Pantera合伙人：链间消息传递协议Hyperlane解读

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多链生态系统正在成为加密行业的未来。通过使用前沿技术解决区块链三难困境，alt-L1、rollup和应用程序链正在彻底改变用户与各协议的交互方式。然而，这些变化却给开发人员带来了问题，因为开发人员现在必须在生态系统和应付流动性碎片化问题之间做出选择。每个链都是一个自己的“状态岛”，因此创建一个“跨链”解决方案就要用到不安全的资产互操作性解决方案，或者在每个链上部署一个支持性协议。随着我们逐渐向多链环境过渡，跨链技术也必须进步，才能应对这些变化。加密货币被广泛采用的基础完全在于促成区块链之间的无缝通信和提高开发人员的体验。

为了实现真正的链间（inter-chain）协议，Hyperlane正在区块链之间创建一个网络通信层。开发人员解决方案提供了链间（inter-chain）消息API和适当的SDK和工具，以缩短开发跨链应用所需时间，并让工程师可以将自己的精力主要集中在优化用户体验和安全性上。互联网的起源和现在区块链的发展有许多相似之处。在因特网出现之前，许多分散和封闭的学校、公司和政府都有自己的私有以太网。计算机网络之间的通信并不规范。然后，在1983年，TCP/IP（传输控制协议/互连网络协议）引入了一种新的通信协议，允许公共网络开放和共享。一种通用语言连接了所有网络。与互联网有异曲同工之妙，Hyperlane的模块化和链无关架构允许任何人将一条新链连接到跨链消息传输高速公路。该解决方案为区块链构建了互联网的互联性，并将加速发展加密世界的创新网络效应。

当前现状

资产互操作性解决方案（如桥）已经开发出来，让那些原本无法在各状态间进行交互和同步的链可以相互连接。用户通过在单个区块链上锁定一定数量的数字资产来使用这些解决方案。作为交换，该协议在另一个区块链上存入或铸造与锁定资金相同数量的资产。尽管区块链互操作性不断增强，但桥已经成为黑客攻击的主要蜜罐。事实上，跨链黑客攻击占2022年被盗加密货币总额的69%，造成超过20亿美元的损失。这些解决方案成为了智能合约黑客攻击可能性和攻击规模的二次风险面。当一个桥连接更多链时，保持桥运行所需的智能合约的数量会成倍增加。当前的互操作性解决方案的强大程度依赖于其设计，一但存在设计缺陷就可能造成灾难性后果。

想实现跨链应用，必须克服诸如安全保障不足、可扩展性低和价格高等困难。必须为多链平台设计解决方案，以帮助开发人员构建去中心化金融和经济系统的未来范式。

Hyperlane如何启用跨链应用程序

Hyperlane通过3个关键技术实现跨链应用。

（1）消息传递API

（2）通信权益证明

（3）主权共识

区块链邮箱（Mailbox for blockchains）

与TCP/IP类似，Hyperlane允许用户通过Hyperlane邮箱在各链之间传输和接收信息。每个链有1到n个收件箱用于接收来自其他链的消息，有一个发件箱用于发送消息。Hyperlane邮箱可以配置在任何智能合约链上，允许应用程序发送和接收跨链消息。

发送和接收跨链消息需要三个步骤：

（1）在原链上，应用程序调用发件箱通讯录。用户可以通过指定目标链的收件箱域、收件人地址和消息内容来发送跨链消息。这些消息被插入到发件箱的默克尔树（Merkle tree）中。

（2）原链的验证者签署新的默克尔根（Merkle root）。

（3）中继器通过提交第（2）步签署的默克尔根的默克尔证明（Merkle proof），将消息发送给预期接收者。目标链上的收件箱合约在接收链接收来自收件箱的消息之前对默克尔证明进行验证。

附加欺诈成本

通过一个唯一的验证器集保护来自每个区块链的消息，权益证明（POS）共识方法确保了Hyperlane消息传递的安全。用户可以通过质押代币和委托一个或多个Hyperlane验证者来提供经济安全。验证者负责监督其链上的发件箱合约，并在传输新消息时不断签署默克尔根。如果恶意行为者试图拒绝或过滤消息，可验证的欺诈证明会惩罚其支付罚金或对其进行罚没，从而提高消息传输协议的安全性。

可配置的跨链安全

虽然默认的权益证明提供了经济安全性，但Hyperlane还引入了主权共识防御系统，允许程序员更改应用程序的跨链安全模块（ISM）。ISM是指定应用程序安全模型的智能合约。应用程序可以使用主权共识修改安全模型并去中心化信任假设，以便最好地满足其需求——可设置的参数可具体到交易参数。使用这种技术，安全性从静态解决方案过渡到模块化解决方案。该团队正在为支持未来潜在的安全模型而努力构建，例如，零知识（ZK）证明或许会应用于独立区块链状态，那么Hyperlane则会将零知识证明融入ISM。主权共识维持了顶级的跨链通信性能，同时支持高度定制化的、前沿的安全措施。

举几个当前的ISM例子：

多重签名（multi-sig）配置：这是一种简单的t-of-n安全模型。权益证明合约可以用来改变成员资格，以反映出提供最大经济安全性的Hyperlane验证者。

Optimistic security：这是Optics开发的一种安全方法，将安全性置于活跃度之前。Optimistic ISM嵌入了一个欺诈窗口，在此期间，任何一方都可以停止系统。

动态安全：ISM会根据消息内容或应用程序状态随时间变化改变其配置。

Hyperlane团队

Hyperlane是由设计和实施过众多协议的业内资深人士创立的。Asa Oines、 Nan Chi Hoai和Jon Kol是Hyperlane背后的驱动力，他们的目标是创建安全的通信网络以实现互操作性。Jon曾在Galaxy任职，期间，他管理投资团队，为Solana、FTX和Chaos Labs提供支持。Asa和Nam作为cLabs早期工程团队成员，主导了Celo协议的实施。Hyperlane的创始人得到了Cosmos和IBC的创建者Zaki Manian和Diem的联合创始人Morgan Beller的频频指导。强大的核心团队因拥有谷歌跨分布式系统经验和cLabs协议工程经验的工程师的加入而更加强大。

结论

仅在2021年，就有超过1312家区块链应用初创公司获得了融资。跨链活动迅速增加，让开发人员和消费者不知不觉就接受了与跨链通信相关的安全性问题。随着区块链和生态系统数量的增加，很显然需要开发、集成跨链解决方案，为用户和协议提供安全保障。Hyperlane通过其开发者平台和API，为此提供了必要的基础设施，以支持下一轮成功的跨链应用程序的到来。该协议目前活跃在所有主要的EVM链上，对非EVM链的支持也将很快到来。