TL;

災難恢復
• 今天的預設加密用戶體驗是讓用戶始終知道他們正在與哪個網路交互。但是，互聯網使用者不必知道他們正在與哪個雲供應商進行交互。將這種方法引入區塊鏈就是我們所說的鏈抽象。
• 本文介紹了CAKE框架，即鏈抽象關鍵元素。它由應用程式、許可權、求解和結算四個層組成，共同促進使用者的無縫跨鏈操作。
• 實現鏈抽象需要使用一組複雜的技術來提供可靠、經濟高效、安全、快速和私有的執行。
• 我們將鏈抽象中的跨鏈權衡空間定義為三難困境，並提出了六種設計，每種設計都有獨特的優勢。
• 單子成功實現向鏈抽象未來的飛躍，作為一個行業，我們必須定義並採用CAKE層之間消息傳遞的共同標準。一個很好的標準是錦上添花。🎂

簡介

2020 年，以太坊網路過渡到以 匯總為中心的擴展路線圖。自該決定以來的四年中，已經有50多個rollups（L2）投入生產。雖然rollups為以太坊虛擬機(EVM)塊空間提供了急需的水平擴展，但它< href=“https://twitter.com/kylesamani/status/1736838682009854213?s=12”>完全破壞了用戶體驗。

使用者既不應該關心，也不應該知道他們正在與哪個匯總進行交互。加密貨幣使用者知道他們正在與哪個匯總（樂觀或基礎）交互，相當於 web2 使用者知道他們正在與哪個雲供應商（AWS 或 GCP）交互。鏈抽象是一種願景，其中鏈資訊從用戶那裡抽象出來。使用者只需將他們的錢包連接到dApp並簽署預期的操作，確保使用者在目標鏈上擁有正確的餘額然後執行預期操作的細節發生在幕後。

在本文中，我們將觀察到鏈抽象是一個真正的多學科問題。涉及與應用層、許可權層、求解器層和結算層的交互。我們介紹了鏈抽象關鍵元素（CAKE 🎂）框架，然後深入研究了鏈抽象系統的設計權衡。

Introducing the CAKE Framework

在一個抽象的鏈世界中，用戶訪問dApp網站，連接他們的錢包，簽署預期的操作並等待最終結算。將所需資產獲取到目標鏈和最終結算的所有複雜性都從用戶那裡抽象出來，發生在CAKE的基礎設施層中。CAKE有三個基礎結構層：

1. 許可權層：使用者將他們的錢包連接到dApp，並請求使用者意圖的報價。意圖是使用者在事務結束時的期望（即輸出），而不是事務採用的最終路徑。它可以將USDT轉移到 Tron 位址或將USDC存入 Arbitrum 上的收益生成策略中。錢包應該能夠知道用戶資產（即讀取狀態）並在目標鏈上執行交易（即更新狀態）。
2. 求解器圖層：求解器圖層根據使用者的初始餘額和意圖估算費用和執行速度。此過程稱為求解，在事務變得異步且子事務在執行過程中可能失敗的跨鏈環境中至關重要。異步性的引入造成了費用、執行速度和執行保障跨鏈三難困境。
3. 結算層：使用者使用私鑰批准交易后，結算層確保其執行。它涉及兩個步驟：將用戶的資產橋接到目標鏈上，然後執行交易。如果協議對某些操作使用複雜的求解器，他們可以自帶流動性並代表使用者執行操作，而無需橋接。

實現鏈抽象意味著將上述三個基礎設施層組合成一個統一的產品。組合這些層時的一個關鍵見解是傳輸資訊與傳輸價值之間的區別。在鏈之間傳輸信息應該是無損的，因此需要依賴最安全的路徑。假設用戶試圖對從一個鏈到另一個鏈的治理投票投贊成票，他們不希望他們的投票轉換為“可能”。另一方面，根據使用者的喜好，轉移價值可能是有損的。可以利用複雜的第三方為使用者提供更快、更便宜或有保證的價值轉移。請注意，95%的乙太坊區塊空間（按支付給驗證者的費用加權）用於轉移價值。

Key Design Decisions 以上

三層介紹了CAF需要做出的關鍵設計決策。它們與誰控制意圖執行的權力、應向求解者透露哪些資訊以及求解者可用的解決途徑有關。讓我們詳細看看它們中的每一個。

許可權層

許可權層保存使用者的私鑰並代表他們簽署消息，然後這些消息作為事務鏈上執行。CAF 需要為其要支撐的所有目標鏈支撐簽名方案和交易有效負載。例如，支援 橢圓簽名算法 簽名方案和以太坊虛擬機(EVM)交易標準的錢包將僅限於 以太坊、其 L2 及其側鏈（例如，小狐狸錢包）。另一方面，同時支援以太坊虛擬機(EVM)和SVM（Solana 虛擬機(VM)）的錢包將能夠支撐兩個生態系統（例如，Phantom錢包）。需要注意的是，相同的助記符可用於在以太坊虛擬機(EVM)鏈和 SVM 鏈上生成錢包。

單個多鏈交易由多個子交易組成，這些子交易需要以正確的單子執行。這些子交易必須在多個鏈上執行，每個鏈都有自己的時變費用和nonce。如何協調和結算這些子事務是許可權層的關鍵設計決策。

1. EOA錢包是在用戶機器上運行並保存其私鑰的錢包軟體。它們可以是基於瀏覽器的擴展（如 Metamask 和 Phantom）、移動應用程式（如 Coinbase 錢包）或專用硬體（如 Ledger）。EOA錢包要求用戶單獨簽署每個子交易，目前需要多次點擊。它們還要求使用者在目標鏈上持有費用餘額，這在此過程中引入了重大摩擦。但是，通過允許使用者通過單擊簽署多個子交易，可以將多次點擊的摩擦從使用者身上抽象出來。
2. 在帳戶抽象（AA）錢包中，使用者仍然可以訪問其私鑰，但他們將交易有效負載的簽名者與交易的執行者分開。使複雜的各方能夠原子地捆綁和執行使用者交易（鱷梨，Pimlico）。AA錢包仍然要求用戶單獨簽署每筆子交易（目前通過多次點擊），但不需要在每個鏈上持有費用餘額。
3. 基於策略的代理在單獨的執行環境中保存使用者的私鑰，並根據使用者策略代表他們生成簽名消息。電報機器人，近帳戶聚合器或SUAVE TEE是基於策略的錢包，而熵或膠囊是基於策略的錢包擴展。使用者只需簽署一份批准書，隨後的子交易簽名和費用管理就可以由這些代理在飛行中執行。

Solver Layer

使用者發佈他們的意圖，求解層就會向使用者返回費用和確認時間。這個問題與設計訂單流拍賣密切相關，並且已經詳細寫這裡。CAF 可以利用協議內路徑來執行使用者意圖，也可以利用複雜的第三方（也稱為求解器）通過犧牲某些安全保證來為使用者提供改進的用戶體驗。接下來的兩個設計決策是在我們將求解器引入 CAF 框架時出現的，並且與資訊相關。

目的由兩種類型的可提取值 （EV） 組成：EV_ordering 和 EV_signal。EV_ordering是特定於區塊鏈的值，通常由執行使用者訂單的實體（如區塊構建器或驗證者）提取。另一方面，EV_signal表示在將單子正式記錄在區塊鏈上之前觀察的任何實體都可以訪問的值。

不同的使用者意向在EV_ordering和EV_signal之間具有不同的分佈。例如，在去中心化交易所上交換硬幣的意圖通常具有高EV_ordering但低EV_signal。相反，傳入的駭客交易將具有更高的EV_signal分量，因為提前運行它將比執行它返回更多的價值。需要注意的是，EV_signal有時可能是負面的，例如在做市商的交易中，由於做市商更好地瞭解未來的市場狀況，執行這些訂單的實體可能會遭受損失。

當有人有能力提前觀察使用者的意圖時，他們可以進行搶先交易，從而導致價值洩漏。此外，EV_signal為負的可能性在求解器之間創造了競爭環境，導致他們提交較低的出價並導致進一步的價值洩漏（也稱為逆向選擇）。最終，洩漏通過增加費用或提供不太優惠的價格來影響使用者。請注意，低費用或價格改善是同一幣的兩面，將在本文的其餘部分互換使用。

信息共用

有 3 種方法可以與求解器共用資訊：

1. 公共內存池：使用者的意圖公開廣播到公共內存池或DA層。第一個可以滿足請求的求解器執行單子並成為獲勝者。該系統具有很強的抽取性，因為使用者可以從他們的單子中揭示EV_ordering和EV_signal。這種類型的拍賣的例子包括以太坊的公共內存池和各種區塊鏈橋樑。在橋接的情況下，用戶必須在將其資產轉移到目標鏈之前將其資產置於託管中，以防止悲傷攻擊。但是，此過程無意中公開暴露了他們的意圖。
2. 部分共用：CAF 可以選擇通過限制披露的資訊來限制其向投標人透露的價值金額。但是，這種方法會導致直接失去價格最優性，並可能導致其他問題，例如出價垃圾郵件。
3. 私人內存池：多方安全計算和TEE的最新發展為實現完全私人記憶體池提供了可能性。執行環境之外不會洩露任何資訊，因此求解器會對其首選項進行編碼，這些首選項與每個意圖相匹配。儘管私有內存池捕獲EV_ordering，但它無法完全捕獲EV_signal中的價值。想像一下，如果駭客交易被發送到內存池會發生什麼。第一個看到此單子的人可以搶先進行潛在的銷售並捕獲EV_signal。在私人內存池中，只有在確認區塊后才會發佈資訊，因此任何可以看到交易的人都可以捕獲EV_signal。可以想像求解器會啟動權益證明節點，從 TEE 鑄造的新塊中捕獲EV_signal，從而將EV_signal捕獲變成一場延遲競賽。

求解器列表

CAF還需要決定允許多少投標人和哪些投標人參加拍賣。從廣義上講，選項如下：

• 開放獲取：參與能力的進入門檻盡可能低。這類似於公共內存池，EV_signal和EV_ordering都會洩漏。
• 門控訪問：通過白名單、聲譽系統、費用或席位拍賣執行單子的能力有一些把關。守門機制需要確保系統中的求解器不會捕獲EV_signal。例如1英寸拍賣，牛交換拍賣和Uniswap X拍賣。贏得訂單的競爭為使用者捕獲EV_ordering，而門控機制可以為單子生成器（錢包，dApps）捕獲EV_signal。
• 獨佔訪問許可權：獨佔訪問許可權是坐席求解器拍賣的一種特殊情況，每個時間段僅選擇一個求解器。由於沒有資訊洩露給其他求解器，因此沒有逆向選擇和搶先折扣。訂單流贊助者捕獲EV_signal和EV_ordering的期望值，因為沒有競爭，使用者只能獲得執行，而沒有價格改進。這些拍賣的一些例子是Robinhood和DFlow拍賣。

結算層

一旦錢包簽署了一組交易，它們就需要在區塊鏈上執行。跨鏈交易將結算過程從原子轉換為異步。在執行和確認初始交易時，目標鏈上的狀態可能會發生變化，可能龍頭交易失敗。本小節將研究安全成本、確認時間和執行保證之間的權衡。

需要注意的是，在目標鏈上執行預期的交易取決於目標鏈的交易包含機制。包括審查交易的能力和目標鏈的費用機制等因素。我們認為目標鏈的選擇是dApp的決定，並將考慮超出本文的範圍。

跨鏈預言機

兩個具有不同狀態和共識機制的區塊鏈需要一個中介，例如預言機，以促進它們之間的信息傳遞。預言機充當鏈之間資訊的中繼。這包括驗證使用者將資金鎖定在託管帳戶中以進行鎖定和鑄造 橋接等情況，或確認使用者在源鏈上的代幣餘額以參與目標鏈上的治理投票。

預言機以最慢的鏈的速度在鏈之間傳輸資訊。這對於管理重組風險是必要的，因為預言機需要等待在源鏈上達成共識。讓我們考慮一個使用者想要從源鏈橋接 USDC到目標鏈的場景。為此，使用者將其資金鎖定在託管中。但是，如果 Oracle 沒有等待足夠的確認並繼續為目標鏈上的使用者鑄造令牌，則可能會出現問題。在重組的情況下，如果用戶覆蓋其託管交易，預言機將有雙倍支出。

有兩種類型的預言機：

1. 協定外 Oracle 需要獨立於運行共識的第三方驗證者，以便在鏈之間傳輸資訊。對額外驗證者的需求增加了運行 Oracle 的成本。LayerZero，Wormhole，ChainLink和Axelar網路是協定外預言機的例子。
2. 協定內預言機深度集成到生態系統的共識演演演算法中，並使用運行共識的驗證器集來傳輸資訊。Cosmos擁有運行Cosmos SDK的鏈IBC，Polygon生態系統正在開發AggLayer，而Optimism正在開發Superchain。每個預言機都使用專用的區塊空間在同一生態系統的鏈之間傳輸資訊。
3. 共用排序器是協議內具有交易排序許可權的協議外實體，即它們可以提供跨鏈交易的捆綁。雖然仍在開發中，但共用排序器不必等待某些塊確認來降低重組風險。為了真正提供跨鏈原子性，共用序列器需要能夠執行後續事務，條件是早期事務的成功，將它們變成鏈的鏈。

橋接代幣

在多鏈世界中，使用者代幣和費用餘額分佈在所有網路中。在每次跨鏈操作之前，使用者需要將資金從源鏈橋接到目標鏈。目前有 34 個活動網橋，過去 30 天內的總總鎖定價值(TVL)為 $7.7B，橋接交易量為 $8.6B。

橋接代幣是價值轉移的一種情況。這為利用擅長資本管理並願意承擔重組風險的專業第三方創造了機會，從而降低了使用者交易所需的成本和時間。

有兩種類型的網橋：

1. 鎖定和鑄造橋接：鎖定和鑄造 橋接驗證原始鏈上的代幣存款並在目標鏈上鑄造代幣。雖然啟動這樣的橋接需要少量資金，但對於鏈之間鎖定資訊的安全傳輸，需要大量投資。這些橋樑中的安全漏洞導致代幣持有者損失數十億美元。
2. 流動性橋：流動性橋利用源鏈和目標鏈上的流動性池，以及確定源和目標代幣之間轉換率的演演演算法。雖然這些橋樑的初始成本較高，但它們需要較低的安全保證。如果發生安全漏洞，只有流動性池中的資金面臨風險。

在這兩種類型的橋接中，都需要由使用者支付流動性成本。在Lock and Mint橋接中，流動性成本是在目標鏈上從包裝代幣交換到所需代幣（USDC.e到USDC）時，而在流動性橋中，流動性成本是從原始鏈上的代幣交換到目標鏈上的代幣。

跨鏈三難困境

上述5個設計決策漲跨鏈三難困境。CAF 必須在執行保證、低費用和執行速度之間選擇 2 個屬性。

1. 協議內路徑是用於跨鏈傳輸資訊的指定路徑。這些系統帳戶重組風險，犧牲執行速度，但通過消除額外的驗證器集或流動性成本來降低成本。
2. 求解器聚合收集來自多個求解器的報價，以確定實現使用者意圖的最便宜和最快的路徑。但是，由於逆向選擇和搶先求解，求解器有時可能無法滿足意圖，從而導致執行力降低。
3. 執行競賽通過安排求解器之間的競賽以執行意圖或僅選擇單個求解器來選擇獲勝的求解器。這兩種方法都會給用戶帶來高額費用，因為求解器競爭執行而不是價格改進。

The Six Pieces Of CAKE

為了寫這篇文章，我們研究了來自鏈抽象團隊的20多種不同的設計，包括顯式和隱式的鏈抽象。在本節中，我們將討論六個獨立的CA實現，我們認為它們具有固有的效率和產品市場契合度。如果構建得當，這些設計有可能相互組合。

從這項工作中得出的一個關鍵結論是，我們需要一個表達跨鏈意圖的共同標準。每個團隊都在研究自己的方法和協定來編碼使用者意圖。統一到一個標準將提高使用者對他們正在簽署的消息的理解，使求解器和預言機更容易理解這些意圖，並簡化與錢包的集成。

代幣 受膏橋

生態系統與橋接保持一致

求解器價格競爭

錢包受控訊息傳遞

求解器速度競賽

獨家批量拍賣

目的

便宜的跨鏈轉帳

跨鏈訊息呼叫

便宜的跨鏈交換

跨鏈訊息呼叫

快速跨鏈轉帳

跨鏈訊息呼叫

範例

CCTP， CCIP， xERC20

AggLayer，超級鏈，IBC

蹦極， 跳線， 尤尼瓦普 X

阿爾弗雷德， 鱷梨， 近帳戶

橫跨，軌道飛行器

不適用

皮夾

任何

任何

取決於實施

AA 或基於策略

任何

任何

共用的資訊

公

公

取決於實施

取決於實施

全部或無

沒

求解器上架

取決於實施

取決於實施

門控存取

取決於實施

取決於實施

㥀

神諭

協議內

協議內

協議外

協議外

協議外

協議外

代幣橋接

燃燒和鑄造

鎖定與鑄造

取決於求解器

取決於求解器

流動性 橋接

取決於實施

代幣 受膏橋

特殊的鎖定和鑄造 橋接情況，它不支付流動性成本，也稱為燒錢和鑄造 橋接（例如。USDC CCTP）。代幣團隊在每個鏈上指定一個規範的代幣位址，而橋接有權鑄造代幣，即使用者需要的代幣。

如果你足夠用力地眯眼，燒傷和鑄造 橋接類似於以足夠多的塊確認速度進行跨鏈轉移。xERC20 就是這樣一種標準，用於在目標鏈上指定規範代幣及其授權橋接。代幣受膏橋接是協議內路徑的一個例子，即它在執行保證和低費用的速度上妥協，例如 CCTP 需要 20 分鐘來執行轉帳。

生態系統對齊橋

與生態系統對齊的橋接允許在同一生態系統內的鏈之間傳輸任意消息。它屬於協議路徑類別，優先考慮執行保證和低費用而不是速度。例子包括Cosmos IBC，Polygon AggLayer和Optimism Superchain。

三年前，Cosmos生態系統面臨著與以太坊今天面臨的類似挑戰。流動性是跨鏈分散的，每個鏈都有自己的費用代幣，管理多鏈帳戶很麻煩。Cosmos 生態系統通過 IBC 實現協議內消息傳遞橋接來解決這些問題，從而實現無縫的多鏈帳戶和跨鏈傳輸。

Cosmos生態系統由具有主權安全性和快速最終性的獨立鏈組成，這使得跨鏈消息傳遞的協議路徑非常快。另一方面，匯總生態系統取決於挑戰期的到期（樂觀匯總）或提交 zk 證明（有效性匯總）的最終性。由於這些最終性限制，跨生態系統傳遞消息的協議內路徑將很慢。

求解器價格競爭

求解器價格競爭涉及與所有求解器共用單子資訊。求解器旨在合併由單子意圖生成的期望值 （EV） 並將其提供給使用者。系統中獲勝求解器的選擇基於最大化用戶價格改進。但是，這種設計存在不執行的風險，並且需要額外的機制來確保可靠地包含訂單。此類機制的示例包括Uniswap X，Bungee和Jumper。

錢包協調消息

錢包協調消息利用AA或基於策略的錢包提供的功能來提供與任何意圖類型相容的跨鏈體驗。它充當最終的 CA 聚合器，在各種 CA 設計之間重定向使用者意圖以解決特定意圖。例子包括鱷梨錢包、近帳戶聚合器和小狐狸錢包。

請注意，在過去十年中，加密生態系統已經瞭解到使用者與其錢包之間的關係非常粘性。我個人認為，每當我想將我的助記符從小狐狸錢包遷移到另一個錢包時，我都會感到致命的恐懼。這也是為什麼即使在 2.5 年後，V神本人的支援以太坊改進提案-4337 也獲得了最低採用率。儘管較新版本的錢包協定可能會為使用者提供更好的價格（帳戶抽象）或更好的易用性（基於策略的錢包），但將使用者從當前錢包中遷移出來是一項艱巨的任務。

求解器速度競賽

求解器速度競賽允許使用者表達他們對特定跨鏈轉換的意圖，以獲得高執行保證。它不能幫助使用者最小化費用，而是為包含複雜交易提供可靠的管道。第一個根據區塊生成器費用或包含速度執行意圖的求解器將贏得意圖。

該設計旨在通過最大化求解器捕獲的EV來實現高包含率。然而，它以中心化為代價，因為它依賴於以太坊主網上複雜的資本管理或L2上的低延遲執行。

獨家批量拍賣

獨佔批量競價為在時間範圍內執行單個求解器的所有單子流的獨佔權利舉行拍賣。由於其他求解器看不到訂單，因此他們根據預測的市場波動性和平均執行品質來出價。獨家批量拍賣依賴於單子中的最後擔保價格，以確保良好的用戶價格，因此不能用於改善價格。將所有單子流程發送給單個投標人，可消除信息洩露並改善執行保證。

結論

鏈抽象框架（CAFs）承諾為使用者提供無縫跨鏈交互。在本文中，我們研究了幾個團隊在生產和開發中的設計，這些團隊明確或隱式地試圖解決鏈抽象問題。我們相信這將是CAF的一年，並預計在未來6-12個月內，不同設計及其實施之間將發生重大競爭。

價值轉移

資訊傳輸

協議內路徑

代幣膏橋接

生態系統與橋接保持一致

求解器聚合

求解器價格競爭

錢包協調訊息傳遞

執行競賽

求解器速度競賽

獨家批量拍賣

跨鏈價值轉移將通過低費用的代幣指定橋和速度和執行的求解器速度或價格競爭的組合進行路由。而資訊傳輸將通過與生態系統一致的消息橋的組合進行路由，旨在最大限度地降低使用者的成本，以及錢包控制的平臺，這些平臺將最大限度地提高速度。最終實現將圍繞這六種不同的設計，因為它們各自滿足獨立的需求，並從權衡矩陣不同角落存在的效率中受益。

從這項工作中得出的一個關鍵結論是，我們需要一個表達跨鏈意圖的共同標準。幾個團隊正在研究他們的個人協定，用於編碼導致重複工作的使用者意圖。統一到一個標準將提高使用者對他們正在簽署的消息的理解，使求解器和預言機更容易處理意圖，並簡化與錢包的集成。

免責聲明：

1. 本文轉載自【中刊】。所有版權歸原作者所有【最愛鏡讀檔案】。如果對此轉載有異議，請聯繫Gate Learn團隊，他們會及時處理。
2. 免責聲明：本文中表達的觀點和意見僅代表作者的觀點和意見，不構成任何投資建議。
3. 文章到其他語言的翻譯由Gate Learn團隊完成。除非另有說明，否則禁止複製、分發或抄襲翻譯后的文章。