易费用的功能。想要深入了解，请参考这篇文章https://research.web3caff.com/zh/archives/6900?ref=shisi。总的来说，Oracle在LayerZero的跨链互动中扮演着公证人的角色。考虑到可能出现的恶意动机，Oracle的安全性几乎等同于区块链上DeFi的价值。由于许多借贷产品依赖于Oracle提供价格，如果Oracle愿意采取恶意行动，它们可以参与其他高利润活动。
💥 Oracle与Relayer之间的劳动分工
Oracle的作用是将跨链请求的源链上的Blockhash和Block Receiptsroot传输到目标链。
Blockhash：一个区块哈希，用于通知目标链上的合约，哪一个区块包含了用户的跨链请求。
Block Receiptsroot用于验证交易中继者传输的消息。中继者的角色是将跨链消息的收据和Merkle证明，连同所需的路径信息，传输到目标链上的合约进行验证。
收据指的是交易收据信息，主要包括交易执行结果、交易哈希和交易事件日志。
交易执行结果：表示源链上的交易是否成功。
交易哈希：每笔交易的全球唯一哈希值。
交易事件日志：关于跨链信息的具体细节。这里提到的路径信息，通过下方图表中的红色箭头表示。例如，中继者依次将L2 -> Hash 0-0 -> Hash 1的信息传递给链上的节点。通过比较Oracle提供的TopHash，并基于中继者提供的信息进行二次计算，如果结果一致，则可以认为中继者是正确的。
💥 LayerZero上的跨链生命周期
现在我们已经了解了中间区域中跨链组件的作用，让我们来检查一下从链A到链B的一笔交易。在下面的图表中，左右两个框代表了与各自链上的端点合约的互动。
这里是整个过程的概述：
用户应用程序（UA）发起的交易会在区块链上触发一个动作。在LayerZero端点的Oracles和Relayers的协助下，交易被拆分成多个部分（证明和区块头）。一旦Oracles和Relayers将各自的信息发送到目标链（对交易进行签名），并且LayerZero端点合约验证了这些信息，消息就会被转换并在目标链上执行。
详细步骤如下（请参考图表）：
第1步：用户应用UA（例如，Stargate Bridge）与LayerZero Communicator进行通信，发送一个请求，该请求包括交易标识符t、从A到B的转账数据（payload）以及Chain B上用户应用智能合约或中继器的标识符（relayer_args）等交易详情。
第二步：通信者将这些数据作为LayerZero数据包发送给验证者。
第3步：验证者将交易标识符和Chain B上智能合约的标识符发送给网络层。网络层被触发，并等待信息通过Oracle从源链A传递到目标链B。
第4步：验证者将这个信息（数据包）转发给中继者。一旦收到通知，中继者就会从离线存储中检索交易证明（第7步），并将其发送到链B（第11步）。链B上的端点也可以发起请求，以获取指定区块哈希的结果（第10步）。
第5步：网络层将智能合约在Chain B上的标识符和交易区块的区块ID发送给Oracle。当被通知时，Oracle会检索Chain A上当前区块的区块头（第6步），并将其发送到Chain B（第8步）。
值得注意的是，步骤6、7、8、10和11都是在Relayer和Oracle的过程中执行的。
第9步：网络层将检索到的区块哈希发送给验证器，触发轻节点的验证过程。
第12步：验证器通过检查网络层存储的交易证明和区块头来确保交易的有效性和提交情况。如果区块头和交易证明匹配，交易信息（数据包）就会被发送回通信器。
第13步：通信器将信息（数据包）转发给链B上的用户应用程序，使其能够执行任何所需的功能。
整个跨链过程的Gas费用在初始交易执行时在源链上征收，而在目标链上，费用与三个组件相关：Relayer、Oracle和Layer Zero：Executor（一个EOA账户）。
💥 LayerZero上的应用层概览
Radiant Capital是一个基于LayerZero的全链借贷协议，它允许用户在链A上存入抵押品，并在链B上借出资产。本质上，它促进了跨链资产转移。
Cashmere Labs尚未推出，主要包括两个产品：稳定币交易和具有抵抗MEV（矿工可提取价值）的跨链DEX聚合器。其主要的技术特点是，在链间消息传递过程中，套利者无法访问订单信息，从而防止了与MEV相关的前置交易和夹击攻击。
OmniBTC是一个基于LayerZero的跨链DEX聚合器。例如，它利用Stargate跨链桥将以太坊上的USDT兑换成BNB链上的USDT，然后在PancakeSwap上执行交易以换取BNB。
Stargate是LayerZero的一个核心应用层产品，
目前，它支持八大主要公链之间的互操作性。其运作模式涉及在每个链上开设金库账户。当用户在源链上存入资产时，Stargate利用LayerZero通信协议来促进跨链请求到目标链，最终确保资金转出到目标链上指定的用户账户。
根据之前提到的验证者和资产类型的分类方法，Stargate可以被定义为一个利用LayerZero（作为特定情况下的中继+预言机）的验证者。资产类型包括原始的20个代币，涉及与LPs相关的资产管理分红。此外，它旨在促进以稳定币为媒介的跨链交易，以统一流动性池。
一个创新的方面是将USDT和USDC视为1:1的资产。这意味着，如果用户在Ethereum上存入1000 USDC，他们可以在Arbitrum上提取大约994 USDT（扣除6 USDT的费用）。
这对Stargate来说是一个挑战，因为使用原生资产和统一流动性使得确保即时结算变得有些困难。当多笔交易同时发生并耗尽流动性池时，用户无法执行跨链提现。常规的做法是，像Multichain这样的平台会提供类似“anyUSDC”的代币作为未来提现凭证，直到有更多的USDC存入以实现原生资产的兑换。
Stargate通过算法平衡和人工干预的结合来解决这个问题。它动态调整不同LP池中的流动性深度，并调节供应模式以减轻池子枯竭的问题。
Stargate目前的总锁定价值(TVL)较去年高峰时期有了显著下降，目前稳定在大约4亿美元左右。整体交易量会根据多个目标链上的各种热点事件而波动。
如何评估LayerZero？
4.1 LayerZero协议的定位
我必须说，这个名字选得很好。“Layer 0”一直是行业内的一个术语，主要用来指网络传输层的协议。如果我们将区块链网络视为第一层（如Bitcoin、Ethereum、BSC等），那么负责区块链网络内部通信的协议应该位于第一层之下，因此被称为Layer 0。
可以将这种情况与传统的互联网协议进行类比。像bloXroute、NYM、Marlin等团队优化了互联网的底层传输方式，以提高隐私性和网络效率，这正是大多数人所理解的0层。
LayerZero协议中的Oracle和Relayer组件也在区块链之间传递信息，但这与之前对Layer 0作为互联网底层传输协议的理解有所不同。LayerZero更注重于区块链之间信息的“通信”。
目前，市场对跨链技术的应用主要围绕资产跨链转移。
然而，资产跨链转移只是整个跨链技术的一小部分。实际上，许多之前使用的跨链桥产品都是为了迅速满足用户在多链生态系统出现时的基本需求，而匆忙开发的过渡性解决方案。
要进入一个真正成熟的多链生态系统，用户可以通过一个单一的应用程序无缝地与所有主要公链互动，而无需频繁切换钱包——便利性和流畅性是未来愿景的必要组成部分。因此，一个能够实现信息跨链传输而不仅仅是简单资产跨链传输的协议级跨链产品是必不可少的。
总的来说，该协议的定位和本质不仅仅局限于单一资产跨链桥，而是围绕实现全链信息互联，这对于未来容纳数十亿用户至关重要。
4.2 LayerZero的优缺点
4.2.1安全性：依赖预言是否危险？
如果只有一个Relayer或一个Seer，可能会有危险（这不是协议本身的领域），但LayerZero目前实现了任何应用都可以定制自己的Relayer或选择不同的Seer来支持其系统。
即使某些Relayer出现故障、不工作或者工作不正常，随着市场竞争的逐渐加剧，将形成多对多的选择模式，并且它们各自的游戏之间会形成去中心化的相互监督，就像矿工机制一样。
即使Prophet 1和repeater A恶意串通，这也是一个孤立的风险，因为只有同时使用Prophet 1作为预测器和repeater A作为消息传递工具的应用程序会受到影响。
LayerZero仅仅是信息传输机制的最底层，至于信息传输，上层应用的使用可以单独定义和加强。就协议本身而言，它既不存储资金，也不存储数据，这使得它本身不太可能受到攻击。
因此，由于资金分散，黑客攻击的成本变得更高，而收益则变得更小。
LayerZero已经正式通过了超过58个版本的审查，包括Quantstamp、Zokyo、Zellic和Trail of Bits的审查。此外，他目前通过ImmuneFi托管着一个价值$15 million的漏洞赏金计划，这是整个行业中最大的实时漏洞赏金计划！到目前为止，LayerZero已经向发现漏洞的白帽子们奖励了近$1 million。
4.2.2比较协议层跨链产品的优势
与之前的结论一致，非常低的跨链安全验证成本是一个亮点，同样的损失是高度信任的先知的安全性，在安全因素之外（毕竟，可以在应用层进行加固），对开发者来说，通用性和非常低的协议接入成本是一个主要的隐藏优势。
4.2.3更广泛的通用扩展性
在当今的协议层跨链中，有Cosmos生态的IBC协议和Boka生态的XCMP跨链协议，它们在可扩展性上受限的原因是，为了让Ethereum验证其他公链的交易，必须在Ethereum上部署相应的轻节点。这种高Gas成本使得许多与EVM兼容的链（ETH/BSC/Polygon/L2等）难以支持IBC协议，这极大地限制了IBC协议的通用性，因此它仍然只能在相对小众的Cosmos生态链之间运行。
4.2.4降低开发者访问复杂性
从一开始，底层协议的工作量就放在了极简合约访问设计上，而跨链消息的需求场景极为广泛，例如跨链借贷、收益聚合和交易仅仅是开始。由于开发容易，该协议迄今为止已经跨越30多个链上DApps传递了超过200万条消息，包括去中心化交易所PancakeSwap、SushiSwap、TraderJoe和Uniswap。而且，其上的应用桥已经锁定了超过70亿美元的总价值。
4.2.5移除多链碎片化的兼容性
在之前提到的锁仓模型中，生成的打包代币是多链资金的一个碎片化现象，而LayerZero采用了一种非封装资产的方法，可以支持EVM和非EVM，以及统一的流动性层。同时，当资产跨链时，还能够捆绑复杂交易，如原链交换、桥接、目标链交换和质押。
为什么资本追逐LayerZero？
首先，跨链确定性是在多链生态中一个罕见的高确定性角色，它可以随着新链的诞生而扩展业务，并且当新链失败时承担的风险很小，因为协议本身不携带资产。第二，是清晰的商业模式，目前领先的跨链桥已经有了不错的收入。例如，Multichain在2021年的年收入为1700万美元，这已经超过了同期Dex Dragon Curve的协议收入。收入来源是从跨链销售中收取费用，平均市场Take Rate为0.05%。例如，在LayerZero上实现的资产跨链桥Stargate中，用户每次使用将不得不支付0.06%的费用。具体的分配是：
向流动性提供者支付的0.01%可以被理解为银行支付给存款人的利息，但同时也是一种成本。
持有质押代币veSTG的用户将获得0.01%的分红，这可以理解为银行向其股东支付的股息。
0.04% 归属于国家财政和生态建设费用。
如果从传统投资的角度出发，你可以继续计算它的PE（市盈率，指市场价值与公司净利润的比率）、PS（市销率，指市场价值与销售收入的比率）。2022年9月，有一个机构在市值达到10亿时估算的结果是，基于Stargate跨链桥的收入，PS达到了300倍。
相比之下，这个赛道上的其他模型并没有完美地突破所谓的不可能三角，或者是运营成本过高，或者是中心化导致的安全问题，或者是无法满足多种资产的需求。
最终，借助Layerzero，USDC在原生跨链的链上可以更快更便宜地进行交易，这意味着USDC已经成为了一种全链资产。全链资产指的是跨链资产的成本、速度和风险大幅降低，资产将能够在多个链上自由流动。
总的来说，跨链是多链模式中的一个重要赛道，其未来具有高度确定性，商业模式明确，市场仍处于不成熟阶段，拥有高收益。作为嵌入在各种Dapps基础代码中的通信协议，该协议本身已成为LEGO积木底层之一。
前言
就在一年前，当LayerZero互操作协议的主网仅上线半个月时，顶级投资公司便急忙投资于此。2022年3月31日，LayerZero宣布完成了一轮1.35亿美元的A+系列融资，由a16z、FTX Ventures和Sequoia Capital领投，估值达到10亿美元。仅仅一年后，LayerZero再次以30亿美元的估值筹集了1.2亿美元，是之前估值的三倍。投资者包括a16z、ChristiesInc和Sequoia Capital等。LayerZero为何能吸引资本市场如此关注？本研究报告将从跨链领域主流模型、LayerZero的技术原理、跨链生命周期以及协议的优缺点等多个角度提供全面分析，旨在最终解读LayerZero在这一确定性跨链格局中所拥有的优势。
1️⃣主流跨链模型评述
✅什么是跨链桥？跨链桥的正式定义是一个工具，它促进了从源链到目标链的资产（如代币）的转移。在实际应用中，跨链桥也用于NFTs和信息的转移，并且它们实现了资产价值的转移，而不是资产本身的转移。
✅为什么需要跨链技术？在过去的几年里，支持和扩展处理价值数十亿美元应用的侧链、rollups和第一层区块链的数量显著增加。
目前，公共链的数量已超过126个。可以说，去中心化世界的未来是多链的。然而，目前在信息传递和不同链之间的互操作性方面存在限制。这是一个已经经过测试但尚未找到完美解决方案的阶段。
在DeFi成为主导趋势的过程中，其发展路径遵循了从资产到交易、借贷和衍生品的顺序。为了实现这些关键路径，不同链之间对跨链解决方案的需求激增。在这一时期，出现了一系列具有各自优势和劣势的跨链解决方案，用于资产转移。跨链可以分为资产跨链（ACB）和任意消息跨链（AMB）。在这份研究报告中，我们将首先提供过去主流资产跨链模型的概述，然后深入探讨LayerZero作为任意消息跨链解决方案的优缺点。资产跨链发行机制主要分为两类：
价格锚定发行：锚定基础资产的价格。
实物锚定发行：锚定底层资产的实物存在。
1、价格锚定发行
本质上，当资产在不同链上发行时，流动性就会被锁定。这类似于中央银行回收旧货币并发行等值的新货币。由于流动性和价值保持不变，基于锚定对象的发行就是一种分类。例如，USDT在各种链上发行，其价格总是锚定到链下的美元。在跨链转移前后，资产都会在链下被锁定（它们在链上直接被销毁，没有仓库管理模块）。
主流的跨链价格稳定模型包括：
1.1通过算法调整供需比例（例如，Basis Cash、Amplforth、Frax、Fei和Float；尽管在我看来，由于UST脱钩事件，未来几年对算法稳定币的信任可能会受到限制）。
1.2通过结合超额抵押和清算机制来控制价格交换风险。
例如，DAI是MakerDAO的一种合成资产，它是基于多种资产的超额抵押发行的。
另一个例子是Synthetix的合成资产sBTC，通过超过750%的SNX（Synthetix ERC20）的高度抵押比例，实现了对Bitcoin价格的锚定。
对于稳定币来说，与固定兑换相关的固有风险是不可避免的。在过去的一年里，我们目睹了UST与其锚定价值的完全脱钩，以及USDC几乎脱钩的情况。这促使我们更加关注基于实物锚定的跨链资产解决方案。
2、实物锚定发行
以物理锚定发行为主流的模式，是跨链资产发行的主流模型。
核心基于合约的可信操作性。主流模型涉及锁定铸币跨链桥模式、流动性桥模式、原子交换、侧链/中继链等。即使在学术领域，这些解决方案也没有统一的命名规范。在当今快速发展的行业中，分类和定义通常基于系统使用的核心模式。IOSG Ventures提供的以下图表总结了桥接解决方案的分类。
2.1跨链模型概述
与公共区块链中的不可能三角类似，在跨链解决方案中实现可靠的互操作性也涉及在以下三个维度之间的妥协：
2.1.1普遍性：
在两个链之间传输任意数据的能力。
2.1.2可扩展性：
能够在异构链上快速部署。
2.1.3无需信任：
最小化信任假设。
因此，我们可以看到LayerZero在通用性和可扩展性方面表现出色，但在无需信任性方面有所妥协（依赖于轻量级节点和预言机）。这将在后续讨论中进一步解释。
还有从不同角度提出的三元评估指标，这些指标代表了找到完美跨链解决方案的难度：
高效实现最终性（从源链到目标链的快速/可靠桥接）。
跨链流动性共享（流动性统一的程度，例如多个链是否可以在BSC上共享一个池子）。
本文将使用原生资产而非通过跨链转移获得的包装/合成代币。我们将绕过涉及侧链和中继链的复杂解决方案，直接提供核心模型及其优缺点的概述。需要注意的是，本文聚焦于研究LayerZero，因此许多优秀的跨链解决方案并未在比较中完全包括，例如Multichain、Synapse、Wormhole、Nomad、Celer Inter-chain Message (IM)、Hyperlane等。
上图中使用的术语额外解释如下：“Native coin”指的是作为费用使用的基础代币，例如ETH和BTC。“Native 20 coin”指的是符合ERC20标准并且有共识的常用代币，如DAI、USDC等。“Anchored 20 coin”，也称为包装代币，特指在跨链过程中锁定资产释放的等值资格证明，如cETH、wDAI等。
2.2验证者的管理模型
在不同链之间进行通信时，这个过程通常非常依赖验证者。无论是在跨链桥模型还是流动性桥模型（可以进一步分为中心化交易所类型、中介链账本类型、稳定币中介类型等）的背景下，验证者都代表了一个可信的来源。
验证器管理模型的分类基于签名数量和去中心化程度。它包括单签名验证器、多签名验证器和分布式签名验证器。
显然，验证者对私钥的管理是整个方案可信度的核心。主流的保管逻辑如下：
- 集中式托管：单签名验证者和多签名验证者。在跨链操作中，只需要一个或少数固定参与者的签名进行授权。底层资产以集中的方式持有，这对资金的安全性构成了较低的风险。多签名验证者通常由一组机构联盟组成，跨链资金的转移完全由该联盟控制。
许多过去跨链桥安全漏洞事件是由于集中式保管中的私钥被盗。更多阅读：https://mp.weixin.qq.com/s/c9OvVAaLUP6DH1MJQ0RbfQ
- 分布式托管：分布式签名验证器。跨链操作需要一组固定数量的节点共同签名和授权交易。底层资产以去中心化的方式持有，为资金提供更高的安全性。本质上，它采用了安全多方计算（sMPC）的概念，验证节点通过sMPC和阈值签名共享托管密钥。当一定数量或比例的节点提供部分签名时，它们可以重构完整的签名。因此，少数恶意合作的节点无法挪用托管资产。与多签名验证器机制相比，这种方法提供了更高的安全性。
一个典型的分布式签名验证机制的例子是RenVM。
RenVM是一个多功能的、无需信任的、无需许可的去中心化托管网络。它结合了经济激励模型和动态费用机制，以防止恶意节点的出现。RenVM支持从任何区块链安全地转移任何资产到另一个区块链平台。RenVM每天进行随机分片的洗牌操作。每个分片至少包含100个节点，分片节点通过sMPC共享托管密钥。当超过三分之一的节点提供了他们的签名时，可以恢复完整的签名。然而，如果少于三分之一的节点串通，他们将无法挪用数字资产的托管。
3、锁定和铸造跨链原理
如前所述，验证器在图表中扮演了“验证器”组件的角色，负责验证跨链资产转移的真实性。
3.1 锁定和铸币机制的信任来源
由于区块链上的合约一旦部署，如果没有预留的后门或升级设计，就无法更改其运作方式。例如，如果一个合约将所有权限转移给地址0并放弃所有权，那么就无法再铸造新的代币，从而锁定了该合约的总流动性。同样，尽管不同公链上的合约可能有所不同，但如果在以太坊上通过一个合约锁定了10 ETH，在另一个可信的公链上，一个等效的合约释放了10 wETH，总体流动性实际上是固定的。只要wETH可以随时转回以太坊并兑换成ETH，wETH就可以被认为与ETH等值。因此，核心操作是：
锁定和铸造：链A锁定代币流动性 + 链B发行等值的包装代币以供流通。
销毁和释放：链B销毁包装代币，而链A解锁等量的基础代币流动性。
验证者负责在链A上检测锁定事件，并在链B上铸造锚定代币，然后将其转移到目标地址。
总的来说，虽然操作和逻辑简单，但基本的信任还是建立在赎回能力上。如果发生跨链桥接违规或资产不平衡，一些参与者可能无法提取他们的资产。这种不可避免的预期会导致对桥接的抢跑，最终导致其崩溃。
3.2锁定和铸造机制的核心挑战
除了验证者的可信度之外，锁定和铸造跨链桥最关键的问题是接收到的代币不是原生代币。
在跨链桥的锁定和铸造机制中，当用户完成跨链交易时，他们会收到代表锚定价值的包装代币，例如WETH而不是ETH。然而，这些包装代币的发行只能由多个验证者授权。因此，跨链交易后获得的代币的可用性仍然受到限制。
优势显而易见：通过上述逐步操作，很明显锁定和铸造方法非常适合单边或单资产桥接。因此，它已成为新区块链项目中各种官方跨链桥的主流解决方案，因为它利用官方身份来证明包装代币的使用，使其既简单又直观。
然而，也存在显著的缺点。包装代币的机制通常需要与一个dexPool（如UniSwap）进行额外的交互，以便代币能够顺畅流动。这引入了交易池交换对交易滑点的影响，以及由于额外交易而产生的更多gas消耗。进一步阅读：了解DEX中的暂时性损失：原理、机制和公式推导。
总的来说，这种方法的核心挑战在于用户的信任成本以及保护高TVL（Total Value Locked）所带来的风险。
4、流动性桥接原理
在理解了之前提到的锁定和铸造(lock-and-mint)方法之后，流动性桥接(liquidity bridging)的概念就变得更容易理解了，因为它的主要点是获得原生代币。在这种情况下，“铸造”一词被替换为“释放”。用户收到代表其各自链上提供的原生代币的LP代币，而LP从跨链桥的交易费中赚取分红。
另一方面，主要的缺点在于用户友好性方面，这也受到LP动态导致的风险的影响。流动性枯竭成为整个桥梁生存的决定性因素，特别是在比较资产质押收益时。此外，LPs获得的收益高度依赖于双方资金的平衡。如果大部分资产倾向于向一个方向流动，LPs会更加担心兑换风险，从而导致可能对桥梁的抢跑。
从资金来源和在流动性锁定后的分红分配角度来看，可以进一步进行分类。
4.1 中心化交易所模型：
资金来源于内部交易需求，无需分配股息，但集中化的风险较高。
4.2 质押流动性池模型：
资金来源于LP注入，并需要进行分红分配。跨链资产的流动性取决于流动性池的大小。
4.3 稳定币调解模型：
资金来源于LP注入。在跨链交易之前，通过DEX交换稳定币以减少滑点。
5、原子互换/哈希时间锁定跨链的原理
原子交换/哈希时间锁定合约（HTLC）的原理通常与时间锁的使用有关。它依赖于创建一个哈希时间锁定合约，以去中心化的方式促进不同区块链之间数字资产的原子交换。跨链交易的原子交换的基本过程如下：
两位参与者，Alice和Bob，就跨链交易中的资产和数量达成一致。
Alice随机生成一个密钥S，并计算H=hash(S)。然后，她在自己的区块链（Chain A）上创建一个HTLC合约，并将她的资产锁定在合约中（包括哈希值H和一个超时期限）。
Alice将哈希值发送给Bob，Bob随后在他的区块链（Chain B）上创建了一个使用相同哈希值的HTLC合约，并将他的资产锁定在该合约中。
Bob解密了哈希值，并将解密结果作为交易密码发送给Alice。
Alice使用这个密码来解锁Bob创建的HTLC合约中的资产，并解锁了她自己的资产。
Bob使用与Alice创建的HTLC合约中相同的密码来解锁他自己的资产，从而完成了交易。
交易已完成。
显然，如果Alice想要接收Bob发送的LTC，她需要公开S。在这种情况下，Bob可以使用相同的S来接收Alice发送的BTC。如果S没有被公开，Alice和Bob都无法接收对方发送的数字资产。他们只能取回自己原本的资产，这意味着两笔交易要么同时成功，要么同时失败。如果任一方在超时期限内未能完成交易，合约将被取消，资产将被退回到原始账户，确保了交易的安全性和可靠性。
尽管用于跨链交易的原子互换在安全性和可靠性方面表现良好，但它们也存在一些缺点：
限制性：原子交换用于跨链交易，只能在支持相同哈希函数的区块链之间进行，这限制了它们的适用性。
耗时：跨链交易中的原子互换需要一定的时间来完成，因为它们需要等待超时期限，这可能会影响交易速度。它们还受到自由选择的不便之处的影响，因为参与者可以随时撤回。
交易限制：用于跨链交易的原子互换仅支持资产的“同类交换”，这意味着资产的价值必须相等。这可能会限制交易的灵活性和可用性。
扩展性的困难：在跨链交易中，原子互换的解决方案难以扩展到大规模交易。它更适合于代币到代币的交换，而不是资产锚定发行或信息跨链交易，因为代币到代币的交换依赖于价格信息。
尽管存在缺点，但用于跨链交易的原子互换仍然是一种高度安全可靠的方法，特别是在需要无需信任的交易时。毕竟，在整个过程中不需要像中介这样的中心化角色，这消除了与信任相关的风险。
✅摘要
最后，让我们通过下图比较三种跨链模型，每种模型都有其自身的优势和劣势。
在这份研究报告中，我们省略了同样引人入胜的侧链和中继链模型。这是因为Cosmos和Polkadot都在其底层区块链平台中实现了跨链通信协议，无缝支持其各自生态系统内子链之间的通信。然而，要整合现有的区块链平台，仍然需要使用前文提到的各种桥接解决方案。
为什么LayerZero值得关注？
为了实现多链资产的互操作性，上述解决方案多年来一直在竞争，每个方案都有其优势和劣势，但没有一个明显的赢家。让我们回到本文的核心研究目标，LayerZero，并回顾其三次融资事件：
2021年9月16日，LayerZero完成了一轮600万美元的A轮融资，由Multicoin和Binance Labs领投，Sino Global Capital、Defiance、Delphi Digital、Robot Ventures、Spartan、Hypersphere Ventures、Protocol Ventures、Gen Block Capital、Echelon Capital等参与投资。
2022年3月31日，LayerZero Labs宣布完成了由FTX Ventures、Sequoia Capital和a16z领投，Coinbase Ventures、PayPal Ventures、Tiger Global和Uniswap Labs等参与的1.35亿美元A+轮融资。融资完成后的估值达到了10亿美元。
2023年4月4日，LayerZero Labs在一轮B系列融资中筹集了1.2亿美元，估值达到30亿美元。参与者包括a16z Crypto、Christie's、Sequoia Capital、Samsung Next、BOND、Circle Ventures和OpenSea Ventures。
凭借顶级投资银行的支持、巨额资金、高增长率和快速的筹资速度，LayerZero再次吸引了作者的注意。让我们深入探讨其基本原理，并分析在这场确定性跨链竞争中的优势。
深入探讨LayerZero的技术原理
如果我要概述LayerZero:
LayerZero是一个无需信任的跨链通信协议。其核心在于利用轻节点的原理，并为超轻节点设计了一种机制，通过中继和预言机将信任部分分成两部分，从而以较低的成本实现更好的安全性。
需要注意的是，LayerZero的重点不在于资产跨链，而是在更高层次上的消息跨链。作为一个基础协议，它包含了资产跨链的应用层。更具体地说，资产跨链也是通过LayerZero Labs的Stargate来开发的。
💥 什么是轻节点？
跨链之间的通信主要通过外部验证或链上轻节点来实现。
前面提到的公证人是外部验证机制的简单形式。同样，Cosmos和Polkadot也采用外部验证机制，不过更加侧重于使用链来增强通信安全。
那么，链上轻节点扮演着什么角色呢？
首先，轻节点是一种节点运行模式，类似于全节点和归档节点。
在区块链中，当前区块与前一个区块相连，形成了一个信任链。同一链上的不同节点存储了链信息的简化版本。轻节点仅保留历史中的区块头信息，而不存储区块内的具体交易信息。
通过从区块头部派生出多个默克尔根，可以使用默克尔树验证来验证区块中交易的真实性。
因此，与全节点的1 TB数据规模和归档节点的10 TB相比，仅有10 GB的轻节点被认为相当轻量级。然而，即便只有10 GB，完全验证和确认链上所有数据仍然是一项具有挑战性和成本的任务。
通过轻节点在链上运行验证的好处是完全消除了像公证人这样的外部角色，实现了基于链本身安全性的高度去中心化，从而增强了整体安全性。
然而，这种对跨链的依赖会带来额外的成本，最终这些成本将由有跨链需求的用户承担。作者曾经估算过每千字节NFT元数据存储的成本，更多的探索可以在这篇文章中找到https://mp.weixin.qq.com/s/610rn9B2-hg8Bd88W-viXA
结论是，在链上增加1 KB的数据存储将会消耗640,000 gas，换算成货币大约是$25：20 * (640,000) * 1e9 / 1e18 * 2000 = $25。
💥 什么是超轻节点？
Ultra-Light Node（ULN）顾名思义，是一个简单的概念。与轻节点相比，超轻节点执行与链上轻节点相同的验证，但不会按顺序保留所有区块头。相反，它根据需要通过分布式预言机以流式方式接收它们。
超轻节点的优势在于它不依赖于从创世区块开始的区块头部的顺序数据流。此外，存储这些数据在链上的成本是由预言机和中继者共同承担的。
使用超轻节点的一个权衡是缺乏历史顺序数据流。这意味着，如果预言机和中继者同时从事恶意行为，由于缺乏验证，恶意信息可能会被执行。
在安全性损失和成本大幅降低之间的权衡取决于每个参与方基于其特定情境的个人考量。像Lens Protocol这样的社交协议的设计，可以提供如何乐观地执行元交易和进行执行后追踪的宝贵见解，同时为社交焦点信息保持适当的应用层隔离，其中信息的价值并不显著。
💥 LayerZero的跨链核心角色
在上面的官方LayerZero白皮书图表中，绿色部分代表了促进两个链之间信息交换的关键角色。在官方LayerZero白皮书图表中，绿色部分代表了促进两个链之间信息交换的关键角色：Oracle和Relayer。
💥 Oracle和Relayer的定位
简而言之，Oracle的主要作用是告知目标链上的合约何时进行验证以及验证结果如何。而Relayer的职责则是提供验证交易所需的证明过程以及跨链信息的具体内容。Oracle这个术语可能会让人困惑，因为它并不意味着预测未来。实际上，它指的是一种将数据带入区块链的链下基础设施。Oracle在多个领域都有广泛应用，包括智能合约、保险、金融市场等等。例如：
智能合约：一个Oracle可以提供现实世界的天气数据。
在保险行业中，Oracle可以用来触发保险索赔等事件。
在金融市场领域，Oracle可以提供实时数据，例如股票价格和汇率。
在我之前的研究文章中关于ERC-4337的讨论里，我也提到了当前的ERC-4337合约需要与链下的Oracle价格服务集成，以实现多货币支付交易费用的功能。想要深入了解，请参考这篇文章https://research.web3caff.com/zh/archives/6900?ref=shisi。总的来说，Oracle在LayerZero的跨链互动中扮演着公证人的角色。考虑到可能出现的恶意动机，Oracle的安全性几乎等同于区块链上DeFi的价值。由于许多借贷产品依赖于Oracle提供价格，如果Oracle愿意采取恶意行动，它们可以参与其他高利润活动。
💥 Oracle与Relayer之间的劳动分工
Oracle的作用是将跨链请求的源链上的Blockhash和Block Receiptsroot传输到目标链。
Blockhash：一个区块哈希，用于通知目标链上的合约，哪一个区块包含了用户的跨链请求。
Block Receiptsroot用于验证交易中继者传输的消息。中继者的角色是将跨链消息的收据和Merkle证明，连同所需的路径信息，传输到目标链上的合约进行验证。
收据指的是交易收据信息，主要包括交易执行结果、交易哈希和交易事件日志。
交易执行结果：表示源链上的交易是否成功。
交易哈希：每笔交易的全球唯一哈希值。
交易事件日志：关于跨链信息的具体细节。这里提到的路径信息，通过下方图表中的红色箭头表示。例如，中继者依次将L2 -> Hash 0-0 -> Hash 1的信息传递给链上的节点。通过比较Oracle提供的TopHash，并基于中继者提供的信息进行二次计算，如果结果一致，则可以认为中继者是正确的。
💥 LayerZero上的跨链生命周期
现在我们已经了解了中间区域中跨链组件的作用，让我们来检查一下从链A到链B的一笔交易。在下面的图表中，左右两个框代表了与各自链上的端点合约的互动。
这里是整个过程的概述：
用户应用程序（UA）发起的交易会在区块链上触发一个动作。在LayerZero端点的Oracles和Relayers的协助下，交易被拆分成多个部分（证明和区块头）。一旦Oracles和Relayers将各自的信息发送到目标链（对交易进行签名），并且LayerZero端点合约验证了这些信息，消息就会被转换并在目标链上执行。
详细步骤如下（请参考图表）：
第1步：用户应用UA（例如，Stargate Bridge）与LayerZero Communicator进行通信，发送一个请求，该请求包括交易标识符t、从A到B的转账数据（payload）以及Chain B上用户应用智能合约或中继器的标识符（relayer_args）等交易详情。
第二步：通信者将这些数据作为LayerZero数据包发送给验证者。
第3步：验证者将交易标识符和Chain B上智能合约的标识符发送给网络层。网络层被触发，并等待信息通过Oracle从源链A传递到目标链B。
第4步：验证者将这个信息（数据包）转发给中继者。一旦收到通知，中继者就会从离线存储中检索交易证明（第7步），并将其发送到链B（第11步）。链B上的端点也可以发起请求，以获取指定区块哈希的结果（第10步）。
第5步：网络层将智能合约在Chain B上的标识符和交易区块的区块ID发送给Oracle。当被通知时，Oracle会检索Chain A上当前区块的区块头（第6步），并将其发送到Chain B（第8步）。
值得注意的是，步骤6、7、8、10和11都是在Relayer和Oracle的过程中执行的。
第9步：网络层将检索到的区块哈希发送给验证器，触发轻节点的验证过程。
第12步：验证器通过检查网络层存储的交易证明和区块头来确保交易的有效性和提交情况。如果区块头和交易证明匹配，交易信息（数据包）就会被发送回通信器。
第13步：通信器将信息（数据包）转发给链B上的用户应用程序，使其能够执行任何所需的功能。
整个跨链过程的Gas费用在初始交易执行时在源链上征收，而在目标链上，费用与三个组件相关：Relayer、Oracle和Layer Zero：Executor（一个EOA账户）。
💥 LayerZero上的应用层概览
Radiant Capital是一个基于LayerZero的全链借贷协议，它允许用户在链A上存入抵押品，并在链B上借出资产。本质上，它促进了跨链资产转移。
Cashmere Labs尚未推出，主要包括两个产品：稳定币交易和具有抵抗MEV（矿工可提取价值）的跨链DEX聚合器。其主要的技术特点是，在链间消息传递过程中，套利者无法访问订单信息，从而防止了与MEV相关的前置交易和夹击攻击。
OmniBTC是一个基于LayerZero的跨链DEX聚合器。例如，它利用Stargate跨链桥将以太坊上的USDT兑换成BNB链上的USDT，然后在PancakeSwap上执行交易以换取BNB。
Stargate是LayerZero的一个核心应用层产品，
目前，它支持八大主要公链之间的互操作性。其运作模式涉及在每个链上开设金库账户。当用户在源链上存入资产时，Stargate利用LayerZero通信协议来促进跨链请求到目标链，最终确保资金转出到目标链上指定的用户账户。
根据之前提到的验证者和资产类型的分类方法，Stargate可以被定义为一个利用LayerZero（作为特定情况下的中继+预言机）的验证者。资产类型包括原始的20个代币，涉及与LPs相关的资产管理分红。此外，它旨在促进以稳定币为媒介的跨链交易，以统一流动性池。
一个创新的方面是将USDT和USDC视为1:1的资产。这意味着，如果用户在Ethereum上存入1000 USDC，他们可以在Arbitrum上提取大约994 USDT（扣除6 USDT的费用）。
这对Stargate来说是一个挑战，因为使用原生资产和统一流动性使得确保即时结算变得有些困难。当多笔交易同时发生并耗尽流动性池时，用户无法执行跨链提现。常规的做法是，像Multichain这样的平台会提供类似“anyUSDC”的代币作为未来提现凭证，直到有更多的USDC存入以实现原生资产的兑换。
Stargate通过算法平衡和人工干预的结合来解决这个问题。它动态调整不同LP池中的流动性深度，并调节供应模式以减轻池子枯竭的问题。
Stargate目前的总锁定价值(TVL)较去年高峰时期有了显著下降，目前稳定在大约4亿美元左右。整体交易量会根据多个目标链上的各种热点事件而波动。
如何评估LayerZero？
4.1 LayerZero协议的定位
我必须说，这个名字选得很好。“Layer 0”一直是行业内的一个术语，主要用来指网络传输层的协议。如果我们将区块链网络视为第一层（如Bitcoin、Ethereum、BSC等），那么负责区块链网络内部通信的协议应该位于第一层之下，因此被称为Layer 0。
可以将这种情况与传统的互联网协议进行类比。像bloXroute、NYM、Marlin等团队优化了互联网的底层传输方式，以提高隐私性和网络效率，这正是大多数人所理解的0层。
LayerZero协议中的Oracle和Relayer组件也在区块链之间传递信息，但这与之前对Layer 0作为互联网底层传输协议的理解有所不同。LayerZero更注重于区块链之间信息的“通信”。
目前，市场对跨链技术的应用主要围绕资产跨链转移。
然而，资产跨链转移只是整个跨链技术的一小部分。实际上，许多之前使用的跨链桥产品都是为了迅速满足用户在多链生态系统出现时的基本需求，而匆忙开发的过渡性解决方案。
要进入一个真正成熟的多链生态系统，用户可以通过一个单一的应用程序无缝地与所有主要公链互动，而无需频繁切换钱包——便利性和流畅性是未来愿景的必要组成部分。因此，一个能够实现信息跨链传输而不仅仅是简单资产跨链传输的协议级跨链产品是必不可少的。
总的来说，该协议的定位和本质不仅仅局限于单一资产跨链桥，而是围绕实现全链信息互联，这对于未来容纳数十亿用户至关重要。
4.2 LayerZero的优缺点
4.2.1安全性：依赖预言是否危险？
如果只有一个Relayer或一个Seer，可能会有危险（这不是协议本身的领域），但LayerZero目前实现了任何应用都可以定制自己的Relayer或选择不同的Seer来支持其系统。
即使某些Relayer出现故障、不工作或者工作不正常，随着市场竞争的逐渐加剧，将形成多对多的选择模式，并且它们各自的游戏之间会形成去中心化的相互监督，就像矿工机制一样。
即使Prophet 1和repeater A恶意串通，这也是一个孤立的风险，因为只有同时使用Prophet 1作为预测器和repeater A作为消息传递工具的应用程序会受到影响。
LayerZero仅仅是信息传输机制的最底层，至于信息传输，上层应用的使用可以单独定义和加强。就协议本身而言，它既不存储资金，也不存储数据，这使得它本身不太可能受到攻击。
因此，由于资金分散，黑客攻击的成本变得更高，而收益则变得更小。
LayerZero已经正式通过了超过58个版本的审查，包括Quantstamp、Zokyo、Zellic和Trail of Bits的审查。此外，他目前通过ImmuneFi托管着一个价值$15 million的漏洞赏金计划，这是整个行业中最大的实时漏洞赏金计划！到目前为止，LayerZero已经向发现漏洞的白帽子们奖励了近$1 million。
4.2.2比较协议层跨链产品的优势
与之前的结论一致，非常低的跨链安全验证成本是一个亮点，同样的损失是高度信任的先知的安全性，在安全因素之外（毕竟，可以在应用层进行加固），对开发者来说，通用性和非常低的协议接入成本是一个主要的隐藏优势。
4.2.3更广泛的通用扩展性
在当今的协议层跨链中，有Cosmos生态的IBC协议和Boka生态的XCMP跨链协议，它们在可扩展性上受限的原因是，为了让Ethereum验证其他公链的交易，必须在Ethereum上部署相应的轻节点。这种高Gas成本使得许多与EVM兼容的链（ETH/BSC/Polygon/L2等）难以支持IBC协议，这极大地限制了IBC协议的通用性，因此它仍然只能在相对小众的Cosmos生态链之间运行。
4.2.4降低开发者访问复杂性
从一开始，底层协议的工作量就放在了极简合约访问设计上，而跨链消息的需求场景极为广泛，例如跨链借贷、收益聚合和交易仅仅是开始。由于开发容易，该协议迄今为止已经跨越30多个链上DApps传递了超过200万条消息，包括去中心化交易所PancakeSwap、SushiSwap、TraderJoe和Uniswap。而且，其上的应用桥已经锁定了超过70亿美元的总价值。
4.2.5移除多链碎片化的兼容性
在之前提到的锁仓模型中，生成的打包代币是多链资金的一个碎片化现象，而LayerZero采用了一种非封装资产的方法，可以支持EVM和非EVM，以及统一的流动性层。同时，当资产跨链时，还能够捆绑复杂交易，如原链交换、桥接、目标链交换和质押。
为什么资本追逐LayerZero？
首先，跨链确定性是在多链生态中一个罕见的高确定性角色，它可以随着新链的诞生而扩展业务，并且当新链失败时承担的风险很小，因为协议本身不携带资产。第二，是清晰的商业模式，目前领先的跨链桥已经有了不错的收入。例如，Multichain在2021年的年收入为1700万美元，这已经超过了同期Dex Dragon Curve的协议收入。收入来源是从跨链销售中收取费用，平均市场Take Rate为0.05%。例如，在LayerZero上实现的资产跨链桥Stargate中，用户每次使用将不得不支付0.06%的费用。具体的分配是：
向流动性提供者支付的0.01%可以被理解为银行支付给存款人的利息，但同时也是一种成本。
持有质押代币veSTG的用户将获得0.01%的分红，这可以理解为银行向其股东支付的股息。
0.04% 归属于国家财政和生态建设费用。
如果从传统投资的角度出发，你可以继续计算它的PE（市盈率，指市场价值与公司净利润的比率）、PS（市销率，指市场价值与销售收入的比率）。2022年9月，有一个机构在市值达到10亿时估算的结果是，基于Stargate跨链桥的收入，PS达到了300倍。
相比之下，这个赛道上的其他模型并没有完美地突破所谓的不可能三角，或者是运营成本过高，或者是中心化导致的安全问题，或者是无法满足多种资产的需求。
最终，借助Layerzero，USDC在原生跨链的链上可以更快更便宜地进行交易，这意味着USDC已经成为了一种全链资产。全链资产指的是跨链资产的成本、速度和风险大幅降低，资产将能够在多个链上自由流动。
总的来说，跨链是多链模式中的一个重要赛道，其未来具有高度确定性，商业模式明确，市场仍处于不成熟阶段，拥有高收益。作为嵌入在各种Dapps基础代码中的通信协议，该协议本身已成为LEGO积木底层之一。
