Что такое кроссчейн-мосты?

Что такое кроссчейн-мосты?

Это децентрализованные приложения, позволяющие переводить один и тот же актив между различными блокчейнами.

Кроссчейн-мосты позволяют перемещать токены различных стандартов (ERC-20, BEP-20 и других) между блокчейнами. Существуют и кроссчейн-мосты, позволяющие переводить средства между блокчейнами, построенными по разным технологиям (биткоин, Ethereum, Litecoin, Dogecoin), а также между решениями масштабирования второго уровня (Arbitrum, Optimism).

Для осуществления переводов между блокчейнами могут создаваться обернутые активы, использоваться пулы ликвидности в нескольких экосистемах. Также перевод средств могут осуществлять узлы ретрансляции, обладающие ликвидностью в разных блокчейнах.

Для использования кроссчейн-моста требуется подключиться к нему при помощи Web3-кошелька, например MetaMask. После отправки средств через децентрализованное приложение они поступят на адрес отправителя, но уже в другом блокчейне. При этом операция кроссчейн-перевода несущественно отличается от свопа внутри одного блокчейна с использованием некастодиальных бирж.

Почему кроссчейн-мосты сложно реализовать?

Операция обмена между пользователями, один из которых хочет купить актив А, а другой продать его за актив Б, при отсутствии доверия между ними требует наличия третьей стороны (гаранта). Гарант получит актив А от продавца, а также средства от покупателя (актив Б). После получения средств от обоих пользователей, гарант переведет средства каждому из них, завершив операцию обмена.

Такой алгоритм может использоваться при любых обменных операциях. В роли гаранта может выступать биржа. При обмене активов в пределах одного блокчейна гарантом может выступать смарт-контракт. 

Смарт-контракт обеспечивает асинхронное блокирование средств каждого из пользователей, а после отправки выполняется их разблокировка и передача требуемых активов каждому пользователю. До последнего времени такой способ обмена не был широко распространен, поскольку требовал одновременного наличия продавца и покупателя, готовых в текущий момент времени обменять средства в одинаковом объеме. 

В существующих некастодиальных биржах для обмена требуются поставщики ликвидности (LP), блокирующие средства. При совершении обменных операций средства пользователя поступают в пул ликвидности в одном активе, взамен пользователь получает средства в другом активе. Все указанные операции осуществляются при помощи смарт-контрактов и не требуют наличия гаранта.

Но смарт-контракты могут выполняться только внутри одного блокчейна (например, Ethereum). При необходимости перемещения активов в другую экосистему такой алгоритм не будет работать, поскольку смарт-контракт не позволяет взаимодействовать с ней.

Для кроссчейн-переводов необходимы специальные алгоритмы, позволяющие взаимодействовать с несколькими блокчейнами. Также требуются поставщики ликвидности в разных системах. Для реализации указанных алгоритмов, широко используются решения масштабирования второго уровня.

Смарт-контракты L2-решений позволяют получать информацию из других экосистем, включая сведения о проведенных транзакциях в блокчейнах биткоина, Ethereum, Binance Smart Chain (BSC) и других. Также они могут взаимодействовать с внешними данными, получая информацию из аналитических интернет-ресурсов посредством оракулов.

Как использовать обернутые токены для кроссчейн переводов?

Одно из решений, позволяющих перемещать активы между блокчейнами, требует использования обернутых токенов. Активы перемещаются, используя две парные операции: блокирование монет — выпуск обернутых монет и сжигание монет — разблокировка монет, а также комбинации из этих операций. 

Подобный подход реализован в проекте Ren. Он хорошо подходит для перемещения активов между различными блокчейнами. Рассмотрим более детально кроссчейн-мост между биткоином и Ethereum в проекте Ren. 

Для кроссчейн-перевода пользователь отправляет BTC на биткоин-адрес, сгенерированный децентрализованным приложением, указав при этом свой адрес в блокчейне Ethereum. Отправленные средства блокируются, а взамен пользователь получает обернутые Ethereum-токены renBTC. Последние являются монетами стандарта ERC-20 и привязаны по стоимости к цене базового актива. Их можно свободно обменивать и переводить любому другому пользователю.

Любой держатель renBTC может получить за них базовые активы в блокчейне-источнике (в данном случае — биткоин). Чтобы получить средства в BTC, пользователю необходимо отправить renBTC на сгенерированный приложением адрес. После этого будет выполнено сжигание монет, а пользователю переведутся средства на его адрес в блокчейне биткоина.

Использование обернутых активов для перевода стейблкоинов между EVM-совместимыми блокчейнами не является целесообразным в связи с существованием более прогрессивных решений. Реализация перевода USDC из Ethereum в BSC путем выпуска renUSDC не будет востребована, поскольку в этой сети уже существует токен USDC.

Как блокчейн-посредник позволяет реализовать кроссчейн-мост?

Перспективный способ перевода активов между различными сетями — использование специализированного блокчейна. 

Подобный механизм реализован в проекте THORChain, использующем нативный токен RUNE. Технология требует поставщиков ликвидности, которые вносят свои средства в пул и получают от этого доход. 

Алгоритм предполагает внесение средств в пулы ликвидности в двух блокчейнах, одним из которых является THORChain. При этом большая часть средств депонируется в токенах RUNE и выступает в качестве залога, а другая часть используется для выполнения обменных операций. Проект позволяет обменивать активы из различных блокчейнов, отличающихся по стоимости.

Обменная операция проходит в два этапа с использованием децентрализованного приложения. Сперва осуществляется обмен актива из блокчейна-источника на токен RUNE, используя средства из первого пула ликвидности.

На втором этапе токен RUNE обменивается на актив в блокчейне назначения, при этом используется второй пул ликвидности. 

Рассмотрим более детально обмен BTC на ETH. Для этой операции необходимы два поставщика ликвидности, один из которых предоставляет BTC и RUNE, а другой – ETH и RUNE. 

Все операции проводятся через децентрализованное приложение. После подачи заявки на перевод средств пользователем и указания адреса в блокчейне назначения Ethereum ему необходимо перевести BTC на указанный приложением адрес.

BTC поступают первому поставщику ликвидности, который переводит соответствующую по стоимости сумму в RUNE второму LP. Второй поставщик ликвидности, получив средства в RUNE, переводит ETH в блокчейне Ethereum на указанный пользователем адрес.

Эти операции осуществляются поставщиками ликвидности в автоматическом режиме, а гарантией честности LP выступают залоговые средства, превышающие по стоимости средства, используемые для обменных операций. Наличие двух пулов ликвидности позволяет обменивать активы в прямом и обратном направлениях. 

THORChain позволяет переводить стейблкоины (USDT, USDC и другие) между EVM-совместимыми блокчейнами — Ethereum, BSC, Huobi ECO Chain (HECO) и т. д. Ограничения на типы активов и блокчейны, между которыми могут проводиться обменные операции, отсутствуют. Единственным требованием является наличие соответствующих пулов ликвидности.

Как выполняется перевод между EVM-совместимыми блокчейнами?

Для перевода активов между EVM-совместимыми блокчейнами целесообразно использовать L2-решения. Взаимодействуя с основными сетями при помощи смарт-контрактов, они могут обеспечить быстрый перевод активов, а также обмен между системами как первого так и второго уровней.

L2-решения позволяют создать универсальный алгоритм перевода средств между блокчейнами. При наличии поставщиков ликвидности в блокчейне-источнике и блокчейне назначения передача активов осуществляется только между этими системами, используя средства одного поставщика ликвидности.

При отсутствии одного LP, обладающего активами в блокчейне-источнике и блокчейне назначения, могут использоваться одна или несколько промежуточных цепочек. В качестве посредника может выступать блокчейн первого и второго уровней. В каждом из них будут формироваться каналы передачи активов.

В качестве обобщенного примера рассмотрим алгоритм передачи средств с использованием промежуточного блокчейна при помощи кроссчейн-моста cBridge от Celer Network.

Узел A является пользователем, владеющим средствами в цепочке 1, который желает передать эти средства узлу D в цепочке 3 (для перевода активов один и тот же пользователь должен быть представлен адресом A в цепочке 1, а в цепочке 3 — адресом D).

При отсутствии поставщика ликвидности, обладающего активами в цепочках 1 и 3, децентрализованное приложение выбирает два узла ретрансляции B и C. Узел ретрансляции B владеет активом в цепочках 1 и 2 и является провайдером ликвидности при проведении обменных операций между этими цепочками. 

Узел ретрансляции C аналогичным образом соединяет цепочки 2 и 3. Для реализации кроссчейн-перевода используются смарт-контракты, которые разворачиваются в трех цепочках и формируют три канала передачи активов, связывающие узлы A, B, C и D. 

Узлы ретрансляции B и C являются поставщиками ликвидности, а также обеспечивают маршрутизацию платежей. За предоставление этих услуг они получают вознаграждение. 

В отличие от традиционной модели взаимодействия с поставщиками ликвидности, используемой на некастодиальных биржах, предоставленные узлами ретрансляции средства не блокируются на длительное время. Они будут заблокированы только во время обменной операции в объеме, требуемом для ее проведения. 

Для реализации этого алгоритма в cBridge используются смарт-контракты с временным блокированием средств — Hashed Time Lock. При совершении кроссчейн-переводов средства передаются от пользователя к поставщику ликвидности с использованием смарт-контракта, предусматривающего блокирование активов на определенный период времени. За это время узлу ретрансляции необходимо передать активы пользователю в блокчейне назначения.

Если на протяжении этого времени узел не выполнит перевод, заблокированные средства вернутся назад пользователю.

Архитектура Celer Network реализуется при помощи программного обеспечения с открытым исходным кодом, что позволяет кому угодно создать подобный узел ретрансляции. Но рассмотренный алгоритм на базе смарт-контрактов обеспечивает защиту пользователя от потери средств в случае, если узел ретрансляции окажется вредоносным.

Какие существуют кроссчейн-мосты?

Вслед за стремительным развитием DeFi и некастодиальных бирж начали появляться децентрализованные приложения, реализующие кроссчейн-переводы. Большинство имеет похожий интерфейс, но алгоритмы их работы могут существенно отличаться. Наиболее популярные кроссчейн-мосты:

• cBridge. Проект, специализирующийся на L2-решении с использованием смарт-контрактов для кроссчейн-переводов. Предоставляет возможность перемещения стейблкоинов, а также ограниченного числа токенов на базе Ethereum, BSC, HECO и других экосистем, а также между различными сетями второго уровня (Arbitrum, Polygon и т. д.).

• Hop Exchange. Это L2-решение использует смарт-контракты для перевода активов между блокчейнами второго уровня (Arbitrum, Polygon и т. д.). Операции осуществляются в стейблкоинах.

• xPollinate. Кроссчейн-мост использует смарт-контракты для переводов стейблкоинов между BSC и решениями второго уровня (Arbitrum, Polygon и т. д.).

• THORChain. Проект является блокчейном-посредником и позволяет обменивать BTC, LTC, BCH и другие активы. Обмен осуществляется между соответствующими блокчейнами, а также Ethereum и Binance Chain. Для обмена доступно также большое количество токенов стандартов ERC-20, BEP-20, включая нативные монеты.

• AnySwap. Проект использует несколько технологий кроссчейн-переводов. Предоставляет возможность обмена большого числа токенов в блокчейнах Ethereum, BSC, HECO, OKExChain, а также между различными L2-решениями.
• Ren. Кроссчейн-мост позволяет переводить BTC, BCH, DOGE, ZEC и другие активы из соответствующих блокчейнов путем создания обернутых токенов, а также выполнять обратные переводы. Блокчейны назначения: Ethereum, BSC, Polygon, Arbitrum и другие.

Как использовать кроссчейн-мост cBridge?

Перемещение актива между двумя блокчейнами во многом похоже на своп внутри одного блокчейна. Рассмотрим в качестве примера перевод токена USDC из Arbitrum в Binance Smart Chain с использованием cBridge.

В случае проведения свопов в одном блокчейне необходимо подключится к кроссчейн-мосту при помощи Web3-кошелька вроде MetaMask. После этого в правом верхнем углу появится выбранный блокчейн и ваш адрес.

Интерфейс, позволяющий осуществить кроссчейн-перевод, достаточно прост. Необходимо указать блокчейн-источник и блокчейн назначения, а также сам актив.

В нашем случае выберем Arbitrum в качестве источника и Binance Smart Chain в качестве назначения, актив — USDC.

Перед обменом необходимо убедиться, что для проведения операции достаточно ликвидности. Последняя по некоторым направлениям может отсутствовать или ее может быть недостаточно.

После выбора основных параметров вводим сумму перевода (например, 50 USDC). Если направление активно (существует узел ретрансляции для данного направления) и ликвидности достаточно для перевода, вы увидите в нижнем окне сумму к получению (49,6 USDC) и комиссию (0,39 USDC). Если все параметры устраивают, можно нажимать Transfer.

На следующем этапе потребуется подтверждение использования токена USDC от MetaMask. Этот шаг нужно сделать только один раз, последующие переводы USDC из Arbitrum не будут требовать подтверждения. Далее, необходимо направить запрос на проведение кроссчейн-перевода.

Приложение попросит подтвердить взаимодействие со смарт-контрактом, за что взимается комиссия. После подтверждения в MetaMask нужно подождать некоторое время, пока транзакция не подтвердится на уровне блокчейна.

После отправки запроса на проведение перевода узлу ретрансляции необходимо подождать некоторое время, пока тот ответит. После этого необходимо выполнить перевод средств, нажав соответствующую кнопку и подтвердив операцию в MetaMask.

После перевода средств узел ретрансляции отправит активы на ваш счет в блокчейне назначения. По завершении обмена вы увидите информацию об успешном кроссчейн-переводе.

Осталось только переключить блокчейн в MetaMask на блокчейн назначения и проверить счет. Узнать детали транзакции вы сможете, воспользовавшись блокчейн-обозревателем.

Подробная инструкция по использованию кроссчейн-моста cBridge от Celer Network.

Какие перспективы у кроссчейн-мостов?

Существующие тенденции показывают, что сценарий, при котором один из блокчейнов станет доминирующим и вытеснит другие решения, маловероятен. Невзирая на широкие возможности Ethereum, появляются L2-решения, позволяющие получить значительные преимущества — высокую скорость транзакций, меньшие комиссии, большую гибкость и функциональность.

Бурно развивается ряд экосистем на базе EVM-совместимых блокчейнов (Binance Smart Chain, Huobi ECO Chain и других). Существование множества конкурирующих блокчейнов обусловливает необходимость кроссчейн-переводов.

В таких операциях широко используются стейблкоины. Эти активы существуют на разных блокчейнах, они не подвержены значительным ценовым колебаниям. В стейблкоинах удобно хранить стоимость длительное время.

В связи со значительным развитием сферы DeFi кроссчейн-мосты становятся все более популярными в сравнении с обычными биржами. Технологии востребованы на рынке, появляется все больше новых проектов, что говорит о перспективности данного направления.