深入了解 ZetaChain：實現區塊鏈連接和互動的暢通無阻

原標題：《Understanding ZetaChain: A Comprehensive Overview》

作者：Ryan Schulenburg，Stephen Basile ，Messari

編譯：Elvin，ChainCatcher

主要觀點

• ZetaChain 是一個 Layer-1 區塊鏈，通過其全鏈合約產品提供與鏈無關的互操作性。它允許基於 ZetaChain 構建的應用程序連接到任何其他應用程序或區塊鏈。
• ZetaChain利用Cosmos SDK和Tendermint共識機制，使開發人員能夠構建定制的、可擴展的和可互操作的區塊鏈。
• 該網絡還具有與以太坊虛擬機（EVM）兼容的執行層，稱為 zEVM。開發人員可以選擇連接不同區塊鏈的全鏈合約，或跨區塊鏈傳輸數據和價值消息的跨鏈消息傳遞（CCM）。
• ZetaChain 的全鏈應用引入了影響深遠的鏈抽象功能。最近的舉措（例如 Sushi 原生比特幣支持）凸顯了 DeFi 中 BTC 尚未開發的市場。
• ZETA 是 ZetaChain 的原生代幣，將用於支付 Gas 費、調用智能合約以及通過質押保護網絡。一旦推出，ZETA 將允許持有者質押其代幣以獲得激勵。

背景

ZetaChain由具有 Coinbase 和 Basic Attention Token (BAT)經驗的匿名項目團隊於 2021 年 12 月 15 日推出。幾位前 Coinbase 員工也擔任該項目的顧問，包括公司最初的人事主管Nathalie McGrath和在 Coinbase 擔任了十年內部顧問的Juan Suarez 。 2022 年 3 月 9 日，團隊發布了ZetaChain 的白皮書和 DevNet 並完成了其首輪種子輪融資，籌集的資金金額不詳。此輪融資的投資者包括 Dan Romero、Sam Rosenblum、John Yi、JD Kanani 和 HwiSang Kim。ZetaChain 於 2023 年 8 月完成第二輪融資，從Blockchain.com 、Human Capital、Vy Capital、Sky9 Capital、Jane Street Capital、VistaLabs、CMT Digital、Foundation Capital、Lingfeng Capital、GSR 等參與者籌集了 2700 萬美元。

ZetaChain 的測試網於 2022 年 8 月推出，迅速獲得了大量用戶參與，在推出的第一個月就達到了150,000 名用戶。到 2023 年 3 月，這一數字已上升至100 萬用戶，這是一個里程碑，與驗證者激勵措施的推出同時發生。ZetaChain 繼續在測試網階段運行，截至 2023 年 12 月 19 日尚未公布其主網的正式發布日期。

概述

ZetaChain 是一個 Layer-1 區塊鏈，可實現與鏈無關的互操作性。該網絡擁有大約五秒的出塊時間和最終確定性，無需確認或重新組織交易的能力。基於 ZetaChain 構建的應用程序將能夠連接到任何其他應用程序或區塊鏈，為新的和現有的加密用戶提供 Web3 的單一訪問點。這是通過利用全鏈智能合約來實現的，該智能合約可以讀取和寫入任何其他區塊鏈，甚至是本身不使用智能合約的區塊鏈。開發人員還可以使用 ZetaChain 的Connector通過簡單的函數調用將數據和價值消息​​發送到任何鏈。

技術與架構

EVM層

ZetaChain 網絡利用名為zEVM的以太坊虛擬機 (EVM) 兼容執行層。該層支持智能合約創建、交互和組合等 EVM 功能。它還允許外部鏈調用基於 zEVM 構建的合約。zEVM 合約還可以在連接到 ZetaChain 的區塊鏈上創建出站交易。所有在 ZetaChain 上構建的開發人員都會創建 zEVM 合約，這些合約可以是標準的 Solidity 合約。然而，為了最大限度地發揮網絡的功能，zEVM 合約必須遵循全鏈合約規定的特定要求或利用跨鏈消息傳遞。

全鏈合約

資料來源：ZetaDocs

Omnichain 合約必須實現跨鏈調用執行，只需在 ZetaChain 上部署一次，即可連接到外部鏈。連接的鏈還可以將數字資產轉移到 ZetaChain 上的合約地址。轉移到 ZetaChain 的資產採用 ZRC-20 代幣標準。全鏈合約允許有效實施以太坊上流行的現有協議，例如 Uniswap 和 Aave。它們還可以與不支持智能合約的網絡（例如比特幣）集成。全鏈合約產生的 Gas 費用以目標鏈的原生 Gas 代幣結算。

總而言之，ZetaChain 上的全鏈合約提供了一種面向未來的跨鏈功能方法，並且一次性部署隨後可在所有集成網絡中訪問。該模型利用同步執行環境，與 ZetaChain 支持的任何新鏈立即兼容，避免了重新部署或重新編碼以適應不同區塊鏈的麻煩。因此，這些合約充當跨鏈交互的紐帶，通過最小化跨鏈的 Gas 費用來改善用戶體驗。

全鏈合約的主要優勢在於實現統一的狀態和執行。在 CCM 和其他類似系統（例如 LayerZero 和 Axelar）中，沒有所述統一狀態的應用程序通常需要複雜的解決方法。然而，全鏈合約允許有凝聚力的單一狀態，確保大多數用例的操作更加順暢。通過最大限度地減少入站和目的地 Gas 費用，並且不依賴多個消息，全鏈合約成為 CCM 的原生且可訪問的補充。

跨鏈消息傳遞

全鏈合約的替代方案是跨鏈消息（CCM）傳遞。CCM 用於以 ZetaChain 作為中間人跨區塊鏈傳送數據和價值消息​​。開發人員在 ZetaChain 上部署全鏈合約，而支持 CCM 的合約則部署在外部鏈上。然後，合約調用 ZetaChain 連接器 API，ZetaChain 將消息中繼到目標鏈，其中支持 CCM 的合約接收消息。狀態存儲在不同鏈上的一組支持 CCM 的合約上。

CCM 對於只需要單向和異步邏輯/效果並且不需要統一狀態或從統一狀態中受益的應用程序很有意義。CCM 主要旨在通過跨鏈功能增強外部鏈上的現有應用程序。支持 CCM 的合約產生的 Gas 費用以 ZETA 代幣計價，並且必須發送到源鏈上的連接器合約。

ZetaChain 還使用銷毀/鑄幣機制來保護通過支持 CCM 的合約轉移的數字資產。資產在源鏈上燃燒並在目標鏈上鑄造。由於這些方法持有所轉移的資產，因此該機制比橋接或包裝提供了更高的安全性。

共識機制

ZetaChain 使用Cosmos 軟件開發套件(SDK)構建，這是一個開源框架，用於構建無需許可的公共權益證明 (PoS) 區塊鏈和經過許可的權威證明 (PoA) 區塊鏈。Cosmos SDK 可幫助開發人員構建新的區塊鏈，以及在創建網絡後啟動、測試和集成網絡。

Cosmos SDK 提供了一個模塊化框架，允許定制新的區塊鏈以滿足特定的用戶需求。它還使平行鏈的運行能夠適應隨著用戶需求增長而增加的吞吐量需求。由於 Cosmos SDK 確保了互操作性，因此它允許數字資產及其價值在使用該框架構建的不同區塊鏈之間進行轉換。它還支持通過社區提案和投票達成共識和去中心化治理的權益證明模塊。除了這些功能之外，SDK 還包括防火牆等安全措施來保護區塊鏈應用程序。由於其眾多功能，Cosmos SDK 已被用於構建多個著名的應用程序和區塊鏈，包括 BNB Chain、dYdX、Osmosis 和 Celestia。

資料來源：Messari

Tendermint 的共識機制是一種由驗證者操作的異步拜占庭容錯 (BFT) 狀態機。驗證者通過對交易區塊的提議和投票進行輪換。區塊鏈中的每個高度都會提議一個區塊，如果提議的區塊未得到其他驗證者的批准，則新的驗證者會提議該高度的區塊。為了使區塊獲得批准，它必須完成兩個階段的投票。這些階段被稱為"預投票"和"預提交"，當超過三分之二的驗證者投票權重在同一輪中批准同一塊時，該塊就會最終確定。

投票權重根據每個特定區塊鏈計價的資產的權益權重確定。使用 ZetaChain，驗證者運營商必須抵押 ZETA 代幣。由於 ZetaChain 是一個委託權益證明區塊鏈，因此不操作驗證器的 ZETA 代幣持有者可以將 ZETA 代幣委託給現有驗證器。單個驗證者控制的代幣（委託和自質押）占所有驗證者控制的代幣總數的比例決定了權益權重，進而決定了投票權重。

架構

資料來源：ZetaDocs

ZetaChain 的架構主要由去中心化的驗證者網絡組成，這些驗證者在外部狀態和事件上達成共識，並負責通過分佈式密鑰簽名更新外部鏈狀態。每個驗證者都包含一個 ZetaCore 和 ZetaClient，它們捆綁在一起並由同一運營商運行。ZetaCore 生成區塊鏈中的塊並維護複製的狀態機，而 ZetaClient 觀察外部鏈上的事件並對發送到這些鏈的交易進行簽名。

ZetaChain 中的驗證者可以充當基礎驗證者、觀察者或閾值簽名方案 (TSS) 簽名者。

基礎驗證器

基本驗證者由特定的共識密鑰標識，並負責通過質押 ZETA 創建的投票權對區塊提案進行投票。基礎驗證者需要始終在線並可以參與區塊生產。此外，運行以下兩個驗證器（觀察者和 TSS 簽名者）還需要運行基本驗證器。相比之下，就軟件和硬件要求而言，運行基礎驗證器的開銷要少得多。

觀察員

觀察者負責就外部鏈的事件和狀態達成共識。觀察者監視這些外部鏈的交易、事件和狀態，這些地址由相應外部鏈的完整節點操作。

這種類型的驗證者進一步分為排序器和驗證者角色。測序者觀察相關的外部行為，並將信息報告給驗證者，然後驗證者在 ZetaChain 上進行驗證和投票，以就外部行為達成簡單多數共識。為了使這個過程有效，需要大量的驗證者；然而，只需要一個定序器來向驗證者報告。

閾值簽名者（TSS Signers）

ZetaChain 上的TSS 簽名者持有部分 ECDSA/EdDSA 密鑰。閾值簽名方案 (TSS) 是多方計算(MPC) 密碼學中使用的數字簽名驗證方法。在 MPC 中，私鑰是從"密鑰片段"創建的，每個密鑰片段都由單獨的一方或節點持有。如果密鑰片段的設定閾值而不是全部片段起作用，則 TSS 允許使用私鑰。例如，如果有九方持有密鑰片段，並且設定的閾值為五，則只要九個（稱為"n"中的"t"）密鑰片段持有者中的五個提供其份額，就可以使用私鑰。

用於與外部鏈進行身份驗證交互的密鑰在整個 ZetaChain 中保存，並根據上述 TSS 方法分發給多個簽名者。ZetaChain 使用驗證者質押的代幣作為對抗惡意驗證者的抵押品，以確保 TSS 簽名者不會代表 ZetaChain 在外部鏈上簽署消息。

架構挑戰

模塊化系統架構存在固有的風險。這些系統可能會帶來複雜性、安全挑戰和可組合性困境的升級，同時也可能會加劇開發人員的複雜性。ZetaChain 的全鏈方法似乎解決了其中許多問題，但多鏈世界中根深蒂固的根本問題可能會限制對 ZetaChain 及其解決方案的需求。

同樣，ZetaChain 可能面臨與橋梁多年來反復面臨的類似危險。對與橋梁和互操作性相關的風險的敏銳分析將有助於保護該平台，因為該平台將其產品押注於互聯的區塊鏈未來。

儘管 ZetaChain 的 PoS 機制提供了強大的安全模型，但它存在創建一個過度依賴一小部分驗證者的網絡的風險。也就是說，ZetaChain 的循環選擇系統可能是一種平衡，即使其功效尚未得到充分評估。從整體相對較低的中本聰系數可以看出，ZetaChain 並不是唯一一個在引導可靠的主動驗證器集方面陷入困境的公司。

ZETA 代幣

Zetachain 的原生代幣是 ZETA，它將與 ZetaChain 主網一起推出。截至撰寫本文時，尚未公布發布日期。一旦 ZETA 和主網上線，該代幣將主要用於支付 Gas 費、調用智能合約以及通過質押保護網絡。

驗證者和代幣持有者將能夠質押 ZETA 並獲得獎勵。ZETA 也將成為 ZetaChain 上的主要價值轉移，允許使用單向掛鉤機制在連接的區塊鏈之間進行轉移。在這種機制下，所轉移的 ZETA 代幣數量將在源鏈上銷燬，並在目標鏈上鑄造。質押參數尚未指定，但該項目已列出運行驗證器的硬件要求。尚未發布有關 ZETA 總供應量或具體分配的信息。項目團隊聲稱ZETA 將成為跨多個鏈和層發行的首批多鏈代幣之一。

生態系統

在當今的多鏈世界中，用戶越來越需要跨各種網絡的無縫交互。多鏈用戶可能會發現自己被 ZetaChain 倡導的全鏈方法所吸引，而不是滿足每個橋、鏈、錢包等的要求。這種範式轉變減少了交易摩擦並增強了安全性，同時為開發人員提供了在最適合的鏈上部署應用程序的自由。

ZetaChain 的全鏈應用的新興領域通過引入鏈抽象功能體現了這種潛力。Sushi 原生比特幣 (BTC) 支持等舉措凸顯了DeFi 中 BTC尚未開發的市場，特別是考慮到最近圍繞 BTC ETF 的討論。此外，通過 ZetaChain 的ZRC-20 標準促進智能合約可以刺激 Web3、DeFi 和 SocialFi 應用程序的發展是可行的。截至 10 月，ZetaChain 生態系統擁有150 個應用程序。正如下面的基礎設施地圖所示，ZetaChain 生態系統已經擴大了其廣度，涵蓋了不同領域的各種獨特參與者。

資料來源：ZetaChain

如前所述，ZetaChain 的測試網在 2022 年 8 月推出後的第一個月就成功達到了15 萬用戶。不到一年的時間，該指標就增長到了100 萬用戶，這一里程碑與驗證者激勵措施的推出同時發生。截至撰寫本文時，測試網已在超過 250 萬個唯一zEVM 地址上進行了超過 3760 萬筆 zEVM 交易和 1400 萬筆跨鏈交易。

競爭格局

隨著 ZetaChain 在區塊鏈互操作性領域開拓自己的利基市場，它必須應對兩種形式的競爭。首先，ZetaChain 的相關性可能會受到單體區塊鏈和模塊化區塊鏈之間戰鬥結果的影響。與Interchain生態系統相比，以太坊以rollup為中心的方式在用戶、開發者和流動性方面具有顯著的領先優勢。但除此之外，ZetaChain 還面臨著來自不同參與者的一些既定競爭。

Axelar

Axelar採用與 ZetaChain 技術相同的基礎 Cosmos SDK 製作而成。Axelar 致力於全棧互操作性，這是一種整體方法，不僅包括資產橋接，還包括無需許可的跨鏈智能合約執行和 dApp 支持。Axelar 社區採取了三部分戰略來擴展其連接網絡，目前已達到 55 個。這種擴展是由經濟結構調整、部署 Axelar 虛擬機實現無摩擦連接以及追求更精簡的解決方案（如輕客戶端）推動的。與 Axelar 全面但可能複雜的系統相比，ZetaChain 提供的統一執行環境可以讓用戶享受更簡化的體驗，同時降低 Gas 費用和消息傳遞要求。

LayerZero

與 Axelar 不同，LayerZero 因其基礎架構而從 ZetaChain 中脫穎而出。它不是區塊鏈，因此在協議實現方面為開發人員提供了廣泛的靈活性。儘管如此，LayerZero 依賴於中心化的預言機和中繼器，這需要更高級別的信任，特別是由於它在雙鏈下實體多重簽名系統上運行。因此，LayerZero 可能會因其 CCM 式互操作性而遇到一些複雜情況，正如 Axelar 和其他類似鏈所見。相比之下，ZetaChain 可能會將自己定位為一個潛在的信任度最小化的替代方案，這要歸功於它的鏈上操作。

THORChain

THORChain是 ZetaChain 的另一個直接競爭對手，因為它原生集成到 Cosmos 生態系統中，並採用類似的工具包進行區塊鏈開發。與 ZetaChain 一樣，THORChain 也致力於互操作性，實現不同區塊鏈之間的資產流動性；然而，它通過其獨特的機制對流動性和安全性的特別關注創造了一個獨特的利基市場。

THORChain 是一種基於自動做市商 (AMM) 的協議，與 Uniswap 類似，但有所不同。THORChain系統中的所有資產都與其原生資產RUNE配對。為此，THORChain 創建了一個 DEX，可防止流動性跨池分散，並保證 THORChain 上的任何資產都可以交換為任何其他資產。相比之下，ZetaChain 可以利用其更加去中心化的驗證器機制、更廣泛的支持鏈或對節點操作不太嚴格的要求。此外，THORChain 是特定於應用程序的，而 ZetaChain 是通用的智能合約平台。這使得 ZetaChain 用戶不僅能夠創建 THORChain 的直接競爭對手，還能夠構建 DEX 應用程序之外的應用程序和用例。

總結

總體而言，ZetaChain 旨在為 Web3 應用程序提供無縫連接和可訪問性。為了實現這一目標，它利用了 Layer-1 區塊鏈基礎設施、Cosmos SDK 和 Tendermint 共識。憑藉其全鏈智能合約和跨鏈消息傳遞功能，ZetaChain 使開發人員能夠與任何區塊鏈連接和交互，其中包括那些不支持智能合約的區塊鏈。

作為一條委託權益證明鏈，ZetaChain 將通過其代幣 ZETA 實現進一步的去中心化。除了保護網絡之外，ZETA 還將用於支付 Gas 費並作為主要的價值轉移。隨著 ZetaChain 主網的推出不斷取得進展，它具有促進互操作性並增強更廣泛的區塊鏈生態系統功能的潛力。

儘管具有潛力，ZetaChain 的成功之路並非沒有挑戰。截至撰寫本文時，ZetaChain 仍然是一個相對較新的 Layer-1，尚未啟動其主網。與幾乎所有區塊鏈一樣，達到主流採用是一項艱巨的任務，特別是當有重要的現有參與者在發揮作用時。

根據即將發布的路線圖，ZetaChain 團隊計劃重點關注提高用戶和開發人員層面的採用率。該路線圖強調建立更多的鏈集成，為 dapp 和不同資產類型帶來更多的互操作性（特別是支持比特幣 NFT 的能力），並為全鏈 dapp 開發人員提供 SDK。同時，團隊將研究通過升級部分網絡功能來提高 ZetaChain 的安全性和效率。

最終，與 Axelar、LayerZero 和 THORChain 的重點領域相比，ZetaChain 在競爭格局中的定位應該強調其獨特的賣點，例如其架構、驗證器機制或交易效率。通過這樣做，ZetaChain 可以有效地確定其在市場中的地位，利用可以為用戶提供更高價值的領域。