作者：ScalingX
确保其跨链桥的安全性是一个重要挑战，因为需要保护存储在智能合约或中央托管方中的资产。然而，如果在跨链桥设计中引入zk-SNARKs技术，能有效地解决了与去中心化和安全性相关的问题。
在迅速发展的区块链技术领域里，众多协议已被提出并实施，然而每个协议都采用了不同的共识方法——从计算型的工作量证明（Proof-of-Work）到激励型的权益证明（Proof-of-Stake），等等。由于协议在共识、安全性、编程语言等各个方面存在差异，自区块链早期以来，流动性和资产逐渐在不同链之间分散。跨链桥成为解决这一问题的方案，它能够减少碎片化，整合各个区块链之间的流动性。其中一种跨链桥协议就是 Wormhole，它便于加密货币和非同质化代币（NFT）在不同智能合约区块链（如 Solana 和以太坊）之间的流通。
跨链桥可说是相当棘手的。确保其跨链桥的安全性是一个重要挑战，因为需要保护存储在智能合约或中央托管方中的资产。由于桥梁的资金集中存储，历来都是黑客的目标。桥梁不断演进的设计也为攻击者寻找新的漏洞和漏洞利用提供了可能。在 2022 年，Wormhole 曾因安全修复上传到 Github 后被黑客攻击，造成 3.25 亿美元损失，黑客得逞后带走了这笔资金。Chainalysis 报告称，跨链桥攻击在2022年占据了总盗窃资金的 69%。
ZK 初创公司 Polyhedra Network 完成 1500 万美元融资:金色财经报道，ZK 基础设施初创公司 Polyhedra Network 完成 1500 万美元 Pre-Series A 轮融资，Polychain Capital 领投。Polyhedra Network 正在构建一套专注于区块链互操作性、可扩展性和隐私的系统，包括促进跨链资产和数据传输的 zkBridge。
此前报道，2023 年 2 月份，Polyhedra Network 完成 1000 万美元融资，Binance Labs 和 Polychain Capital 领投。[2023/4/5 13:45:01]
图片来源 Chainalysis
图片来源 DEFIYIELD
另一个面临的挑战是性能不佳与对中心实体的依赖。目前的跨链桥面临着可扩展性问题。为了更新和调整两个链的状态，跨链桥需要大量的计算能力和存储容量，导致了重大的开销。为了减轻这种负担，一些跨链桥已经转向了委员会式的方法，即仅由有限的一组验证者（甚至只有多签持有者）来批准状态转移。然而，这种方法使它们暴露于漏洞和潜在攻击之中。
Syscoin宣布集成跨链ZK Rollups:金色财经报道，Syscoin是宣布整合跨链ZK rollups，与跨链网络ZKCross 合作。ZKCross的跨链ZK rollups结合了Layer 2和多链rollup方法来创建一个网络，该网络允许用户有效交易，同时保持对资产的控制，体验与中心化交易所一样。通过创建连接多个区块链的桥梁，Syscoin和ZKCross正在开发一个安全性、效率和可扩展性的DeFi社区。[2022/7/22 2:31:28]
正是这些问题促使开发人员开始寻求替代解决方案，特别是利用零知识密码学的解决方案。在这些方法中，利用 zk-SNARKs 技术消除了委员会模型的需求，同时确保网络的可扩展性。
当前，有几个项目正在跨不同生态系统和开发阶段开发基于 ZK 技术桥解决方案，如：
Succinct Labs
zkIBC by Electron Labs
zkBridge by Polyhedra Network
这些倡议充分利用 zk-SNARKS 技术来革新跨链桥的设计。然而，为了成功实施所有这些方法，一个关键的要求是轻客户端协议 - 这是一种连接到全节点并促进与区块链交互的软件。该协议确保节点可以高效地同步已确认区块链状态的区块头。
基于Layer2 ZK Rollup的NFT市场Mint Square新增支持zkSync2.0测试网:金色财经消息，基于以太坊Layer 2 ZK Rollup的NFT市场Mint Square宣布现已支持zkSync2.0测试网，允许用户在zkSync2.0测试网上铸造、购买和出售NFT。Mint Square此前已支持Stark Net Goerli测试网。[2022/4/7 14:10:35]
在将 zk-SNARKs 技术应用于跨链桥时，会出现两个主要挑战。首先，与 rollups 相比，跨链桥需要更大的电路规模。其次，需要解决最小化链上存储和计算开销的问题。
Succinct Labs 正在开发适用于以太坊 2.0 的 PoS（权益证明）共识的轻客户端，为 Gnosis 和以太坊之间建立一个信任最小化的跨链桥。这个跨链桥利用 zk-SNARKS 的高效性，在链上以简洁的方式验证共识有效性证明。
该设置涉及一个包含 512 个验证者的同步委员会，这些验证者每隔 27 个小时随机选出。这些验证者负责在其分配的时间段内对每个区块头进行签名。如果超过 ? 的验证者对每个区块头进行签名，以太坊的状态被认为是有效的。验证过程主要包括验证以下内容：
ZK Rollup扩容方案StarkNet Alpha上线以太坊主网:11月29日消息，StarkWare推出的以太坊Rollup扩容方案StarkNet Alpha今日上线以太坊主网。StarkNet是一个无需许可的以太坊L2网络去中心化Rollup扩容方案。StarkNet允许任何dApp实现其计算规模，而不会影响可组合性和安全性，它依赖于安全和具可扩展性的加密证明系统——STARK。StarkNet建立在Cairo编程语言之上，Cairo和STARK均由 StarkWare内部开发，并为生产级应用程序提供支持。除其他功能外，StarkNet Alpha支持通用计算智能合约，支持与其他StarkNet合约以及通过 L1
图片来源 Polyhedra Network
zkBridge 与其他行业领导的方法主要的区别在于，zkBridge 只需要中继网络中存在一个诚实的节点，并假设 zk-SNARK 的可靠性。
这种构建中的一个关键进展在于 zk-SNARK 的并行使用：Virgo证明器（deVirgo），它引入了一种新颖的分布式证明系统来加速证明生成过程，并使用递归证明来降低链上证明验证的成本。deVirgo 依赖于 GKR 协议和多项式承诺方案来为验证多个签名的电路生成证明。随后，deVirgo 证明通过 Groth16 证明器进行压缩，并由目标区块链上的更新合约进行验证。这些证明系统的结合使 zkBridge 能够实现高效的跨链通信，而无需依赖外部信任假设。
zkBridge 的主网 Alpha 版本于 2023 年 4月发布，现在正在促进几个 L1 和 L2 区块链网络之间的跨链互操作性，如 BNB Chain、以太坊和Arbitrum。在 2023 年 ETHCC 巴黎 zkDAY 活动上，Polyhedra Network 的首席技术官，Tiancheng Xie，强调自其主网发布以来，该协议已吸引了超过 50,000 名每日活跃用户和 800,000 名每月活跃用户。
凭借其模块化架构，zkBridge 为开发者和用户打开了广阔的可能性。这些可能性包括代币桥接和交换、消息传递以及根据不同区块链网络之间的状态变化进行适应的计算逻辑。
将 zk-SNARKs 技术纳入跨链桥设计能有效地解决了与去中心化和安全性相关的问题。然而，由于涉及较大的电路规模，这也造成了计算瓶颈。随着对互操作性的关注持续增加，相信将会有更多的开发者会努力投入到开发安全可扩展的跨链桥技术中。这些进展预计将对 ZK技术的整体进步和应用产生积极的影响。因此，我们可以预期在不久的将来，研究、创新实现的显著进展以及跨链应用的更广泛采用。
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