下一个跨链“Uniswap”，Thorchain如何构建资产跨链互通之桥？

来源：链向007

Thorchain到底是什么?它是如何工作？以及如何使跨不同区块链的本地资产之间交换成为可能?您将在本文中找到这些问题的答案。

随着数十亿美元的交易量，去中心化交易所越来越受到青睐。仅在Uniswap上的每日交易量就超过10亿美元，这并不罕见。

尽管Uniswap、Sushiswap或Curve等协议在以太坊生态系统内交换资产方面非常出色，但它们不支持不同区块链之间的交换。

为了解决这个问题，一种常见的方法是在以太坊上以包装或合成代币的形式表示外部资产。在以太坊以外的其他区块链上，最受欢迎的资产当然是比特币。有多种方法可以在以太坊上代表比特币，从而允许它在去中心化交易所进行交易。例如Wrapped Bitcoin、renBTC、sBTC等等。

尽管这些方法大多数都可以正常工作，但当涉及到资产托管或安全性方面时，它们通常会做出一定的权衡。

如果有一种交换本地资产的方法呢？例如，在比特币区块链上的比特币和以太坊区块链上的以太坊之间进行交易。

这正是Thorchain发挥作用的地方。

Thorchain是一种去中心化的流动性协议，允许在不同的区块链(例如比特币、以太坊或币安智能链)之间交换原生资产。

在管理流动性时，Thorchain使用了Uniswap或Bancor等协议中的流动性池模型。

在此模型中，流动性提供者将两种资产锁定在流动性池中。同时，这为想要在这两种资产之间进行交换，并支付少量费用的交易者提供了流动性，该费用将返回给流动性提供者。

Thorchain通常被解释为跨链Uniswap。尽管这两种协议之间存在一些较大的差异，但我们稍后将要解释，这通常是一个很好的简化方法，可帮助您理解Thorchain背后的一般概念。

在我们深入研究Thorchain的机制之前，让我们快速了解一下这个项目是如何形成的。

Thorchain历史

Thorchain在2018年的币安黑客马拉松上只是一个小项目。

在黑客马拉松结束后，Thorchain背后的团队继续研究，但决定在那年晚些时候暂停一些工作，因为他们正在等待创建一个功能完整的跨链去中心化交易所所需的一些缺失技术。

这些主要是Tendermint & Cosmos SDK和TSS （阈值签名方案）的有效实现。

看到该产品的可行性，团队决定进行一轮小型种子轮融资，并研究了基于名为Instaswap的Thorchain协议构建的去中心化交易所的概念验证，该协议后来在柏林的Cosmos 黑客马拉松上进行了演示。

在那之后，他们于2019年7月宣布了他们的第一个上市产品BEPSwap。BEPSwap的主要目标是实现BEP2资产交换，并且仅限于币安智能链。

同样是在2019年7月，该团队决定通过币安Dex的首次Dex发行筹集更多资金。IDO筹集了150万美元，足以推动该项目的进一步发展。

该团队继续致力于该协议的工作，最终于2021年4月发布了有限的主网版本，称为多链混沌网络(MCCN)。

有趣的是，直到今天，Thorchain团队仍决定保持匿名。

现在，让我们看看Thorchain是如何在后台运行。

工作的原理

Thorchain协议的核心是使用Tendermint和Cosmos SDK构建的节点网络。

这种方法使Thorchain可以创建具有自己的共识和网络层的独立区块链，而不必从头开始构建其所有元素。

Thorchain利用Tendermint BFT模型，即使所有节点有三分之一都开始出现故障，也可以使网络达成共识。

共识机制非常重要，因为Thorchain节点必须协同工作，例如为了记录来自其他区块链的交易。

为了了解它在实践中是如何工作，让我们来看一个简单的例子。

假设用户想要将比特币网络上的比特币交换到以太坊网络上的以太坊。

用户将标准的比特币交易发送到比特币库——由Thorchain网络控制的比特币地址。

Thorchain节点会持续监管托管库地址，以确认新的交易。

为了实现这一目标，每个Thorchain节点(又称THORNode)都包含一些主要组件。最重要的是：运行Thorchain区块链本身的服务；每个连接的区块链的完整节点，例如比特币或以太坊节点和Bifrost。

Bifrost协议充当Thorchain网络与其他网络(如比特币或以太坊)之间的连接层。它的主要职责之一是监视托管库地址，以便找到转换为THORChain见证交易的入站事务。

见证交易最初被记录为pending。这是Thorchain状态机中的状态之一。在大多数节点同意入站交易的状态之后，该交易将移至“已完成”状态。

此时，用户的比特币存款被记录在Thorchain区块链上。

交换的另一部分将以太坊发回给用户。

一旦完成新的入站交易，Thorchain协议将启动交换。交易记录在Thorchain区块链上，并且再次使用了Bifrost协议。这次是为了从以太坊出站金库中提取ETH。

使用相应的区块链链客户端(在本例中为以太坊客户端)，将此出站交易从Thorchain的内部表示转换为目标链的有效交易，并广播到相应的网络。

至此，交换完成，用户最终在其以太坊钱包中使用了以太坊。

尽管这听起来很简单，但是有很多细节可以实现。

TSS

为了签署交易，网络必须能够控制每个集成区块链上的托管库地址。

当然，在每个节点上存储私钥会带来巨大的安全风险，这也是Thorchain使用前面提到的阈值签名方案或TSS的原因。

TSS是用于分布式密钥生成和签名的加密原语。您可以将其视为multisig的更好版本。两者都致力于实现相同的目标，只有当达到某个特定的、先前设定的阈值时，才允许多方聚在一起签署交易。主要区别在于，multisig通常是在区块链的应用层上实现的，例如，作为以太坊上的智能合约，而TSS支持始终是可能的，而与区块链无关，因为它依赖于基本的加密元素。

这样使得签名交易的整个过程更便宜和安全。

尽管TSS有很多优点，但它还没有像其他流行的加密元素(如ECDSA或某些哈希函数)那样经过实战测试。

资金库

Thorchain架构的另一个有趣的细节是资金库的运作方式。

有两种类型的资金库：“入站”和“出站”。

入站资金库把大部分资金储存在系统中。它们更慢，但更安全，因为它们需要所有TSS签名者的1/3来签署交易，这甚至可能需要长达20秒的时间。

这将对整个系统造成很大的限制，因此Thorchain引入了由每个THORNode运行的较小、安全性较低的出站资金库。这些资金库速度更快，因为它们只需要运行其节点上的单个签名。这些资金库中的资金不得超过其债券资产价值的25%。我们稍后将详细介绍绑定过程，但这基本上创建了一些激励措施，从而阻止节点操作员从出站资金库中窃取资金。由于这些资金被用于出库交易，该资金库还不断被系统充值。

PoS和混合

如前所述，Thorchain使用Tendermint和Cosmos SDK。在此模型中，Thorchain网络用作权益证明(PoS)系统，在该系统中，希望能够签名和验证交易的节点必须抵押一定数量的RUNE代币。

在Thorchain生态系统中，这种将RUNE代币存入的过程也称为绑定。

在撰写本文时，要运行一个功能齐全的Thorchain节点，需要1,000,000枚价值约1800万美元的RUNE代币。

与PoS系统的大多数变体相比，代币的委托是不允许的。这有助于确保网络中的所有节点均得到平等对待，并且没有节点操作者可以长时间捕获大部分代币。

实际上，Thorchain网络上的所有节点都是匿名的，只能通过其IP地址和公钥进行识别。像其他系统中一样，没有允许授权的节点品牌推广或市场营销。

为了避免具有最高数量的RUNE代币的相同节点总是对交易进行签名，Thorchain引入了“混合”的概念。

网络维护着一组活动节点，并能够签署交易，而另一组节点则处于待机状态。

每5万个区块(大约每三天一次)启动一次混合过程，活动集中的最旧的或最不可靠的节点将替换为备用集中的节点。

混合可以确保满足质押标准的新节点最终可以轮流签署交易。此外，每次验证器组更改时，Thorchain网络都会将资金转移到新的资金库，以确保活跃节点仍可以访问资金。

目前，在支持BEPSwap的单链混沌网络中，有28个活动节点和45个处于待机状态的节点，在最近发布的多链混沌网络中，有11个活动节点和9个处于待机状态的节点。

目前，多链混沌网络处于扩展模式，这意味着从网络中混合的每个节点都会加入两个节点。

在达到Tendermint和TSS的极限之前，多链网络可以增长到99个节点。

即使网络增长到99个活动节点，它仍然可以通过具有分片资金库的功能来进一步扩展。

同样需要注意的是，即使运行一个功能完整的节点需要大量的RUNE，人们仍然可以在不绑定RUNE的情况下运行节点。这些节点能够验证交易，而不能签署交易。

RUNE代币

这将我们带到Thorchain体系结构的最后一个关键元素—RUNE代币。

RUNE为Thorchain生态系统提供动力，并提供了确保网络安全所需的经济激励措施。

系统中的所有流动性池都由本土代币和RUNE组成。例如，要从比特币转换为以太坊，交易必须通过BTC-RUNE和ETH-RUNE池。在此模型中，每个资产都必须与RUNE配对。与使用Uniswap可以从任意2种资产中创建一个资金池的系统相比，这通常导致资金池数量减少。

除此之外，Thorchain节点必须通过绑定特定数量的RUNE来满足质押标准。然后，该债券被用于担保池中的资产，以确保系统的安全。如果节点试图从协议中窃取资金，它们的债券将被扣除它们所窃取的资产数量(1.5倍)，从而使资金池变得完整。此外，如果节点不能提供可靠的服务，则它们自身将面临被削减债券的风险。

Thorchain协议还鼓励节点操作员始终绑定最佳数量的RUNE。这是通过一种叫做激励钟摆的机制来实现的。

激励钟摆旨在将系统保持在最优状态。这是系统中所有67%的RUNE被绑定，并且33%的RUNE被合并到资金池中的时候。

如果流动性池中的资金过多，则网络会增加节点运营商的奖励，并减少流动性提供者的奖励。如果节点担保的资金过多，则系统会增加对流动性提供者的奖励，并减少对节点运营商的奖励。

在最优状态下，资金池中每100万美元的资产，节点将绑定价值$ 2M的RUNE。

除此之外，RUNE还用于支付网络上的交易费用，补贴向不同网络发送交易所需的gas，并参与Thorchain治理，在此用户可以发出信号，指示网络下一步应该添加哪些区块链和资产。

Uniswap

正如我之前提到的，Thorchain和Uniswap或以太坊上任何其他去中心化交易所之间都有很大的区别。让我们来看看其中的一些。

首先，Uniswap仅允许交换ERC-20代币，因此，如果我们想交易来自其他区块链中的资产，则必须以包装或合成代币的形式表示。Thorchain允许交换本土资产而无需对其进行包装。

Thorchain的交易既要收取固定的网络费用，也要收取动态的基于单据的费用。这意味着产生更多滑点的交易将被收取更多的交易费用。这使得机器人更难从交易中提取价值，例如三明治攻击。这是一种影响流动性池价格的流行方式，导致用户交易产生价差。

就交换速度而言，以太坊上的资产可以在1个以太坊区块进行交换，平均每13秒发生一次。在Thorchain上，情况有点复杂。交换时间取决于我们要在哪个网络之间交换。如果从比特币到以太坊进行交换，则在比特币网络上至少要花费1个区块（平均10分钟），再加上Thorchain区块链上执行交换的内部时间，以及以太坊出站交易大约需要13秒。

有趣的是，从以太坊到比特币的交换速度要快得多，因为Thorchain网络只需等待以太坊交易，然后再发送出站比特币交易，这将导致接收钱包的比特币UTXO可以在交易后立即可用并广播。

此外，作为独立的区块链Thorchain失去了以太坊上去中心化应用程序的一些优势。其中之一是可组合性。例如，可以将Uniswap交易合并到更复杂的合约中，作为一项交易的一部分。这对于Thorchain交换是不可能的。

当然，Thorchain网络也远不及比特币或以太坊网络去中心化，该系统依赖于强大的经济激励措施。

考虑到Thorchain的用例与比特币网络(确保价值超过1万亿美元的资产)或以太坊网络(确保锁定在智能合约中的数十亿美元)完全不同，这并不一定很糟糕。

对于它的主要用例是在不同区块链之间交换资产，大多数用户在很长一段时间内不会将他们的资产存储在Thorchain区块链上，看起来它可以足够去中心化。

总结

在期待已久的多链混沌网络发布后，Thorchain团队正专注于发展Thorchain生态系统，同时确保系统按预期运行。

与Thorchain协议进行交互时，用户有多种选择。他们可以使用Thorswap或Asgardex等去中心化交易所，也可以使用ShapeShift等Thorchain集成的钱包。

未来，我们将看到更多应用程序和钱包与Thorchain集成。

最重要的是，看起来我们应该会看到更多的区块链和资产被启用，更多Thorchain节点加入该网络，并希望看到越来越多的交易量和总价值锁定在流动性池中。

最终，额外的保护措施将被取消，chaosnet将成为主网。

Thorchain显然看起来像是一个有趣的协议，并且是DeFi生态系统中缺失的部分，它使人们可以在不使用中心化交易所的情况下在本地资产之间进行交换。

那么您如何看待Thorchain？它未来能发展到什么程度？

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