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边肖：记得要集中注意力。
来源：哈什基研究公司
作者：曹艺馨，就职于哈什基资本研究公司。
然后最后一个关于互操作性的介绍开始介绍资产桥的最新进展。区块链互操作和跨链交易的理论研究在2015年前后开始热烈讨论，设计方案很多。我们将资产桥的范围限定为在不同系统之间转移资产的方法，不包括在目标系统中创建锚定源系统资产价格但不具有基础资产通过合成的赎回功能的衍生品。本文主要研究比特币在区块链网络之间的迁移过程。通过观察比特币在不同系统间的真实迁移规模，我们可以了解比特币资产桥的主要需求来源以及相应解决方案的一个演化过程：映射令牌模型的成功落地和去中心化改进。
比特币资产桥梁背景比特币是第一个真正落地的虚拟货币，也是区块链历经十余年考验的最古老的应用产品。比特币的价值来源于其划时代的技术原创性、有限的总发行量和比特币社区的强烈共识。然而，试图取代法定货币支付系统并专注于点对点转移功能的比特币协议，在支持更复杂的金融应用方面并不那么容易使用。后者由以太坊实现，引入智能合约，开启了区块链2.0时代，构建了今天的DeFi生态。
以太坊网络中的首要资产是以太坊，以太坊的基本功能是作为以太坊网络的功能令牌，为计算、存储、带宽资源缴纳燃气费。在DeFi被开发出来之前，以太坊的价值并没有坚实的基础，在最初的代币发行应用泡沫破灭后，其市场价格一度跌至80美元。
此时，早期应用的DeFi，无论是贷款产品还是DEX，都缺乏投资者偏好或习惯持有的流动性资产，导致流动性不足。当时，集中交易所的大部分交易量都是由比特币和稳定货币相关的交易贡献的。因此，在随后的发展中，以太坊网络相继发行了大量锚定美元价格的稳定币，并开始出现以WBTC为主的比特币映射代币。
早在比特币时代，就有通过锚定链外资产发行映射代币的先例。泰索公司的泰达币(USDT)是这方面最成功的鼻祖。USDT采取集中的方式，简单粗暴地将美元计价单位引入虚拟货币交易市场，击败了其他设计良好的早期算法，稳定了货币，至今流通市值仍居首位。
技术上，USDT通过在比特币网络的omni协议层嵌入元数据实现分布式记账。在omni网络中流通的USDT的结算性能和手续费支付遵循比特币网络，即大约需要10分钟才能出块。以太坊生态繁荣后，Tether开始在以太坊网络上以ERC20代币的形式发行USDT。
USDT成功的商业模式吸引了一批模仿者，如USDC、帕克斯和GUSD，他们抓住USDT增发的丑闻，通过寻求更高的合规性与之竞争。经过一番角逐，稳定货币市场的蛋糕主要是由比安和帕克斯联合发行的USDT、USDC和BUSD。表1列出了这些稳定币在各自展网的流通市值(不足1亿美元的情况下省略)，并列出链上原有稳定币戴(通过过度抵押以太坊等数字资产发行)作为对比。
表1。主要稳定货币流通市值对照表(单位：亿美元，2021年8月18日)
从表1可以看出，约有1040亿美元的链外资产以准备金托管的形式映射到区块链网络，主要需求来源是以太坊用户(66%)。稳定的硬币是振兴DeFi应用的主要流动资产。也可以认为，这种映射令牌模型通过集中托管操作，成功地将储备资产从链外系统迁移到区块链系统。
然而，最初验证了映射代币模式可行性的Omni-USDT，由于在比特币上的表现有限(最近一次发行发生在2020年4月23日)，遇到了明显的发展瓶颈。波场利用其低廉的交易费用，成为20多家集中交易所为客户快速补充USDT的推荐渠道。从波场浏览器可以发现，USDT的前十大持有人(78%)大多是集中交易所。
相比之下，链条中的初级稳定货币戴的规模实际上是相对有限的，尤其是在你知道目前戴的发行量中有60%是投资者针对贷出的(这部分戴可以视为的映射资产)之后。
还有一点，以太坊公链BSC上流通的BUSD(40.8亿美元)、USDT(33.6亿美元)、USDC(17.7亿美元)，在各自发行方的透明度报告中没有列出，说明这些稳定币是迁安背书运营的稳定币的映射令牌(二次映射)，其他链的稳定币通过迁安的枢纽迁移到BSC。
比特币首个映射令牌WBTC，实现了首个映射令牌模式下的比特币资产桥。其操作方式与上述稳币非常相似。并采用集中托管操作，锁定比特币网络的比特币作为储备，发行可在以太坊1:1兑换的ERC20令牌WBTC，供用户持有比特币在以太坊网络的风险敞口，实现关联交易。目前总发行量约为87亿美元。
如图1所示，WBTC主要锁定了DeFi的三大借贷产品和DEX的几个智能合约，WBTC的7.5%也通过资产桥输送到Polygon。
图一。以太坊网络中WBTC的分布(etherscan.io，2021年8月18日)
但为了避免单点攻击的风险，WBTC采用托管人和运营商联盟的双层架构，其主要参与角色如下：
保管人：BitGo负责保管比特币的私钥，铸造WBTC。运营商：作为用户和托管方之间的代理，根据供需情况向托管方申请批量铸造销毁WBTC，并在各自的操作系统中向用户分发WBTC。目前，WBTC有31个商家组成销售联盟网络，每个商家持有一个私钥，可以用来调用以太坊上的智能合约，发起施法和销毁交易。用户：WBTC零售目标，持有WBTC，可在以太坊网络转让WBTC，无权申请发行和赎回WBTC。用户通过运营商完成WBTC和BTC之间的交换，或者直接去交换。WBTC道成员：由一个拥有多重签约的私钥持有者组成，控制WBTC相关智能合约的修改，托管人和商户的增减。图二。WBTC的双层运营架构(WBTC白皮书)
两层架构还可以节省用户的兑换时间，因为出于安全考虑，铸造和兑换过程往往涉及托管人的冷钱包和多次签名的操作，商家可以根据供需情况提前预留流动资金作为缓冲。用户和商家的交易是建立在商家信誉的基础上的。为了提高用户体验，一般几分钟就到了。
商家和保管者之间的交易是透明的和可审计的。WBTC的收款人仅限于智能合约白名单中所列的商户地址，多签管理的托管人一般在商户提交申请后48小时内完成兑付或赎回流程。这些措施通过对道的监管和治理，可以在一定程度上避免恶意发行。
替换WBTC接下来，把目光从WBTC移开，看看传送BTC到以太坊网络的整体容量。如图3所示，自2020年5月以来，BTC向以太坊网络迁移的规模不断扩大，目前已达到约120亿美元。虽然WBTC仍然是比特币和以太坊之间的主要资产桥梁，但也有许多oth
图3。BTC地图标记的整体比例和细分比率(Debank，2021年8月18日)
HBTC和BBTCHBTC是火币于2020年2月在以太坊推出的H系列映射令牌之一，支持比特币持有者通过火币兑换方便地参与以太坊的DeFi项目。其运营模式与WBTC基本相同，也采用用户代理的双层运营模式。HBTC的优势在于交易所自身的客户流量和现成的退出渠道(通过集中交易所出售比特币)。
无独有偶，彼岸也推出了B系列测绘令牌，如BBTC。虽然没有明确说明采用哪种运营模式，但本质上是一种源链资产集中托管、服务链代币1:1发放的模式，货币交易所作为交换枢纽实现跨链。
与其他替代品不同，renBTC在差异化竞争中挑战WBTC，这可能是Curve很早就为其开辟流动性池的原因。目前，renBTC的60%被锁定在两个Curve的流动性合约中。
任官方资料显示，项目方目标远大，拟以无信任、无许可的方式，构建一个可以实现任意链、任意应用之间任意数量资产转移的通用互通，并计划研发隐私交易技术。RenBTC只是其中的一个子产品。Ren协议原则上支持任何使用ECDSA加密算法的数字资产，并计划在未来根据需要支持其他加密算法。
事实上，Ren用一个由分散的BFT网络节点(称为Darknodes)维护的虚拟机RenVM取代了和其他解决方案中的集中式托管和运营商。智能合约中的算法自动执行数字资产的到达、调度、发行和赎回的验证，主要依靠以下两个特征来实现免信任和非授权：
安全多方计算门限签名想要穿越BTC到以太坊的链条的用户，仍然需要把BTC送到RenVM指定的一个比特币托管地址。该地址的不同之处在于，其ECDSA私钥由一个名为RZL的安全多方计算(MPC)生成，以私钥片段的形式分布在暗节点中(没有节点能够知道完整的私钥)，通过需要三分之一以上节点参与的门限签名提高了链式交易的可靠性。
节点碎片
上述私钥生成和签名过程与基于Tendermint共识引擎的BFT共识算法相结合。为了避免离线节点带来的安全性和可用性问题，Darknodes会每天随机轮换一次形成一个节点切片，轮换切片中的节点(至少100个)负责相关的计算和验证。
基于上述特征，可以实现无信任和无许可的安全操作。关键依赖包括RZL MPC算法的安全性、RenVM的节点大小和节点激励的可持续性。RZL MPC算法的安全性需要专业人士进行评估。本文简要讨论了RenVM的节点规模和激励机制。
节点规模目前Ren项目开发处于零度以下阶段，核心开发者负责共识和校验计算，也会引入非授权节点进行通信和存储。Ren节点的网站显示，RenVM目前拥有1974个注册节点，每个节点通过抵押10万个Ren代币参与。任进入零阶段后，共识和校验计算过程将对非授权节点开放，并实施斜线惩罚机制来打击恶意行为。
激励机制Darknodes提供计算能力和存储资源，回报是分享Ren系统跨链转账的手续费，每28天结算一次。按照目前REN代币的价格和最新一个周期的手续费收入，不考虑装备成本的情况下，Darknodes的年收入约为12.6%，入门门槛约为5万美元。
收益因任代币价格波动而不稳定，收益形式直接依赖跨链币，退出阶段存在流动性风险。节点收入的可持续性主要在于增值收入来源的预期，这与跨链转移的规模以及任未来计划开展的隐私计算服务挂钩。
就现有业务规模而言，任系统的网络效应有限。Ren协议虽然开放了以太坊、BSC、Fantom、Polygon、Solana、Avalanche等6个区块链的资产桥7种数字资产，但总锁量不到8亿美元，其中7.7亿为renBTC，可能与目前Ren协议支持的比特币(ZEC、DOGE、BCH、DGB、FIL、LUNA)以外的资产需求不同。
Ren协议实现的资产桥传输规模虽然比小一个数量级，但却是目前可支持多链多资产分散传输方案的最大落地产品，尚未发生攻击事件。产品规划具有很高的功能扩展性和与DeFi应用的结合性。例如，用户可以通过支持RenBTC的DeFi产品入口，直接完成BTC跨链，参与移动挖矿交易。
散列时间锁最后，讨论早先提出的散列时间锁(HTLC)的技术方案。哈希时锁最大的特点是利用哈希锁和时锁机制实现交易双方资产的原子交换，可用于多跳支付和跨链交易，不需要可信第三方作为中介。哈希时间锁的技术原理在通用区块链研究报告第34期2020，《跨链技术在金融基础设施的应用》中已经有描述，这里不再赘述。
与上述资产桥方案相比，hash time lock通常作为一个技术点集成到其他方案中，比如比特币闪电网，很少有单独作为资产桥服务零售客户的例子。主要原因是哈希时间锁功能单一，多链场景扩展性差，原子交换是以时间成本为代价的。比如，由于时滞的存在，在价格波动下，一方可能因为价格优于另一方而违约。因此，虽然哈希时间锁已经引起了世界各国央行的重视，在跨账簿凭证支付、数字货币同步跨境转账等PoC方案中多次出现，但仍然存在缺陷，需要进一步完善。
思考与总结本文从比特币迁移的角度，回顾了区块链网络间资产桥的原始动力来源、解决方案的落地结果和演进过程。
目前比特币迁移的主要需求者是希望参与以太坊Eco-DeFi项目的比特币持有者，目的是资产增值和交易便利。总共约120亿美元的比特币被锁定并映射到以太坊流通中。虽然目前仅占比特币总发行量的1.4%，但从历年迁移规模的增长曲线来看，自2020年5月以来已呈现快速增长趋势，预计未来将有更多比特币迁移至其他区块链网络。这些映射的令牌主要用于参与head DeFi项目，如lending和DEX。比特币持有者的资产增值需求，在比特币源链性能和应用发展滞后的情况下，会一直存在。
以USDT和WBTC为代表的集中机构管理运营的映射令牌模式是目前最成功的资产桥方法。其工作原理简单易懂，在向合规过渡的过程中复杂度较小。RenBTC作为Ren协议的主要案例，从去中心化、可扩展的解决方案中寻求差异化竞争，提出了一种免信任、无许可、适用于任何链的通用互操作方案。目前，它已经积累了WBTC十分之一的移民量。RenVM所依赖的密码算法的安全性需要在实践中得到检验，网络效应的形成也依赖于节点激励的可持续性和应用用户体验的提升，与其他WBTC替代方案相比具有明显的创新优势和发展潜力。
参考资料：
[1] Vitalik Buterin，链互操作性。技术报告。R3科达。2016.
[2] Belchior等人，区块链互操作性调查：过去、现在和未来趋势。arXiv:2005.14282。
