Najlepsze mosty blockchain. Które wybrać i dlaczego są potrzebne?

Technologia blockchain, stanowiąca podstawę kryptowalut, zyskuje coraz więcej zastosowań. Jej adopcja na przestrzeni lat znacznie wzrosła. Mimo wielu zalet, posiada ona również pewne wady – jedną z nich jest brak interoperacyjności między różnymi łańcuchami bloków. Z pomocą przychodzą tu tzw. mosty blockchain, nazywane często również mostami kryptowalutowymi.

---

Blockchainowe mosty to innowacyjne narzędzia umożliwiające komunikację i transfer wartości pomiędzy różnymi sieciami blockchain. Oferują one nowe możliwości zarówno dla programistów, jak i uczestników rynku wirtualnych walut.

Ich główna rola polega na zwiększeniu funkcjonalności aplikacji opartych na blockchainie. W niniejszym artykule omówimy rodzaje mostów blockchain, płynące z nich korzyści, a także przedstawimy wyzwania, z jakimi muszą się one mierzyć.

Co więcej, zaprezentujemy przykłady najpopularniejszych tego typu rozwiązań oraz przedstawimy perspektywy na ich przyszłość.

Spis treści:

• Czym są blockchainowe mosty?
  • Definicja i funkcja
• Proces transferu aktywów między różnymi blockchainami
  • Inicjacja transferu
  • Zamrażanie aktywów
  • Emisja odpowiednika (minting)
  • Potwierdzenie i weryfikacja
  • Użycie nowych tokenów
  • Zwrot i odblokowanie tokenów
  • Niezbędne technologie
• Rodzaje mostów blockchain
  • Mosty jednokierunkowe (unidirectional bridges)
  • Mosty dwukierunkowe (bidirectional bridges)
  • Mosty zdecentralizowane (decentralized bridges)
  • Mosty scentralizowane (centralized bridges)
  • Mosty tokenizowane (token-based bridges)
  • Mosty nietokenizowane (non-tokenized bridges)
  • Mosty wyspecjalizowane (specialized bridges)
  • Mosty hybrydowe (hybrid bridges)
  • Bezpieczeństwo
  • Złożoność techniczna
  • Ryzyko finansowe
  • Niezawodność
  • Problemy z zaufaniem
  • Regulacje prawne
• Popularne blockchainowe mosty
  • Arbitrum Bridge
  • Celer cBridge
  • Polygon Bridge
  • Wrapped Bitcoin (WBTC)
  • Polkadot i jego parachains
• Przyszłość blockchainowych mostów
  • Rozwój technologii
  • Możliwości i perspektywy dalszej integracji i usprawnienia
• Adopcja i przypadki użycia

---

Czym są blockchainowe mosty?

Definicja i funkcja

Blockchainowe mosty, znane również jako mosty kryptowalutowe (z ang. crypto bridges), to protokoły lub mechanizmy, które umożliwiają transfer danych i zasobów (takich jak cyfrowe aktywa) pomiędzy różnymi sieciami blockchain.

Działają one jako interfejsy łączące dwie odrębne sieci blockchain. Tego typu rozwiązania umożliwiają im współpracę i wymianę zasobów, które normalnie byłyby ze sobą niekompatybilne.

Mosty kryptowalutowe mają kilka kluczowych funkcji, spośród których możemy wyróżnić:

• Interoperacyjność – objawia się ona poprzez umożliwienie komunikacji między różnymi blockchainami, co jest niezbędne dla rozwoju zdecentralizowanych aplikacji (dApps) i powiązanych usług,
• Transfer wartości między różnymi blockchainami – uczestnicy rynku kryptowalut mogą przenosić swoje cyfrowe aktywa z jednej sieci blockchain do drugiej,
• Zapewnianie bezpieczeństwa – mosty blockchain mogą przyczynić się do zwiększenia ogólnego bezpieczeństwa ekosystemu kryptowalut, pozwalając inwestorom na dywersyfikację aktywów i zmniejszając ryzyko związane z jedną siecią blockchain,
• Poprawa skalowalności – mosty kryptowalutowe mogą przyczynić się do rozwiązania problemów ze skalowalnością poprzez rozłożenie obciążenia transakcyjnego na różne sieci blockchain,
• Zwiększenie płynności – za sprawą możliwości przenoszenia tokenów między różnymi sieciami blockchain, płynność w ekosystemie zostaje zwiększona, co pozytywnie wpływa na rynek kryptowalut.

Proces transferu aktywów między różnymi blockchainami

Inicjacja transferu

Użytkownik, który chce przenieść swoje cyfrowe aktywa z jednej sieci blockchain do drugiej, musi dokonać transferu między blockchainami przy użyciu kryptowalutowego mostu – dedykowanego protokołu bądź platformy.

Zamrażanie aktywów

Jednym z pierwszych kroków technicznych jest zamrożenie (locking) aktywów na blockchainie źródłowym. W tym celu posiadacz wirtualnych walut przesyła swoje tokeny do smart kontraktu lub innego mechanizmu, który przechowuje te tokeny na czas trwania transferu. Dla przykładu: użytkownik przesyła swoje ethery (ETH) na inteligentny kontrakt mostu na blockchainie Ethereum.

Emisja odpowiednika (minting)

Po zamrożeniu oryginalnych tokenów na blockchainie źródłowym, most kryptowalutowy emituje (minting) odpowiednik tych tokenów na blockchainie docelowym. Proces ten polega na tworzeniu nowej ilości tokenów, które reprezentują zamrożone aktywa. Dla przykładu: po zamrożeniu ETH na Ethereum, most emituje odpowiednią ilość Wrapped ETH (WETH) na Binance Smart Chain (BSC).

Potwierdzenie i weryfikacja

Zamrożenie aktywów, jak i emisja nowych tokenów, muszą zostać potwierdzone i zweryfikowane przez sieci blockchain. Ten krok daje pewność, iż transfer jest bezpieczny i że nie dochodzi do podwójnego wydawania tokenów. Do tego celu możemy wykorzystać następujące mechanizmy: relays (monitorują i przekazują informacje o transakcjach między blockchainami) i oracles (zewnętrzne źródła danych, które pomagają w weryfikacji transakcji).

Użycie nowych tokenów

Po emisji nowych tokenów ich właściciel może korzystać z nich na blockchainie docelowym. Tokeny te mają taką samą wartość jak oryginalne tokeny i mogą być używane w dApps, DeFi i innych aplikacjach na blockchainie docelowym. Dla przykładu: użytkownik może teraz korzystać z WETH na BSC w różnych aplikacjach DeFi.

Zwrot i odblokowanie tokenów

Jeśli inwestor chce odzyskać swoje oryginalne tokeny na blockchainie źródłowym, musi zwrócić ich odpowiedniki na blockchainie docelowym. Proces ten zazwyczaj wymaga przesłania coinów z powrotem do smart kontraktu mostu kryptowalutowego. Przykład: użytkownik przesyła WETH z powrotem do smart kontraktu mostu na BSC.

Po potwierdzeniu zwrotu, most odblokowuje oryginalne tokeny na blockchainie źródłowym, umożliwiając użytkownikowi ich ponowne użycie. Np. po zwrocie WETH, smart kontrakt most odblokowuje i zwraca użytkownikowi oryginalne ETH na Ethereum.

Niezbędne technologie

Użytkownik może wykorzystać hash time-locked contracts (HTLC) do zabezpieczenia transferu poprzez wymaganie kryptograficznego potwierdzenia w określonym czasie. Posiadacz tokenów może skorzystać również z tzw. portfeli wielopodpisowych (multisig wallets), które zwiększają bezpieczeństwo poprzez wymaganie wielu kluczy prywatnych do autoryzacji transakcji.

Rodzaje mostów blockchain

Blockchainowe mosty można podzielić na kilka rodzajów – w zależności od ich architektury, funkcji, czy technologii, które wykorzystują. Poniżej prezentujemy najważniejsze rodzaje mostów blockchainowych:

Mosty jednokierunkowe (unidirectional bridges)

Mosty te umożliwiają transfer zasobów tylko w jednym kierunku, z blockchaina źródłowego na blockchain docelowy. Za przykład może posłużyć nam tu most pozwalający na przeniesienie tokenów z Ethereum na Binance Smart Chain, ale nie na odwrót. Głównie są one używane do jednorazowych migracji zasobów, gdzie nie jest konieczne ich przywracanie do pierwotnego blockchaina.

Mosty dwukierunkowe (bidirectional bridges)

Mosty te umożliwiają transfer zasobów w obu kierunkach, z jednego blockchaina na drugi i z powrotem. Przykład może stanowić tu RenBridge, który pozwala na transfer bitcoinów do Ethereum i z powrotem. Są one popularne w zdecentralizowanych finansach (DeFi), gdzie elastyczność w przemieszczaniu zasobów cyfrowych jest kluczowa.

Mosty zdecentralizowane (decentralized bridges)

Mosty te zarządzane są przez zdecentralizowane sieci węzłów bez centralnego punktu kontroli. Często wykorzystują mechanizmy konsensusu, takie jak Proof of Stake (PoS) lub Proof of Authority (PoA). Za dobry przykład może posłużyć Polkadot i jego system parachainów, gdzie mosty są integralną częścią zdecentralizowanej struktury.

Oferują one zwiększoną niezawodność i bezpieczeństwo, szczególnie w ekosystemach wymagających wysokiego stopnia decentralizacji.

Mosty scentralizowane (centralized bridges)

Są to mosty blockchain zarządzane przez centralne jednostki lub firmy, które kontrolują proces transferu. Przykładem jest Binance Bridge, gdzie Binance zarządza procesem przenoszenia tokenów między blockchainami. Chociaż ich użycie może być często prostsze i szybsze dla użytkowników, mogą one być mniej bezpieczne ze względu na centralizację.

Mosty tokenizowane (token-based bridges)

Wspomniane mosty kryptograficzne tworzą zamrożone tokeny na jednym blockchainie i emitują ich odpowiedniki na innym blockchainie. Wykorzystują one mechanizm “lock and mint”, w którym tokeny są zamrażane na blockchainie źródłowym, a ich odpowiedniki są tworzone na blockchainie docelowym. Przykładem jest tu Wrapped Bitcoin (WBTC), gdzie BTC jest zamrażany, a WBTC jest emitowany na Ethereum. Mosty te są popularne w DeFi do przenoszenia wartości między różnymi ekosystemami blockchain.

Mosty nietokenizowane (non-tokenized bridges)

Tego typu mosty blockchain umożliwiają bezpośredni transfer zasobów bez tworzenia zamrożonych odpowiedników. Wykorzystują one różne techniki, takie jak hash time-locked contracts (HTLC) lub atomic swaps.

Za przykład może posłużyć tu THORChain, który umożliwia bezpośrednią wymianę kryptowalut między różnymi blockchainami. Mosty te zwiększają płynność i eliminują potrzebę tworzenia i zarządzania zamrożonymi tokenami.

Mosty wyspecjalizowane (specialized bridges)

Są to mosty kryptograficzne zaprojektowane do konkretnych zadań lub dla konkretnych rodzajów aktywów. Za przykład mogą posłużyć nam NFT bridges, które umożliwiają transfer unikalnych niewymiennych tokenów (NFT) między różnymi sieciami blockchain. Ułatwiają one specyficzne zastosowania, takie jak przenoszenie cyfrowych dzieł sztuki między różnymi rynkami NFT.

Mosty hybrydowe (hybrid bridges)

Mosty łączące cechy scentralizowanych i zdecentralizowanych mostów, oferując kompromis między bezpieczeństwem a wydajnością. Przykładem są tu mosty blockchain, które korzystają z centralnych mechanizmów zarządzania dla szybkości, ale zdecentralizowanych metod zabezpieczeń dla zwiększonej ochrony aktywów. Używa się ich w przypadkach, gdy wymagana jest równowaga między szybkością i bezpieczeństwem.

Wyzwania i ryzyka związane z blockchainowymi mostami

Mosty kryptowalutowe odgrywają kluczową rolę w ekosystemie cyfrowych aktywów, jednak ich stosowanie wiąże się z pewnymi wyzwaniami i ryzykami. Oto najważniejsze z nich:

Bezpieczeństwo

Blockchainowe mosty są atrakcyjnym celem dla hakerów. Historia pokazuje nam, iż bywały one podatne na różnego rodzaju naruszenia, takie jak ataki 51%, a także bardziej zaawansowane metody obejmujące manipulację smart kontraktami.

Przestrogę może stanowić tu atak na Ronin Bridge, który doprowadził do kradzieży ponad 600 milionów dolarów w kryptowalutach. Do tego typu zdarzeń może dochodzić poprzez błędy i luki w inteligentnych kontraktach, które stanowią gratkę dla cyberprzestępców.

Innym ryzykiem związanym z bezpieczeństwem jest możliwość wystąpienia centralnego punktu awarii w przypadku scentralizowanych mostów blockchain. W tym przypadku kryptowalutowe zasoby mogą być zagrożone.

Złożoność techniczna

Zapewnienie bezbłędnej komunikacji między różnymi blockchainami wymaga zaawansowanych mechanizmów synchronizacji i konsensusu. Każdy blockchain może mieć unikalne protokoły i standardy, co utrudnia stworzenie uniwersalnych mostów.

Ponadto umożliwienie szybkich i tanich transferów między blockchainami jest wyzwaniem, zwłaszcza w okresach dużego obciążenia sieci.

Proces przenoszenia tokenów może być również skomplikowany i wymagać od użytkowników zaawansowanej wiedzy technicznej. Z kolei błędy przez nich popełniane, tj. wysyłanie tokenów na niewłaściwe adresy, mogą prowadzić do utraty środków.

Ryzyko finansowe

W trakcie transferu wartość kryptowalut może ulec zmianie, co może prowadzić do strat finansowych dla użytkowników. W niektórych przypadkach mosty blockchain mogą mieć ograniczoną płynność, co utrudnia szybkie i korzystne przeprowadzenie transferów.

Niezawodność

Przestoje w działaniu mostów mogą prowadzić do opóźnień w transferach cyfrowych aktywów oraz frustracji ze strony użytkowników. Co więcej, regularne aktualizacje są niezbędne dla bezpieczeństwa, ale mogą prowadzić do tymczasowych problemów z działaniem mostów blockchain.

Problemy z zaufaniem

Scentralizowane mosty blockchain wymagają zaufania do centralnego podmiotu, co może być problematyczne dla zwolenników pełnej decentralizacji. Ponadto niektóre mosty mogą nie oferować pełnej transparentności co do swoich operacji, co może budzić obawy użytkowników.

Regulacje prawne

W różnych jurysdykcjach obowiązują różne przepisy dotyczące transferu kryptowalut. Brak jednolitych regulacji może prowadzić do problemów prawnych. Innym problemem jest to, iż w przypadku problemów, takich jak utrata środków, ustalenie odpowiedzialności może być trudne, zwłaszcza w zdecentralizowanych systemach.

Popularne blockchainowe mosty

Arbitrum Bridge

Arbitrum Bridge to most blockchainowy, który umożliwia przenoszenie zasobów między siecią Ethereum a rozwiązaniem skalowalnym warstwy 2, Arbitrum. Poprawia on skalowalność Ethereum, redukując koszty transakcji i zwiększając ich przepustowość.

Wspomniany most blockchain korzysta z “optymistycznych rollupów”, które zapewniają bezpieczeństwo porównywalne z główną siecią Ethereum.

Pozwala on na korzystanie z aplikacji DeFi na Arbitrum, z niższymi opłatami transakcyjnymi i szybszymi czasami przetwarzania. Jego użytkownicy mogą łatwo przenosić ether (ETH) i inne tokeny ERC-20 między Ethereum a Arbitrum, co umożliwia płynne korzystanie z obu sieci.

Celer cBridge

Celer cBridge to zdecentralizowany most kryptowalutowy, który umożliwia transfery zasobów między ponad 40 różnymi blockchainami, takimi jak Ethereum, Binance Smart Chain, Polygon, Avalanche i wiele innych.

Dzięki zoptymalizowanej infrastrukturze sieciowej cBridge oferuje niskie opłaty transakcyjne. Most ten umożliwia szybkie przetwarzanie transakcji, co jest kluczowe dla aplikacji wymagających natychmiastowych transferów kryptowalutowych zasobów.

Most ten jest zarządzany przez zdecentralizowaną sieć węzłów, co zwiększa jego bezpieczeństwo i odporność na ataki.

Polygon Bridge

Polygon Bridge to most łączący sieć Ethereum z Polygon, umożliwiający łatwe przenoszenie zasobów między tymi dwoma sieciami. Przyjazny interfejs użytkownika ułatwia przenoszenie tokenów z Ethereum na Polygon i odwrotnie.

Transfery na Polygon są znacznie tańsze niż na Ethereum, co czyni go atrakcyjną opcją dla użytkowników DeFi. Umożliwia on korzystanie z aplikacji DeFi, NFT i innych na Polygon, z zachowaniem kompatybilności z ekosystemem Ethereum. Zapewnia on szybkie czasy przetwarzania transakcji dzięki technologii sidechain.

Wrapped Bitcoin (WBTC)

Wrapped Bitcoin (WBTC) to token ERC-20 na Ethereum, który jest wspierany w stosunku 1:1 przez bitcoiny. Umożliwia wykorzystanie BTC w ekosystemie Ethereum, w tym w aplikacjach DeFi, takich jak lending i borrowing.

Dzięki WBTC bitcoin może być używany na DEX-ach (decentralized exchanges) i w innych aplikacjach na Ethereum, zwiększając płynność na rynku. WBTC jest zarządzany przez grupę zaufanych podmiotów, które regularnie audytują swoje rezerwy Bitcoina, co zapewnia transparentność.

Polkadot i jego parachains

Polkadot to platforma blockchainowa zaprojektowana do wspierania interoperacyjności między różnymi blockchainami za pomocą parachainów i mostów. Parachains to wyspecjalizowane blockchainy podłączone do głównej sieci Polkadot (Relay Chain), które mogą komunikować się ze sobą i z innymi blockchainami.

Parachains od Polkadot umożliwiają przenoszenie zasobów i danych między różnymi parachainami i innymi blockchainami zewnętrznymi. Mogą być one dostosowane do specyficznych zastosowań, co zwiększa skalowalność i elastyczność całego ekosystemu Polkadot. Wspólne zabezpieczenia zapewniane przez Relay Chain zwiększają bezpieczeństwo wszystkich podłączonych parachainów.

Przyszłość blockchainowych mostów

Rozwój technologii

• Nowe rozwiązania i innowacje: Rozwój nowych protokołów, które umożliwiają bardziej płynne i efektywne przenoszenie zasobów między różnymi sieciami blockchain, wpływa korzystnie na branżę. Projekty takie jak Polkadot, Cosmos i Avalanche intensywnie pracują nad usprawnieniem interoperacyjności. Innowacje, które automatyzują proces tworzenia mostów, redukują potrzebę ręcznej interwencji i minimalizują ryzyko błędów.
• Zwiększone bezpieczeństwo: Wykorzystanie zaawansowanych metod kryptograficznych, takich jak zk-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge), pozwala zwiększyć prywatność i bezpieczeństwo transferów. Ponadto zastosowanie bardziej zaawansowanych zdecentralizowanych mechanizmów konsensusu może zapewnić większą odporność na ataki.
• Optymalizacja skalowalności: Technologia sharding, która dzieli blockchain na mniejsze, łatwiejsze do zarządzania fragmenty, może być również zastosowana w mostach, zwiększając ich wydajność i skalowalność. Korzystanie z rollupów, które agregują wiele transakcji w jednym bloku, może znacznie zwiększyć przepustowość mostów blockchainowych.

Możliwości i perspektywy dalszej integracji i usprawnienia

• Integracja z IoT i AI: Integracja mostów blockchainowych z IoT, umożliwia bezpieczne i transparentne transfery danych między urządzeniami. Wykorzystanie AI do optymalizacji procesów zarządzania mostami, takich jak dynamiczne zarządzanie płynnością i predykcja zagrożeń bezpieczeństwa.
• Ujednolicenie standardów: Tworzenie i przyjmowanie standardów branżowych, które mogą ułatwić współpracę i integrację różnych mostów blockchainowych.
•  Zastosowania multi-chain: Rozwój zdecentralizowanych aplikacji, które mogą korzystać z wielu blockchainów jednocześnie, zwiększając ich funkcjonalność i dostępność.

Adopcja i przypadki użycia

Przykłady rosnącej adopcji mostów przez różne sektory:

• Zdecentralizowane finanse (DeFi):

  – Lending i borrowing: Mosty umożliwiają przenoszenie aktywów między różnymi platformami DeFi, co zwiększa płynność i możliwości inwestycyjne.

  – DEX-y: Zdecentralizowane giełdy korzystają z mostów, aby umożliwić handel tokenami z różnych blockchainów.

• Gry:

  – Przenoszenie zasobów w grach: Gracze mogą przenosić swoje cyfrowe zasoby, takie jak NFT i tokeny, między różnymi platformami gier blockchainowych.

  – Cross-game ekosystemy: Tworzenie ekosystemów, gdzie zasoby z jednej gry mogą być używane w innej, zwiększając wartość i użyteczność tych zasobów.

• Logistyka:

  – Śledzenie łańcucha dostaw: Blockchainowe mosty umożliwiają bezpieczne i transparentne śledzenie produktów i surowców w globalnym łańcuchu dostaw.

•  Certyfikacja:  Ułatwienie procesu certyfikacji i weryfikacji autentyczności produktów.

Wyzwania na przyszłość

Problemy, które nadal muszą zostać rozwiązane:

Bezpieczeństwo:

•  Nadal istnieje potrzeba opracowania bardziej zaawansowanych metod ochrony przed atakami,
• Regularne audyty i weryfikacja smart kontraktów mogą pomóc w identyfikacji i naprawie luk w zabezpieczeniach.

Skalowalność i wydajność:

•  Rozwiązanie problemów związanych z dużym obciążeniem sieci, które mogą prowadzić do opóźnień i zwiększenia kosztów transakcji,
•  Innowacje w zakresie technologii sharding i rollupów mogą pomóc w poprawie przepustowości mostów.

Ujednolicenie protokołów:

• Brak jednolitych standardów i protokołów może utrudniać interoperacyjność i współpracę między różnymi mostami,
• Zapewnienie kompatybilności między różnymi protokołami i blockchainami.

Użytkowanie i edukacja:

•  Zwiększenie użyteczności i intuicyjności mostów, aby były bardziej dostępne dla szerokiego grona użytkowników,
•  Edukacja użytkowników na temat bezpiecznego korzystania z mostów i zrozumienia ryzyk związanych z ich używaniem.

Zakończenie

Mosty blockchainowe mają potencjał, aby stać się kręgosłupem interoperacyjności blockchain, umożliwiając bezproblemową komunikację i transfer zasobów między różnymi sieciami. W miarę jak technologia blockchain będzie się rozwijać, rola mostów będzie się umacniać, przyczyniając się do stworzenia bardziej zintegrowanego, bezpiecznego i efektywnego ekosystemu blockchain.