Im Jahr 2020 wurde das Ethereum Netzwerk auf eine Rollup-zentrierte Roadmap für die Skalierung umgestellt. Vier Jahre nach dieser Entscheidung sind bereits mehr als 50 Rollups (L2s) in Produktion. Während Rollups die dringend benötigte horizontale Skalierung für den EVM Blockspace bieten, hat es die Benutzererfahrung völlig ruiniert.
Benutzer sollten sich weder darum kümmern noch wissen, mit welchem Rollup sie interagieren. Wenn Krypto-Benutzer wissen, mit welchem Rollup (Optimism oder Base) sie interagieren, ist dies gleichbedeutend mit Web2-Benutzern, die wissen, mit welchem Cloud-Anbieter (AWS oder GCP) sie interagieren. Kettenabstraktion ist eine Vision, bei der Ketteninformationen vom Benutzer abstrahiert werden. Der Benutzer verbindet nur seine Wallet mit einer dApp und signiert für den beabsichtigten Vorgang, die Details der Sicherstellung, dass der Benutzer das richtige Guthaben auf der Zielkette hat, und dann erfolgt die Ausführung der beabsichtigten Operation hinter den Kulissen.
Im Laufe dieses Artikels werden wir feststellen, dass die Kettenabstraktion ein wirklich multidisziplinäres Problem ist. Interaktionen mit der Anwendungs-Schicht, der Berechtigungsschicht, der Solver-Ebene und der Abrechnung. Wir stellen das Chain Abstraction Key Elements (CAKE 🎂) Framework vor und tauchen dann tiefer in die Design-Kompromisse von Kettenabstraktionssystemen ein.
In einer kettenabstrahierten Welt geht ein Benutzer auf eine dApps-Website, verbindet seine Wallet, signiert die beabsichtigte Operation und wartet auf eine eventuelle Abrechnung. Die gesamte Komplexität des Erwerbs der erforderlichen Vermögenswerte für die Zielkette und die endgültige Abrechnung wird vom Benutzer abstrahiert und geschieht in Infrastrukturschichten des CAKE. Es gibt drei Infrastrukturebenen des CAKE:
Das Erreichen von Chain-Abstraktion bedeutet, die oben genannten drei Infrastrukturebenen zu einem einheitlichen Produkt zu kombinieren. Eine wichtige Erkenntnis bei der Kombination dieser Ebenen ist der Unterschied zwischen der Übertragung von Informationen und der Übertragung von Werten. Die Übertragung von Informationen zwischen Ketten sollte verlustfrei erfolgen und erfordert daher das Vertrauen in die sichersten Pfade. Angenommen, ein Benutzer versucht, bei einer Governance-Abstimmung von einer Kette zur anderen mit Ja abzustimmen, möchte er nicht, dass seine Stimme in ein "Vielleicht" umgewandelt wird. Auf der anderen Seite kann die Übertragung von Werten je nach Benutzerpräferenz verlustbehaftet sein. Ein ausgeklügelter Drittanbieter kann genutzt werden, um dem Benutzer einen schnelleren, billigeren oder garantierten Werttransfer zu ermöglichen. Beachten Sie, dass 95% des Ethereum-Blockspace (gewichtet nach den an die Prüfer gezahlten Gebühren) für die Übertragung von Werten verbraucht wird.
Die oben genannten drei Ebenen stellen wichtige Designentscheidungen vor, die von einem CAF getroffen werden müssen. Sie beziehen sich darauf, wer die Macht über die Ausführung der Absicht kontrolliert, welche Informationen den Solvern offengelegt werden sollten und welche Abwicklungswege den Solvern zur Verfügung stehen. Schauen wir uns jeden von ihnen im Detail an.
Die Berechtigungsschicht enthält den privaten Schlüssel für den Benutzer und signiert Nachrichten in seinem Namen, die dann on-chain als Transaktionen ausgeführt werden. Eine CAF muss Signaturschemata und Transaktionsnutzlasten für alle Zielketten Unterstützung, die sie Unterstützung möchte. Zum Beispiel wird eine Wallet, die das ECDSA Signing Scheme und den EVM Transaktionsstandard unterstützt, auf Ethereum, seine L2s und seine Sidechains (z. B. Metamask Wallet) beschränkt sein. Auf der anderen Seite kann eine Wallet, die sowohl EVM als auch SVM (Solana VM) unterstützt, beide Ökosysteme Unterstützung (z. B. Phantom-Wallet). Es ist wichtig zu beachten, dass dieselbe Eselsbrücke verwendet werden kann, um Wallets sowohl auf EVM als auch auf SVM-Chains zu generieren.
Eine einzelne Multi-Chain-Transaktion besteht aus mehreren Teiltransaktionen, die in der richtigen Order ausgeführt werden müssen. Diese Teiltransaktionen müssen auf mehreren Ketten ausgeführt werden, jede mit ihren eigenen zeitvariablen Gebühren und Nonce. Die Art und Weise, wie die Koordination und Abrechnung dieser Teiltransaktionen erfolgt, ist eine entscheidende Entwurfsentscheidung für die Berechtigungsschicht.
Sobald ein Benutzer seine Absicht gepostet hat, werden in der Lösungsebene eine Gebühr und eine Bestätigungszeit an den Benutzer zurückgegeben. Dieses Problem steht in engem Zusammenhang mit dem Entwerfen einer Order Flow Auction und wurde ausführlich beschrieben hier. Ein CAF kann entweder In-Protokoll-Pfade nutzen, um die Absicht eines Benutzers auszuführen, oder ausgeklügelte Drittanbieter, auch bekannt als Solver, nutzen, um dem Benutzer eine verbesserte UX zu bieten, indem einige Sicherheitsgarantien beeinträchtigt werden. Die nächsten beiden Entwurfsentscheidungen ergeben sich, wenn wir Solver in ein CAF-Framework einbinden, und beziehen sich auf Informationen.
Ein Intent besteht aus zwei Arten von extrahierbaren Werten (EV): EV_ordering und EV_signal. EV_ordering ist ein Blockchain-spezifischer Wert, der in der Regel von Entitäten extrahiert wird, die Benutzeraufträge ausführen, wie Blockbuilder oder Prüfer. Auf der anderen Seite stellt EV_signal den Wert dar, der jeder Entität zugänglich ist, die die Order beachtet, bevor sie offiziell in der Blockchain aufgezeichnet wird.
Unterschiedliche Nutzerabsichten haben unterschiedliche Verteilungen zwischen EV_ordering und EV_signal. Zum Beispiel hat die Absicht, Münzen auf einem DEX zu tauschen, in der Regel eine hohe EV_ordering, aber eine niedrige EV_signal. Umgekehrt hat eine eingehende Hack-Transaktion eine höhere Komponente von EV_signal, da sie beim Front-Running deutlich mehr Wert zurückgibt als bei der Ausführung. Es ist wichtig zu beachten, dass EV_signal manchmal negativ sein kann, z. B. im Fall von Trades von Market Makern, bei denen Unternehmen, die diese Aufträge ausführen, Verluste erleiden können, da ein Market Maker die zukünftigen Marktbedingungen besser versteht.
Wenn jemand die Möglichkeit hat, die Absicht eines Benutzers im Voraus zu beobachten, kann er sich auf Front-Running einlassen, was zu Wertverlusten führt. Darüber hinaus schafft das Potenzial, dass EV_signal negativ sind, ein Wettbewerbsumfeld unter den Solvern, was dazu führt, dass sie niedrigere Gebote abgeben und zu weiteren Wertverlusten (auch bekannt als adverse selection) führen. Letztendlich wirken sich Leckagen auf den Benutzer aus, indem sie entweder die Gebühren erhöhen oder ungünstigere Preise anbieten. Beachten Sie, dass niedrige Gebühren oder Preisverbesserungen zwei Seiten derselben Coin sind und im Rest des Artikels austauschbar verwendet werden.
Es gibt 3 Methoden, um Informationen mit Solvern zu teilen:
Die CAF muss auch entscheiden, wie viele und welche Bieter an der Auktion teilnehmen dürfen. Im Großen und Ganzen gibt es folgende Optionen:
Sobald eine Wallet eine Reihe von Transaktionen signiert hat, müssen diese auf der Blockchain ausgeführt werden. Cross-Chain-Transaktionen wandeln den Abwicklungsprozess von atomar in asynchron um. Während die ersten Transaktionen ausgeführt und bestätigt werden, kann sich der Status in der Zielkette ändern, was möglicherweise zu Transaktionsfehlern führt. In diesem Unterabschnitt werden die Kompromisse zwischen den Kosten für Sicherheit, Bestätigungszeit und Ausführungsgarantie untersucht.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Ausführung der beabsichtigten Transaktion auf der Zielkette von der Transaktionseinschlussmechanik der Zielkette abhängt. Dazu gehören unter anderem die Möglichkeit, eine Transaktion zu zensieren, und der Gebührenmechanismus der Zielkette. Wir glauben, dass die Wahl der Zielkette eine Entscheidung für die dApp ist und werden sie über den Rahmen dieses Artikels hinaus berücksichtigen.
Zwei Blockchains mit unterschiedlichen Zuständen und Konsensmechanismen benötigen ein Mittelsmann, z. B. ein Oracle, um den Informationsaustausch zwischen ihnen zu erleichtern. Orakel dienen als Relais für Informationen zwischen Ketten. Dazu gehört die Überprüfung von Situationen, wie z. B. das Sperren von Geldern in einem Treuhandkonto Konto für ein Sperren und Mint' Bridge' oder das Bestätigen des Token-Guthabens eines Benutzers in der Ursprungskette für die Teilnahme an Governance-Abstimmungen in der Zielkette.
Orakel übertragen Informationen zwischen Ketten mit der Geschwindigkeit der langsamsten Kette. Dies ist notwendig, um das Reorg-Risiko zu managen, da das Oracle auf einen Konsens über die Ursprungskette warten muss. Betrachten wir ein Szenario, in dem ein Benutzer von der Ursprungskette zur Zielkette Bridge' USDC möchte. Zu diesem Zweck sperrt der Benutzer sein Geld in einem Treuhandkonto. Wenn das Oracle jedoch nicht auf genügend Bestätigungen wartet und mit der Mint' von Token für den Benutzer auf der Zielkette fortfährt, kann ein Problem auftreten. Wenn der Benutzer im Falle einer Neuorganisation seine Treuhandtransaktion überschreibt, hat das Oracle doppelte Ausgaben.
Es gibt zwei Arten von Orakeln:
In einer Multi-Chain-Welt sind die Token- und Gebührensalden der Nutzer über alle Netzwerke verteilt. Vor jeder Cross-Chain Operation muss der Benutzer eine Bridge' von der Ursprungskette zur Zielkette schlagen. Derzeit gibt es 34 aktive Bridges mit einem kombinierten TVL von 7,7 Mrd. $ und einem Überbrückungswert von Volumen von 8,6 Mrd. $ in den letzten 30 Tagen.
Das Überbrücken von Token ist ein Fall von Wertübertragung. Dies schafft die Möglichkeit, spezialisierte Dritte zu beauftragen, die sich im Kapitalmanagement auszeichnen und bereit sind, das Reorganisationsrisiko zu übernehmen, wodurch die Kosten und der Zeitaufwand für Benutzertransaktionen reduziert werden.
Es gibt 2 Arten von Brücken:
Bei beiden Arten von Brücken fallen Liquiditätskosten an, die vom Nutzer bezahlt werden müssen. Bei Lock- und Mint-Brücken sind die Liquiditätskosten beim Wechsel vom gewickelten Token zum gewünschten Token (USDC.e zu USDC) auf der Zielkette, während bei Liquiditätsbrücken die Liquiditätskosten beim Wechsel vom Token auf der Ursprungskette zum Token auf der Zielkette liegen.
Die obigen 5 Designentscheidungen geben dem cross-chain Trilemma Aufstieg. Ein CAF muss sich für 2 Eigenschaften entscheiden: Ausführungsgarantie, niedrige Gebühren und Ausführungsgeschwindigkeit.
Um diesen Artikel zu schreiben, haben wir mehr als 20 verschiedene Designs von Teams untersucht, die sowohl explizit als auch implizit an der Kettenabstraktion arbeiten. In diesem Abschnitt besprechen wir sechs unabhängige CA-Implementierungen, von denen wir glauben, dass sie inhärente Effizienz und Produktmarkttauglichkeit aufweisen. Diese Designs haben das Potenzial, miteinander komponiert zu werden, wenn sie richtig aufgebaut sind.
Eine wichtige Erkenntnis aus dieser Übung ist, dass wir einen gemeinsamen Standard für den Ausdruck von Cross-Chain-Absichten benötigen. Jedes der Teams arbeitet an seinen eigenen Methoden und Protokollen für die Codierung von Benutzerabsichten. Die Vereinheitlichung hin zu einem Standard verbessert das Verständnis der Benutzer für die von ihnen signierte Nachricht, erleichtert es Solvern und Orakeln, diese Absichten zu verstehen, und vereinfacht die Integration mit Wallets.
Token Gesalbte Brücken
Auf das Ökosystem abgestimmte Bridge'
Solver-Preiswettbewerb
Wallet gesteuertes Messaging
Solver-Geschwindigkeitswettbewerb
Exklusive Batch-Auktionen
Zweck
Günstige Cross-Chain-Überweisungen
Cross-Chain-Nachrichtenaufruf
Günstige Cross-Chain-Swaps
Cross-Chain-Nachrichtenaufruf
Schnelle Cross-Chain-Übertragungen
Cross-Chain-Nachrichtenaufruf
Beispiele
CCTP, CCIP, xERC20
AggLayer, Superchain, IBC
Bungee, Jumper, Uniswap X
Alfred, Avocado, in der Nähe des Kontos
Quer, Orbiter
Na
Brieftasche
jegliche
jegliche
Hängt von der Implementierung ab
AA oder richtlinienbasiert
jegliche
jegliche
Weitergegebene Informationen
Öffentlich
Öffentlich
Hängt von der Implementierung ab
Hängt von der Implementierung ab
Alle oder keine
nichts
Liste "Solver"
Hängt von der Implementierung ab
Hängt von der Implementierung ab
Geschlossener Zugang
Hängt von der Implementierung ab
Hängt von der Implementierung ab
ausschließlich
Orakel
Im Protokoll
Im Protokoll
Außerhalb des Protokolls
Außerhalb des Protokolls
Außerhalb des Protokolls
Außerhalb des Protokolls
Token Bridging
Burn und Mint'
Schloss und Mint'
Abhängig vom Solver
Abhängig vom Solver
Liquidität Bridge'
Hängt von der Implementierung ab
Es gibt einen Sonderfall von Sperre und Mint' Bridge', der die Liquiditätskosten nicht zahlt, auch als Burn und Mint' Bridge' bezeichnet (z. USDC CCTP). Das Token-Team salbt eine kanonische Token-Adresse auf jeder Kette, während die Bridge' die Befugnis hat, den Token zu Mint', d.h. den Token, den der Benutzer benötigt, zu prägen.
Wenn Sie die Augen fest genug zusammenkneifen, ist ein Burn and Mint' Bridge' vergleichbar mit einer cross-chain-Übertragung mit der Geschwindigkeit von genügend Blockbestätigungen. xERC20 ist ein solcher Standard, um kanonische Token und ihre autorisierten Bridges auf Zielketten zu salben. Eine Token-gesalbte Bridge' ist ein Beispiel für einen In-Protokoll-Pfad, dh sie geht Kompromisse bei der Geschwindigkeit für die Ausführungsgarantie und niedrige Gebühren ein, z. B. CCTP benötigt 20 Minuten, um eine Übertragung auszuführen.
Eine auf das Ökosystem abgestimmte Bridge' ermöglicht die Übertragung beliebiger Nachrichten zwischen Ketten innerhalb desselben Ökosystems. Es fällt unter die Kategorie der In-Protokoll-Pfade, die der Ausführungsgarantie und niedrigen Gebühren Vorrang vor der Geschwindigkeit geben. Beispiele hierfür sind Cosmos IBC, Polygon AggLayer und Optimism Superchain.
Vor drei Jahren stand das Cosmos-Ökosystem vor ähnlichen Herausforderungen wie Ethereum heute. Die Liquidität war über Ketten hinweg fragmentiert, jede Kette hatte ihren eigenen Gebühren-Token und die Verwaltung von Multi-Chain-Konten war umständlich. Das Cosmos-Ökosystem löste diese Probleme durch die Implementierung von In-Protokoll Message-Passing Bridges über IBC, was zu nahtlosen Multi-Chain-Konten und cross-chain Transfers führte.
Das Kosmos-Ökosystem besteht aus unabhängigen Ketten mit souveräner Sicherheit und schneller Endgültigkeit, wodurch der Protokoll-Pfad für Cross-Chain Messaging sehr schnell ist. Auf der anderen Seite hängt das Rollup-Ökosystem vom Ablauf des Challenge-Zeitraums ab (Optimistic Rollups) oder dem Commit von zk-proofs (Validity Rollups) für die Finalität. In-Protokoll-Pfade für die Übertragung von Nachrichten über Ökosysteme hinweg sind aufgrund dieser Finalitätseinschränkungen langsam.
Bei einem Solver-Preiswettbewerb werden Order Informationen mit allen Solvern geteilt. Solver zielen darauf ab, den Erwartungswert (EV), der durch die Absicht des Order generiert wird, einzubeziehen und den Benutzern zur Verfügung zu stellen. Die Auswahl des Gewinner-Solvers im System basiert auf der Maximierung der Verbesserung des Benutzerpreises. Dieses Design birgt jedoch das Risiko der Nichtausführung und erfordert zusätzliche Mechanismen, um die zuverlässige Einbeziehung von Aufträgen zu gewährleisten. Beispiele für solche Mechanismen sind Uniswap X, Bungee und Jumper.
Wallet koordiniertes Messaging nutzen die Funktionen von AA oder richtlinienbasierten Wallets, um ein cross-chain Erlebnis zu bieten, das mit jedem Intent-Typ kompatibel ist. Es dient als ultimativer CA-Aggregator, der Benutzerabsichten zwischen verschiedenen CA-Designs umleitet, um bestimmte Absichten zu berücksichtigen. Beispiele hierfür sind Avocado Wallet, Near Account Aggregator und Metamask Portfolio.
Beachten Sie, dass das Krypto-Ökosystem in den letzten zehn Jahren gelernt hat, dass die Beziehung zwischen einem Benutzer und seiner Wallet sehr klebrig ist. Ich persönlich verspüre eine tödliche Angst, wenn ich daran denke, meine Eselsbrücke von Metamask auf eine andere Wallet zu migrieren. Dies ist auch der Grund, warum EIP-4337 auch nach 2,5 Jahren und mit Unterstützung von Vitalik Buterin selbst minimale Akzeptanz gefunden hat. Obwohl neuere Versionen von Wallet-Protokollen dem Benutzer einen besseren Preis (Kontoabstraktion) oder eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit (richtlinienbasierte Wallets) bieten können, ist die Migration des Benutzers von seinen aktuellen Wallets eine schwierige Aufgabe.
Der Solver-Geschwindigkeitswettbewerb ermöglicht es Benutzern, ihre Absichten für bestimmte cross-chain Übergänge für hohe Ausführungsgarantien auszudrücken. Es hilft den Benutzern nicht bei der Minimierung von Gebühren, sondern bietet stattdessen einen zuverlässigen Kanal für die Einbeziehung komplexer Transaktionen. Der erste Solver, der die Absicht basierend auf den Gebühren für den Blockersteller oder der Einschlussgeschwindigkeit ausführt, gewinnt die Absicht.
Das Design zielt darauf ab, eine hohe Einschlussrate zu erreichen, indem die von Solvern erfasste EV maximiert wird. Dies geht jedoch auf Kosten der Zentralisierung, da es auf ein ausgeklügeltes Kapitalmanagement im Ethereum Mainnet oder eine Ausführung mit geringer Latenzzeit auf L2s angewiesen ist.
Eine exklusive Batch-Auktion enthält eine Auktion für die exklusiven Rechte zum Ausführen des gesamten Order Flows in einem Zeitfenster für einen einzelnen Solver. Da andere Solver die Aufträge nicht sehen können, geben sie das Gebot auf der Grundlage der prognostizierten Marktvolatilität und ihrer durchschnittlichen Ausführungsqualität ab. Exklusive Batch-Auktionen hängen von einem Backstop in Order ab, um gute Benutzerpreise zu gewährleisten, und können daher nicht zur Preisverbesserung verwendet werden. Das Senden des gesamten Auftragsflusses an einen einzigen Order eliminiert Informationslecks und verbessert die Ausführungsgarantien.
Chain Abstraction Frameworks (CAFs) versprechen eine nahtlose cross-chain Interaktion mit Benutzern. In diesem Artikel haben wir Entwürfe in der Produktion und in der Entwicklung von mehreren Teams untersucht, die explizit oder implizit versuchen, eine Lösung für die Kettenabstraktion zu finden. Wir glauben, dass dies das Jahr der CAFs sein wird und erwarten in den nächsten 6 bis 12 Monaten einen erheblichen Wettbewerb zwischen verschiedenen Designs und deren Implementierungen.
Wertübertragung
Informationsvermittlung
Pfade im Protokoll
Token-gesalbte Bridge'
Auf das Ökosystem abgestimmte Bridge'
Solver-Aggregation
Solver-Preiswettbewerb
Koordiniertes Wallet Messaging
Ausführungswettbewerb
Solver-Geschwindigkeitswettbewerb
Exklusive Batch-Auktionen
Cross-Chain-Werttransfers werden über eine Kombination aus Token-gesalbten Bridges für niedrige Gebühren und Solver-Speed- oder Preiswettbewerben für Geschwindigkeit und Ausführung geleitet. Während die Informationsübertragungen über eine Kombination aus auf das Ökosystem abgestimmten Nachrichtenbrücken geleitet werden, die darauf abzielen, die Kosten für die Benutzer zu minimieren, und über die von der Brieftasche kontrollierten Plattformen, die die Geschwindigkeit maximieren. Die endgültigen Implementierungen werden sich um diese sechs unterschiedlichen Designs gruppieren, da sie jeweils unabhängige Anforderungen erfüllen und von Effizienzsteigerungen profitieren, die in verschiedenen Ecken der Tradeoff-Matrix bestehen.
Eine wichtige Erkenntnis aus dieser Übung ist, dass wir einen gemeinsamen Standard für den Ausdruck von Cross-Chain-Absichten benötigen. Mehrere Teams arbeiten an ihren individuellen Protokollen für die Codierung von Benutzerabsichten, die zu doppelter Arbeit führen. Die Vereinheitlichung hin zu einem Standard verbessert das Verständnis der Benutzer für die Nachricht, die sie signieren, erleichtert es Solvern und Orakeln, mit Absichten zu arbeiten, und vereinfacht die Integration mit Wallets.
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Im Jahr 2020 wurde das Ethereum Netzwerk auf eine Rollup-zentrierte Roadmap für die Skalierung umgestellt. Vier Jahre nach dieser Entscheidung sind bereits mehr als 50 Rollups (L2s) in Produktion. Während Rollups die dringend benötigte horizontale Skalierung für den EVM Blockspace bieten, hat es die Benutzererfahrung völlig ruiniert.
Benutzer sollten sich weder darum kümmern noch wissen, mit welchem Rollup sie interagieren. Wenn Krypto-Benutzer wissen, mit welchem Rollup (Optimism oder Base) sie interagieren, ist dies gleichbedeutend mit Web2-Benutzern, die wissen, mit welchem Cloud-Anbieter (AWS oder GCP) sie interagieren. Kettenabstraktion ist eine Vision, bei der Ketteninformationen vom Benutzer abstrahiert werden. Der Benutzer verbindet nur seine Wallet mit einer dApp und signiert für den beabsichtigten Vorgang, die Details der Sicherstellung, dass der Benutzer das richtige Guthaben auf der Zielkette hat, und dann erfolgt die Ausführung der beabsichtigten Operation hinter den Kulissen.
Im Laufe dieses Artikels werden wir feststellen, dass die Kettenabstraktion ein wirklich multidisziplinäres Problem ist. Interaktionen mit der Anwendungs-Schicht, der Berechtigungsschicht, der Solver-Ebene und der Abrechnung. Wir stellen das Chain Abstraction Key Elements (CAKE 🎂) Framework vor und tauchen dann tiefer in die Design-Kompromisse von Kettenabstraktionssystemen ein.
In einer kettenabstrahierten Welt geht ein Benutzer auf eine dApps-Website, verbindet seine Wallet, signiert die beabsichtigte Operation und wartet auf eine eventuelle Abrechnung. Die gesamte Komplexität des Erwerbs der erforderlichen Vermögenswerte für die Zielkette und die endgültige Abrechnung wird vom Benutzer abstrahiert und geschieht in Infrastrukturschichten des CAKE. Es gibt drei Infrastrukturebenen des CAKE:
Das Erreichen von Chain-Abstraktion bedeutet, die oben genannten drei Infrastrukturebenen zu einem einheitlichen Produkt zu kombinieren. Eine wichtige Erkenntnis bei der Kombination dieser Ebenen ist der Unterschied zwischen der Übertragung von Informationen und der Übertragung von Werten. Die Übertragung von Informationen zwischen Ketten sollte verlustfrei erfolgen und erfordert daher das Vertrauen in die sichersten Pfade. Angenommen, ein Benutzer versucht, bei einer Governance-Abstimmung von einer Kette zur anderen mit Ja abzustimmen, möchte er nicht, dass seine Stimme in ein "Vielleicht" umgewandelt wird. Auf der anderen Seite kann die Übertragung von Werten je nach Benutzerpräferenz verlustbehaftet sein. Ein ausgeklügelter Drittanbieter kann genutzt werden, um dem Benutzer einen schnelleren, billigeren oder garantierten Werttransfer zu ermöglichen. Beachten Sie, dass 95% des Ethereum-Blockspace (gewichtet nach den an die Prüfer gezahlten Gebühren) für die Übertragung von Werten verbraucht wird.
Die oben genannten drei Ebenen stellen wichtige Designentscheidungen vor, die von einem CAF getroffen werden müssen. Sie beziehen sich darauf, wer die Macht über die Ausführung der Absicht kontrolliert, welche Informationen den Solvern offengelegt werden sollten und welche Abwicklungswege den Solvern zur Verfügung stehen. Schauen wir uns jeden von ihnen im Detail an.
Die Berechtigungsschicht enthält den privaten Schlüssel für den Benutzer und signiert Nachrichten in seinem Namen, die dann on-chain als Transaktionen ausgeführt werden. Eine CAF muss Signaturschemata und Transaktionsnutzlasten für alle Zielketten Unterstützung, die sie Unterstützung möchte. Zum Beispiel wird eine Wallet, die das ECDSA Signing Scheme und den EVM Transaktionsstandard unterstützt, auf Ethereum, seine L2s und seine Sidechains (z. B. Metamask Wallet) beschränkt sein. Auf der anderen Seite kann eine Wallet, die sowohl EVM als auch SVM (Solana VM) unterstützt, beide Ökosysteme Unterstützung (z. B. Phantom-Wallet). Es ist wichtig zu beachten, dass dieselbe Eselsbrücke verwendet werden kann, um Wallets sowohl auf EVM als auch auf SVM-Chains zu generieren.
Eine einzelne Multi-Chain-Transaktion besteht aus mehreren Teiltransaktionen, die in der richtigen Order ausgeführt werden müssen. Diese Teiltransaktionen müssen auf mehreren Ketten ausgeführt werden, jede mit ihren eigenen zeitvariablen Gebühren und Nonce. Die Art und Weise, wie die Koordination und Abrechnung dieser Teiltransaktionen erfolgt, ist eine entscheidende Entwurfsentscheidung für die Berechtigungsschicht.
Sobald ein Benutzer seine Absicht gepostet hat, werden in der Lösungsebene eine Gebühr und eine Bestätigungszeit an den Benutzer zurückgegeben. Dieses Problem steht in engem Zusammenhang mit dem Entwerfen einer Order Flow Auction und wurde ausführlich beschrieben hier. Ein CAF kann entweder In-Protokoll-Pfade nutzen, um die Absicht eines Benutzers auszuführen, oder ausgeklügelte Drittanbieter, auch bekannt als Solver, nutzen, um dem Benutzer eine verbesserte UX zu bieten, indem einige Sicherheitsgarantien beeinträchtigt werden. Die nächsten beiden Entwurfsentscheidungen ergeben sich, wenn wir Solver in ein CAF-Framework einbinden, und beziehen sich auf Informationen.
Ein Intent besteht aus zwei Arten von extrahierbaren Werten (EV): EV_ordering und EV_signal. EV_ordering ist ein Blockchain-spezifischer Wert, der in der Regel von Entitäten extrahiert wird, die Benutzeraufträge ausführen, wie Blockbuilder oder Prüfer. Auf der anderen Seite stellt EV_signal den Wert dar, der jeder Entität zugänglich ist, die die Order beachtet, bevor sie offiziell in der Blockchain aufgezeichnet wird.
Unterschiedliche Nutzerabsichten haben unterschiedliche Verteilungen zwischen EV_ordering und EV_signal. Zum Beispiel hat die Absicht, Münzen auf einem DEX zu tauschen, in der Regel eine hohe EV_ordering, aber eine niedrige EV_signal. Umgekehrt hat eine eingehende Hack-Transaktion eine höhere Komponente von EV_signal, da sie beim Front-Running deutlich mehr Wert zurückgibt als bei der Ausführung. Es ist wichtig zu beachten, dass EV_signal manchmal negativ sein kann, z. B. im Fall von Trades von Market Makern, bei denen Unternehmen, die diese Aufträge ausführen, Verluste erleiden können, da ein Market Maker die zukünftigen Marktbedingungen besser versteht.
Wenn jemand die Möglichkeit hat, die Absicht eines Benutzers im Voraus zu beobachten, kann er sich auf Front-Running einlassen, was zu Wertverlusten führt. Darüber hinaus schafft das Potenzial, dass EV_signal negativ sind, ein Wettbewerbsumfeld unter den Solvern, was dazu führt, dass sie niedrigere Gebote abgeben und zu weiteren Wertverlusten (auch bekannt als adverse selection) führen. Letztendlich wirken sich Leckagen auf den Benutzer aus, indem sie entweder die Gebühren erhöhen oder ungünstigere Preise anbieten. Beachten Sie, dass niedrige Gebühren oder Preisverbesserungen zwei Seiten derselben Coin sind und im Rest des Artikels austauschbar verwendet werden.
Es gibt 3 Methoden, um Informationen mit Solvern zu teilen:
Die CAF muss auch entscheiden, wie viele und welche Bieter an der Auktion teilnehmen dürfen. Im Großen und Ganzen gibt es folgende Optionen:
Sobald eine Wallet eine Reihe von Transaktionen signiert hat, müssen diese auf der Blockchain ausgeführt werden. Cross-Chain-Transaktionen wandeln den Abwicklungsprozess von atomar in asynchron um. Während die ersten Transaktionen ausgeführt und bestätigt werden, kann sich der Status in der Zielkette ändern, was möglicherweise zu Transaktionsfehlern führt. In diesem Unterabschnitt werden die Kompromisse zwischen den Kosten für Sicherheit, Bestätigungszeit und Ausführungsgarantie untersucht.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Ausführung der beabsichtigten Transaktion auf der Zielkette von der Transaktionseinschlussmechanik der Zielkette abhängt. Dazu gehören unter anderem die Möglichkeit, eine Transaktion zu zensieren, und der Gebührenmechanismus der Zielkette. Wir glauben, dass die Wahl der Zielkette eine Entscheidung für die dApp ist und werden sie über den Rahmen dieses Artikels hinaus berücksichtigen.
Zwei Blockchains mit unterschiedlichen Zuständen und Konsensmechanismen benötigen ein Mittelsmann, z. B. ein Oracle, um den Informationsaustausch zwischen ihnen zu erleichtern. Orakel dienen als Relais für Informationen zwischen Ketten. Dazu gehört die Überprüfung von Situationen, wie z. B. das Sperren von Geldern in einem Treuhandkonto Konto für ein Sperren und Mint' Bridge' oder das Bestätigen des Token-Guthabens eines Benutzers in der Ursprungskette für die Teilnahme an Governance-Abstimmungen in der Zielkette.
Orakel übertragen Informationen zwischen Ketten mit der Geschwindigkeit der langsamsten Kette. Dies ist notwendig, um das Reorg-Risiko zu managen, da das Oracle auf einen Konsens über die Ursprungskette warten muss. Betrachten wir ein Szenario, in dem ein Benutzer von der Ursprungskette zur Zielkette Bridge' USDC möchte. Zu diesem Zweck sperrt der Benutzer sein Geld in einem Treuhandkonto. Wenn das Oracle jedoch nicht auf genügend Bestätigungen wartet und mit der Mint' von Token für den Benutzer auf der Zielkette fortfährt, kann ein Problem auftreten. Wenn der Benutzer im Falle einer Neuorganisation seine Treuhandtransaktion überschreibt, hat das Oracle doppelte Ausgaben.
Es gibt zwei Arten von Orakeln:
In einer Multi-Chain-Welt sind die Token- und Gebührensalden der Nutzer über alle Netzwerke verteilt. Vor jeder Cross-Chain Operation muss der Benutzer eine Bridge' von der Ursprungskette zur Zielkette schlagen. Derzeit gibt es 34 aktive Bridges mit einem kombinierten TVL von 7,7 Mrd. $ und einem Überbrückungswert von Volumen von 8,6 Mrd. $ in den letzten 30 Tagen.
Das Überbrücken von Token ist ein Fall von Wertübertragung. Dies schafft die Möglichkeit, spezialisierte Dritte zu beauftragen, die sich im Kapitalmanagement auszeichnen und bereit sind, das Reorganisationsrisiko zu übernehmen, wodurch die Kosten und der Zeitaufwand für Benutzertransaktionen reduziert werden.
Es gibt 2 Arten von Brücken:
Bei beiden Arten von Brücken fallen Liquiditätskosten an, die vom Nutzer bezahlt werden müssen. Bei Lock- und Mint-Brücken sind die Liquiditätskosten beim Wechsel vom gewickelten Token zum gewünschten Token (USDC.e zu USDC) auf der Zielkette, während bei Liquiditätsbrücken die Liquiditätskosten beim Wechsel vom Token auf der Ursprungskette zum Token auf der Zielkette liegen.
Die obigen 5 Designentscheidungen geben dem cross-chain Trilemma Aufstieg. Ein CAF muss sich für 2 Eigenschaften entscheiden: Ausführungsgarantie, niedrige Gebühren und Ausführungsgeschwindigkeit.
Um diesen Artikel zu schreiben, haben wir mehr als 20 verschiedene Designs von Teams untersucht, die sowohl explizit als auch implizit an der Kettenabstraktion arbeiten. In diesem Abschnitt besprechen wir sechs unabhängige CA-Implementierungen, von denen wir glauben, dass sie inhärente Effizienz und Produktmarkttauglichkeit aufweisen. Diese Designs haben das Potenzial, miteinander komponiert zu werden, wenn sie richtig aufgebaut sind.
Eine wichtige Erkenntnis aus dieser Übung ist, dass wir einen gemeinsamen Standard für den Ausdruck von Cross-Chain-Absichten benötigen. Jedes der Teams arbeitet an seinen eigenen Methoden und Protokollen für die Codierung von Benutzerabsichten. Die Vereinheitlichung hin zu einem Standard verbessert das Verständnis der Benutzer für die von ihnen signierte Nachricht, erleichtert es Solvern und Orakeln, diese Absichten zu verstehen, und vereinfacht die Integration mit Wallets.
Token Gesalbte Brücken
Auf das Ökosystem abgestimmte Bridge'
Solver-Preiswettbewerb
Wallet gesteuertes Messaging
Solver-Geschwindigkeitswettbewerb
Exklusive Batch-Auktionen
Zweck
Günstige Cross-Chain-Überweisungen
Cross-Chain-Nachrichtenaufruf
Günstige Cross-Chain-Swaps
Cross-Chain-Nachrichtenaufruf
Schnelle Cross-Chain-Übertragungen
Cross-Chain-Nachrichtenaufruf
Beispiele
CCTP, CCIP, xERC20
AggLayer, Superchain, IBC
Bungee, Jumper, Uniswap X
Alfred, Avocado, in der Nähe des Kontos
Quer, Orbiter
Na
Brieftasche
jegliche
jegliche
Hängt von der Implementierung ab
AA oder richtlinienbasiert
jegliche
jegliche
Weitergegebene Informationen
Öffentlich
Öffentlich
Hängt von der Implementierung ab
Hängt von der Implementierung ab
Alle oder keine
nichts
Liste "Solver"
Hängt von der Implementierung ab
Hängt von der Implementierung ab
Geschlossener Zugang
Hängt von der Implementierung ab
Hängt von der Implementierung ab
ausschließlich
Orakel
Im Protokoll
Im Protokoll
Außerhalb des Protokolls
Außerhalb des Protokolls
Außerhalb des Protokolls
Außerhalb des Protokolls
Token Bridging
Burn und Mint'
Schloss und Mint'
Abhängig vom Solver
Abhängig vom Solver
Liquidität Bridge'
Hängt von der Implementierung ab
Es gibt einen Sonderfall von Sperre und Mint' Bridge', der die Liquiditätskosten nicht zahlt, auch als Burn und Mint' Bridge' bezeichnet (z. USDC CCTP). Das Token-Team salbt eine kanonische Token-Adresse auf jeder Kette, während die Bridge' die Befugnis hat, den Token zu Mint', d.h. den Token, den der Benutzer benötigt, zu prägen.
Wenn Sie die Augen fest genug zusammenkneifen, ist ein Burn and Mint' Bridge' vergleichbar mit einer cross-chain-Übertragung mit der Geschwindigkeit von genügend Blockbestätigungen. xERC20 ist ein solcher Standard, um kanonische Token und ihre autorisierten Bridges auf Zielketten zu salben. Eine Token-gesalbte Bridge' ist ein Beispiel für einen In-Protokoll-Pfad, dh sie geht Kompromisse bei der Geschwindigkeit für die Ausführungsgarantie und niedrige Gebühren ein, z. B. CCTP benötigt 20 Minuten, um eine Übertragung auszuführen.
Eine auf das Ökosystem abgestimmte Bridge' ermöglicht die Übertragung beliebiger Nachrichten zwischen Ketten innerhalb desselben Ökosystems. Es fällt unter die Kategorie der In-Protokoll-Pfade, die der Ausführungsgarantie und niedrigen Gebühren Vorrang vor der Geschwindigkeit geben. Beispiele hierfür sind Cosmos IBC, Polygon AggLayer und Optimism Superchain.
Vor drei Jahren stand das Cosmos-Ökosystem vor ähnlichen Herausforderungen wie Ethereum heute. Die Liquidität war über Ketten hinweg fragmentiert, jede Kette hatte ihren eigenen Gebühren-Token und die Verwaltung von Multi-Chain-Konten war umständlich. Das Cosmos-Ökosystem löste diese Probleme durch die Implementierung von In-Protokoll Message-Passing Bridges über IBC, was zu nahtlosen Multi-Chain-Konten und cross-chain Transfers führte.
Das Kosmos-Ökosystem besteht aus unabhängigen Ketten mit souveräner Sicherheit und schneller Endgültigkeit, wodurch der Protokoll-Pfad für Cross-Chain Messaging sehr schnell ist. Auf der anderen Seite hängt das Rollup-Ökosystem vom Ablauf des Challenge-Zeitraums ab (Optimistic Rollups) oder dem Commit von zk-proofs (Validity Rollups) für die Finalität. In-Protokoll-Pfade für die Übertragung von Nachrichten über Ökosysteme hinweg sind aufgrund dieser Finalitätseinschränkungen langsam.
Bei einem Solver-Preiswettbewerb werden Order Informationen mit allen Solvern geteilt. Solver zielen darauf ab, den Erwartungswert (EV), der durch die Absicht des Order generiert wird, einzubeziehen und den Benutzern zur Verfügung zu stellen. Die Auswahl des Gewinner-Solvers im System basiert auf der Maximierung der Verbesserung des Benutzerpreises. Dieses Design birgt jedoch das Risiko der Nichtausführung und erfordert zusätzliche Mechanismen, um die zuverlässige Einbeziehung von Aufträgen zu gewährleisten. Beispiele für solche Mechanismen sind Uniswap X, Bungee und Jumper.
Wallet koordiniertes Messaging nutzen die Funktionen von AA oder richtlinienbasierten Wallets, um ein cross-chain Erlebnis zu bieten, das mit jedem Intent-Typ kompatibel ist. Es dient als ultimativer CA-Aggregator, der Benutzerabsichten zwischen verschiedenen CA-Designs umleitet, um bestimmte Absichten zu berücksichtigen. Beispiele hierfür sind Avocado Wallet, Near Account Aggregator und Metamask Portfolio.
Beachten Sie, dass das Krypto-Ökosystem in den letzten zehn Jahren gelernt hat, dass die Beziehung zwischen einem Benutzer und seiner Wallet sehr klebrig ist. Ich persönlich verspüre eine tödliche Angst, wenn ich daran denke, meine Eselsbrücke von Metamask auf eine andere Wallet zu migrieren. Dies ist auch der Grund, warum EIP-4337 auch nach 2,5 Jahren und mit Unterstützung von Vitalik Buterin selbst minimale Akzeptanz gefunden hat. Obwohl neuere Versionen von Wallet-Protokollen dem Benutzer einen besseren Preis (Kontoabstraktion) oder eine verbesserte Benutzerfreundlichkeit (richtlinienbasierte Wallets) bieten können, ist die Migration des Benutzers von seinen aktuellen Wallets eine schwierige Aufgabe.
Der Solver-Geschwindigkeitswettbewerb ermöglicht es Benutzern, ihre Absichten für bestimmte cross-chain Übergänge für hohe Ausführungsgarantien auszudrücken. Es hilft den Benutzern nicht bei der Minimierung von Gebühren, sondern bietet stattdessen einen zuverlässigen Kanal für die Einbeziehung komplexer Transaktionen. Der erste Solver, der die Absicht basierend auf den Gebühren für den Blockersteller oder der Einschlussgeschwindigkeit ausführt, gewinnt die Absicht.
Das Design zielt darauf ab, eine hohe Einschlussrate zu erreichen, indem die von Solvern erfasste EV maximiert wird. Dies geht jedoch auf Kosten der Zentralisierung, da es auf ein ausgeklügeltes Kapitalmanagement im Ethereum Mainnet oder eine Ausführung mit geringer Latenzzeit auf L2s angewiesen ist.
Eine exklusive Batch-Auktion enthält eine Auktion für die exklusiven Rechte zum Ausführen des gesamten Order Flows in einem Zeitfenster für einen einzelnen Solver. Da andere Solver die Aufträge nicht sehen können, geben sie das Gebot auf der Grundlage der prognostizierten Marktvolatilität und ihrer durchschnittlichen Ausführungsqualität ab. Exklusive Batch-Auktionen hängen von einem Backstop in Order ab, um gute Benutzerpreise zu gewährleisten, und können daher nicht zur Preisverbesserung verwendet werden. Das Senden des gesamten Auftragsflusses an einen einzigen Order eliminiert Informationslecks und verbessert die Ausführungsgarantien.
Chain Abstraction Frameworks (CAFs) versprechen eine nahtlose cross-chain Interaktion mit Benutzern. In diesem Artikel haben wir Entwürfe in der Produktion und in der Entwicklung von mehreren Teams untersucht, die explizit oder implizit versuchen, eine Lösung für die Kettenabstraktion zu finden. Wir glauben, dass dies das Jahr der CAFs sein wird und erwarten in den nächsten 6 bis 12 Monaten einen erheblichen Wettbewerb zwischen verschiedenen Designs und deren Implementierungen.
Wertübertragung
Informationsvermittlung
Pfade im Protokoll
Token-gesalbte Bridge'
Auf das Ökosystem abgestimmte Bridge'
Solver-Aggregation
Solver-Preiswettbewerb
Koordiniertes Wallet Messaging
Ausführungswettbewerb
Solver-Geschwindigkeitswettbewerb
Exklusive Batch-Auktionen
Cross-Chain-Werttransfers werden über eine Kombination aus Token-gesalbten Bridges für niedrige Gebühren und Solver-Speed- oder Preiswettbewerben für Geschwindigkeit und Ausführung geleitet. Während die Informationsübertragungen über eine Kombination aus auf das Ökosystem abgestimmten Nachrichtenbrücken geleitet werden, die darauf abzielen, die Kosten für die Benutzer zu minimieren, und über die von der Brieftasche kontrollierten Plattformen, die die Geschwindigkeit maximieren. Die endgültigen Implementierungen werden sich um diese sechs unterschiedlichen Designs gruppieren, da sie jeweils unabhängige Anforderungen erfüllen und von Effizienzsteigerungen profitieren, die in verschiedenen Ecken der Tradeoff-Matrix bestehen.
Eine wichtige Erkenntnis aus dieser Übung ist, dass wir einen gemeinsamen Standard für den Ausdruck von Cross-Chain-Absichten benötigen. Mehrere Teams arbeiten an ihren individuellen Protokollen für die Codierung von Benutzerabsichten, die zu doppelter Arbeit führen. Die Vereinheitlichung hin zu einem Standard verbessert das Verständnis der Benutzer für die Nachricht, die sie signieren, erleichtert es Solvern und Orakeln, mit Absichten zu arbeiten, und vereinfacht die Integration mit Wallets.