跨鏈橋在以太坊 PoS 時代，還有哪些機會？
以太坊質押時代的到來也許會給跨鏈橋的破局發展帶來一種全新的思路。作者：AaaahWeb3
2022 年 9 月中旬，以太坊執行層與權益證明共識層於區塊高度 15537393 觸發合併機制，並產出首個 PoS 區塊，自此以太坊正式放棄了 PoW 共識模式轉為 PoS。
5 月 8 日，據以太坊官方網站數據顯示，信標鏈 ETH 質押 APR（年回報率）已達到 7.69% 高位，當前 ETH 質押總量約為 17,915,432 枚（約合 325 億美元），驗證節點（Validator）數量為 561,951 個。歷史數據顯示，以太坊 ETH 質押 APR 一般維持在 4% 左右，此前曾於三月底突破 5%，四月下旬觸及 6.44% 高點。
按照以太坊共識機制的設計，參與質押並正常執行簽名任務的 Validator 會獲得收益，以此激勵用戶質押以太坊，共同參與網絡共識，使網絡更加去中心化，提升網絡安全程度。Merge 對以太坊生態甚至是整個區塊鏈的格局都會帶來影響，但目前行業內普遍認為不會改變未來多鏈繁榮的走向。
作為以太坊與其他多鏈生態鏈接的基礎設施，跨鏈橋亦是 DeFi 潮流中必不可少的一環，備受市場關注。各種跨鏈項目相繼而出，十分火熱。與此同時，針對跨鏈橋的黑客攻擊也層出不窮，其主要原因是隨著跨鏈用戶的增多，流動性不斷增長，跨鏈橋合約中鎖入大量資金，同時由於資產跨鏈邏輯的複雜性，大多跨鏈橋的安全性有待進一步加強。不斷增加的總鎖定價值 (Total Value Locked，簡稱 TVL) 既讓跨鏈橋項目因為用戶量的增加而感到高興，同時也對如何處置鎖入的大量資金展開思考。
以太坊 2.0 質押的到來也許會給跨鏈橋的破局發展帶來一種全新的思路。
詳解以太坊質押獎勵機制
按照以太坊 2.0 的設計，用戶要在執行層質押至少 32 個 ETH，才能被納入 Validator 列表。由信標鏈通過 randao 機制隨機選擇出來的 validator，在每個周期內會被賦予多種角色，完成角色所擔當的簽名任務即獲得收益。
質押分配的主要共識角色和收益包含：
- Proposer 打包區塊數據，區塊中每包含一個合法的 Attestation 和 SyncCommittee 的簽名都會獲得一部分收益，按照目前的質押數據，每出一個區塊所獲的獎勵約 0.028ETH，每個 validator 平均每 61 天被分配一個 slot 的出塊角色。另外 Proposer 還將獲得執行層對應區塊的扣除燃燒部分後的交易手續費。
- Attester 需要對分配的 slot 進行 Attestation。在周期結束後根據 Attester 的 Attestation 數據進行收益計算。按照目前質押數據，每個活躍的 Validator 按協議完成 Attestation 任務後，一個周期的收益約為 14506Gwei，一天的收益約為 0.00326ETH。
- SyncCommittee 對分配的同步周期內的 slot 進行簽名，被打包至區塊後會獲得收益。根據協議，每 256 個 Epoch 會隨機選取 512 個 validator 作為 SyncCommittee 成員，對同步周期內的 slot 進行簽名。按照 44w 的 validator 估算，每個 validator 平均每 977 天會被選為一次 SyncCommittee 成員。每個同步周期（256 Epochs）完成簽名任務獲得的收益約為 0.119ETH。
除此之外，如果部分 Validator 沒完成對應角色的任務，獲得的收益將減少，甚至被扣除部分餘額作為懲罰。若部分 Validator 發生多簽作惡行為，則會被懲罰掉大量餘額並不再能重新獲取收益。另外，Validator 可選擇自願退出。
跨鏈橋面臨的挑戰
在以太坊和其他新興區塊鏈發展得如火如荼之際，作為多鏈生態基礎設施的跨鏈橋卻在發展上遇到了一些瓶頸，以太坊創始人 Vitalik 更是直指跨鏈橋存在基礎安全限制。根據目前業界主流的跨鏈協議設計，跨鏈過程中，用戶在原鏈上將所需跨鏈的資產鎖入跨鏈橋智能合約，跨鏈橋在目標鏈上從流動性池中解鎖對應跨鏈資產給用戶，或者 mint 出對應額度的映射資產發給用戶，同時收取部分手續費以支付網絡交易費用。
根據該設計，隨著用戶跨鏈活動的增多，跨鏈流動性也不斷增加，跨鏈資產會被鎖入跨鏈橋合約，計入跨鏈橋 TVL。比如，用戶將 ETH 從以太坊跨到 BNB Chain 進行 DeFi 活動，用戶在以太坊上的以太資產會被鎖入跨鏈橋在以太坊的智能合約，同時增加跨鏈流動性，只有當用戶從其他鏈再跨回以太坊時，對應鎖定的資產才能進行解鎖。
而一般的 DeFi 活動都需要進行質押或有一定的鎖定周期，由此，以太坊上鎖入合約的資產會產生堆積，隨著用戶資產跨出的增加，TVL 不斷升高。從而吸引了越來越多的黑客攻擊行為。22 年初 Wormhole 跨鏈橋被攻擊，黑客提取 $300M。幾個月後，跨鏈橋 Nomad 被發現合約中初始化參數不當引入驗證漏洞，攻擊導致 $200M 被提取。Chainalysis 數據顯示，截止 2022 年前三季度， 69% 的黑客攻擊損失來自於跨鏈橋項目。
圖 黑客攻擊分佈圖，來源於 Chainalysis
同時隨著 DeFi 生態的完善和不斷進化，各種跨鏈項目湧出，競爭逐漸激烈，跨鏈橋除了不斷接入新的項目，提供更加便宜的跨鏈服務之外，缺少新的吸引力來留住用戶。
而針對以上跨鏈橋面對的挑戰，Cross Chain To Earn 也許正是解決問題的新思路。
以太坊 2.0 帶來的 Cross Chain To Earn 機遇
如果跨鏈橋合理利用鎖入資產，一方面能為跨鏈用戶提供額外收益，為項目吸引更多用戶，另一方面也能使資金分散，避免大量資金聚集引來層出不窮的黑客攻擊。結合以太坊 2.0 PoS 質押活動來說，跨鏈橋合理利用用戶在以太坊上鎖入的跨鏈資產，在保證正常跨鏈流動性的情況下，將鎖入的部分以太資產進行以太坊 PoS 質押，並將質押收益分配給跨鏈用戶，用戶除了能獲得原來既定的目標鏈 DeFi 活動收益外，還能獲得額外跨鏈橋分配的 PoS 質押收益，如果 PoS 質押活動同時接入 MEV，收益將更高。
這種 DeFi 思路，使跨鏈橋既能參與以太坊 2.0 共識活動，幫助提升以太坊網絡共識安全，還能利用質押收益吸引 DeFi 用戶進行跨鏈活動，同時將部分 TVL 鎖入以太坊質押合約，一定程度上能規避成為黑客攻擊目標的風險，即使發生黑客攻擊，也能避免全部 TVL 被惡意提取。
圖 以太坊跨鏈橋 Asset Ranking，來源於 dune.com
根據 dune.com 上統計數據顯示，以太坊上鎖入跨鏈橋的以太資產 (ETH 或 WETH) 價值達到近 $10 億，不算 MEV 額外收益，進行 PoS 質押每年可獲得 $76.9M 收益。
如果實現這種方案，跨鏈橋需要對接多種網絡質押活動，除了自身跨鏈協議外，還需要增加流動性管理，質押活動和利益分配邏輯。這會使跨鏈橋的整體方案更加複雜，同時對跨鏈橋的協議安全和產品設計提出更高要求。
方案中涉及的主要挑戰點包含：
- 合理的流動性管理，避免因為質押活動，流動性降低而影響跨鏈用戶的大額跨鏈需求
- 質押活動穩定性，需要保證質押活動正常進行，避免因為 Performance 問題導致質押懲罰帶來的資金損失。
- 協議安全，整體方案更加複雜，需要保證協議的安全，避免引入新的安全漏洞。
- 合理的收益分配，由於跨鏈用戶比較自由，需要根據用戶具體的跨鏈資金周期合理分配其應得的質押收益。
在此方案的基礎上，跨鏈橋還可以提供直接的質押池服務，用戶將資產鎖入跨鏈橋合約，即可參與跨鏈橋提供的 PoS 網絡質押活動來獲得收益。
區塊鏈行業勢如破竹，跨鏈橋作為鏈接多鏈生態的基礎設施，不斷面臨新的挑戰，在為用戶提供穩定便捷的跨鏈服務的同時，也在不斷尋找新的機遇和突破。如果跨鏈橋加入網絡質押活動，將和區塊鏈網絡本身及 DeFi 用戶結合得更加緊密，創造出更多的可能性和互操作性。
Reference：
https://ethereum.org/en/upgrades/merge/
https://beaconscan.com/https://ethereum.org/en/staking/
https://beaconcha.in/charts/pools_distribution
https://blog.chainalysis.com/reports/cross-chain-bridge-hacks-2022/
