cBridge 2.0: 基於Celer狀態守衛者網絡的通用跨鏈平臺

自cBridge 1.0版本上线以來，我們的跨鏈資金總量持續每周成倍增長，在上线第一個月，我們只處理了$10M的跨鏈轉账金額，而在接下來的一個月中，cBridge跨鏈資金總量上漲到了$170M，每日跨鏈資金也穩定突破$10M關口。cBridge節點的流動性提供者，在沒有任何額外激勵的情況下，僅僅從跨鏈手續費上，就能獲得45%的年化收益。這確實令人激動，但，這只是一個开始。

今天我們高興地宣布cBridge 2.0的升級計劃, 並對這個充滿創新的升級做一個簡要的介紹。

cBridge 2.0的技術架構將帶來目前市場上最優的跨鏈交易體驗，這將基於向用戶提供更好的流動性深度、向cBridge節點和不想運行節點的流動性提供者（LP）提供最高效和易用的流動性管理方式，並向开發者提供廣義跨鏈消息傳遞功能，以支持跨鏈NFT、跨鏈DEX等更多應用。cBridge 2.0所有功能的實現都是基於對CELR質押驅動的狀態守衛者網絡（State Guardian Network，以下簡稱SGN）的升級，進而進一步增強SGN網絡的價值捕獲。

cBridge入口：cbridge.celer.network

本文內容簡要：

cBridge 2.0 實現了怎樣的優化？

對於不想太關注技術實現細節的讀者，下面我們將簡要介紹cBridge 2.0的升級與優勢。

對於用戶：

• 更好的流動性深度：支持更大的單筆跨鏈交易。

• 更簡便的使用流程：提供一鍵轉账功能。

• 支持轉账為原生手續費代幣(gas token)：例如BSC上的WETH可直接跨鏈轉為Arbitrum上的原生ETH，用來支付Arbitrum上的手續費。

• 對多鏈和token的拓展及支持。

• 橋接節點服務質量保障機制：對於選擇使用橋接節點的用戶，新引入服務質量保險機制，我們將對掉线節點進行懲罰並對用戶進行賠償。

對於流動性提供者（LP）和cBridge節點：

• 提供流動性不一定要運行節點：在cBridge 1.0當中，提供流動性的唯一方法就是去運行一個cBridge節點。在2.0中，我們增加了一個新的模式，在這個模式中，SGN本身將作為一個cBridge節點存在。流動性提供者可以將流動性代理給SGN所運行的這個共管節點，在獲取跨鏈手續費的同時不需要自己再額外運行cBridge節點。

• 最優的流動性管理體驗：比起其他跨鏈方案，cBridge 2.0的LP不需要鑄造合成token，不需要強行加入一個高波動性的AMM流動性池，不需要承受高額無常損失。只需要簡單地提供單幣流動性，並且可以靈活掌握自己的流動性分布從而進行套利。

• 極高的流動性效率：比起其他跨鏈方案，cBridge 2.0不需要額外的雙倍流動性鎖定，從而提高流動性的單位價值和效能，最大化優化LP收益。

• 合理的流動性重平衡設計：cBridge 2.0 通過SGN對流動性統一共管，根據供需支持和生成最優非對稱AMM曲线，從而激勵套利者和LP維護整體網絡的流動性充足和對稱穩定。

• 最優的自管模式cBridge節點調度：對於那些選擇自運行並管理cBridge節點的流動性提供者，SGN將進行統一的最優化用戶體驗調度。

對於在SGN中質押CELR的用戶和驗證人節點：

• 價值捕獲：由於SGN的質押人和驗證人為cBridge 2.0提供了不可或缺的服務，SGN中的CELR質押人將會直接通過cBridge跨鏈手續費和流動性挖礦獎勵來捕獲網絡價值。

• 協議治理：各類系統參數，比如價格曲线、費用比例等等都是通過一個基於CELR質押的分布式協議進行治理的。

對於开發者：

• 前端SDK的白標：允許各類多鏈dApp在本地整合cBridge的功能，讓用戶直接在其dApp內部進行跨鏈。

• 提供跨鏈消息傳遞功能以支持NFT跨鏈等其他應用：能夠讓开發者开發相比簡單的資產跨鏈更加復雜的應用，如跨鏈NFT和跨鏈DEX等等。

那么，我們是如何在cBridge 2.0中實現所有這些新的功能和特性的呢？

答案：Celer的狀態守衛者網絡-SGN。

在cBridge 2.0中，我們拓展了SGN的功能，以支持兩種不同的橋接模式，同時滿足不同類型用戶和LP的偏好。在本文中，我們將進行對系統整體架構的介紹。

狀態守衛者網絡回顧

狀態守衛者網絡（State Guardian Network，SGN）是Celer整體架構的核心組成部分。在 Celer 的總體系統架構中，SGN 是一個特殊的PoS 鏈，用於監控與 L2 狀態相關的 L1 事件，並在需要時忠實地將第 2 層信息傳遞回第 1 層。 

在 Celer 狀態通道中，SGN 幫助存儲通道狀態，並在需要時響應 L1 上的惡意結算。在 Celer layer2.finance rollup 鏈中，SGN 擴展為一個去中心化的出塊網絡，將call data和 state roots傳遞回 L1 。在Rollup的運行模式中，即使整個 PoS 共識失敗，任何SGN節點仍可以將fraud-proof上鏈以保證系統安全。 

CELR 持有者可以通過成為SGN驗證者或通過委托的方式將CELR質押到 SGN 中，並積極提供上述服務。CELR 質押者通過提供上述服務以獲得質押獎勵和對應服務費用。 

SGN 作為 cBridge 節點網關和服務水平協議 (SLA) 仲裁者

cBridge 1.0 的節點設計選擇和限制

在 cBridge 1.0 中，當 cBridge 節點加入網絡時，它會向一個網關服務注冊各種信息，例如費用表和流動性狀態。該網關將持續監控 cBridge 節點的狀態和性能。當發出用戶請求時，它被定向到網關。網關根據流動性可用性、歷史橋接成功率、費用等評估注冊節點。然後它為該請求建議最合適的橋節點。在 1.0 中，我們選擇使用中心化網關來快速學習各種調度策略的操作經驗。 

1.0 網關提供給用戶的實際上是「僅供參考」 的建議去使用某些 cBridge 節點。盡管 cBridge 1.0 是採用非托管架構構建的，用戶永遠不需要為了他們的資金安全而信任節點，但確實存在與「節點可用性」相關的用戶體驗問題。舉個例子，如果用戶向一個節點發送了條件轉账（HTLC的第一部分），但該節點在兩步HTLC轉移完成之前下线，用戶將不得不等待條件轉移超時，而掉线cBridge節點不會因此而受到任何懲罰，用戶也得不到任何對等待時間的賠償。

我們通過 SGN 在 2.0 中解決了這兩個限制。 

通過 SGN 進行去中心化和高效的cBridge節點調度

在 2.0 中，我們首先將所有中心化網關邏輯，作為分布式服務遷移到分布式的SGN上。cBridge 節點將根據其費用偏好、流動性可用性等向 SGN 注冊，而不是向中心化網關服務注冊。 

當用戶提出請求時，正常的系統流程如下：

• 用戶查詢 SGN 的當前狀態以獲得估算的交易費用和流動性可用性。 

• 如果估算的費用是可以接受的，用戶發送 HTLC 轉账的前半部分，並指定最大費用容忍度。

• SGN 監控並接收交易。它根據節點調度規則為交易分配一個或多個cBridge注冊節點。這個交易分配被寫在 SGN 鏈上，也在被標記在用戶的 HTLC 轉账中。 

• 被分配的節點接受分配並通過完成剩余的條件轉账來進行響應。

• SGN 繼續監控和跟蹤改交易，一旦交易成功完成，與此交易相關的狀態將從 SGN 鏈中清除。

基於此，將實現更具可擴展性的 cBridge 節點增長以支持共識和無偏見節點的選擇過程。但將cBridge節點遷移到SGN的好處不止如此。

橋節點SLA保證金和罰沒機制 

與1.0的網關不同，在SGN作為調度層（網關）的架構下，SGN監控跨鏈交易的全過程。作為去中心化的 PoS 鏈，SGN 現在可以提供的不僅僅是「僅供參考的建議」，它還可以對無法「按照承諾」完成分配的跨鏈轉账的 cBridge 節點實施處罰。 

當 cBridge 節點向 SGN 注冊時，它可以在池合約中放置與某些服務水平協議（SLA）承諾（例如可用性、費用水平和流動性儲備）相關聯的「SLA 保證金」（即一堆具有價值的代幣）。如果 SGN 確定該節點違反了 SLA，例如節點在未完成轉账時下线，SGN 可以罰沒其保證金，作為對用戶體驗下降和流動性機會成本的補償。（注意， 這裏永遠不存在用戶資金損失的可能性，上述補償只是針對「資金卡住」造成的機會成本損失。） 

在節點選擇期間，SLA 保證金的可用價值是節點調度分配過程中考慮優先級的關鍵因素。誠實可靠的 cBridge 節點有很強的意愿去質押保證金，以增加他們在橋接過程中被選中的機會。另一方面，不太可靠的節點將被趕出系統或者作為優先級最低的選項。

通過分布式的「SGN 網關」支持的 SLA 保證金功能，cBridge節點可進行高質量SLA 運行。這旨在為希望保持「自托管流動性」的流動性提供者提供一個健康、快速增長和去中心化的 cBridge 節點運營商網絡。

有些人可能會說，由於 PoS 共識存在失敗的可能性，SLA 保證金可能會被錯誤地罰沒，因此設置SLA 保證金就不能稱為100%自托管。

我們想強調的是，SLA 保證金只需要佔總流動性的很小一部分，即可高效確保流暢的用戶體驗和有自我修復能力的 cBridge 節點運營商生態系統。這是一個非常值得的取舍，最重要的是，整個跨鏈過程，從用戶角度而言，始終是「非托管」，不存在任何資金風險問題。 

節點調度規則 

節點調度規則設計的原則是優化用戶體驗。我們構建了一個「節點質量得分」的經驗公式，以結合多個因素，例如節點 SLA 中的參數（費用、響應時間）以及歷史性能（例如成功率、平均響應時間）。在為用戶請求選擇節點時，我們根據這個分數對節點進行優先排序。我們希望這個公式能夠通過協議治理，通過經驗式操作經驗隨着時間的推移進行迭代和優化。

這種模式相比同樣是自托管架構的Connext新推出的nxtp協議來說，cBridge的用戶交互更簡單，延遲更小，成本更低，無需復雜的多節點拍賣過程，並且能切實保證節點服務水平，保護用戶利益。

SGN 作為共享流動性池管理器

無需運行 cBridge 節點即可提供流動性

前文所述的改進更多是為能夠自己運行 cBridge 節點的自托管 LP 設計的。但是，我們認識到有大量 LP 和用戶想要提供流動性但不想自己運行 cBridge 節點，同時他們也對 SGN 與 CELR staking 的 PoS 共識提供的安全級別感到滿意。此外，通過共享流動性池模型，可以輕松啓動整個網絡的流動性，從而更快地促進更好的用戶體驗。  

因此，在 cBridge 2.0 中，我們引入了一種全新的操作模式：SGN 作為一個整體來管理多條鏈上的共享流動性池合約。這其實就是將SGN 這個本身就是分布式的PoS鏈，及其管理的流動性池這一個整體視為單個「節點」，並為 LP 提供了一個選項，使其可以輕松地向SGN委托流動性，獲取跨鏈手續費收益，同時不需要運行任何節點。 

那么，該模型能提供什么樣的安全保證？

PoS 級安全和去中心化治理

在 cBridge 2.0 的這個模式中，共享流動性池合約通過 SGN 的 PoS 共識進行管理。轉移池合約中的資金需要 CELR 質押加權多重籤名。只有當超過 ⅔ 總權益的節點是惡意的，資金池才會有風險。我們要強調的是，隨着 cBridge 跨鏈交易數量的增加和cBridge網絡捕獲總價值的增長，任何節點試圖惡意行為都會自然而然地增加難度和成本。這和其他利用TSS多籤的解決方案從安全性上面有本質區別，因為TSS本身不綁定任何代幣質押，所以其安全性也無法隨着網絡價值的增長而增長。

SGN 中的驗證者治理模型是开放的和去中心化的：SGN 允許新的驗證者被選舉出來並通過 Staking 治理過程加入驗證者集合，而無需任何特殊的協調過程。 

簡潔的流動性提供者（LP）體驗和高流動性效率

那么在這個模型中 LP 是如何管理他們的流動性的呢？現有的解決方案比如Hop Protocol和Thorchain，要求 LP 將代幣流動性與另一種協議控制的結算代幣一起放入鏈上 AMM 池中。但是這種模型有一些缺點：

• 比如Thorchain要求 LP 使用高度不穩定的結算代幣Rune，因此必然會使 LP 遭受重大的無常損失。 

• 即使在通過原生的流動性代幣鑄造合成代幣的情況下，LP 在跨多個鏈添加、移除和重新平衡流動性時仍然面臨復雜的運營开銷。 

• 比如Hop Protocol在需要「bonder」提供流動性的情況下，流動性效率較低，因為任何跨鏈轉账對流動性的實際需求是其必要流動性的兩倍。 

cBridge 2.0通過全新設計解決「流動性歸屬問題」，提供簡單的LP體驗和高流動性效率。為了更好地理解我們的系統設計，我們將首先解釋「流動性歸屬」的含義。在任何多鏈橋接系統中，當用戶從源鏈向目標鏈發送資金時，LP（或聚合池）本質上是向目標鏈上的用戶支付資金，同時從源鏈上的用戶接收資金。現在，假設有一個 LP 為鏈 A 上的系統提供流動性。當用戶從鏈 B 向鏈 A 發送資金時，LP 的流動性本質上是「重新分配」的：他們在A鏈上的流動性減少了，他們在B鏈上的流動性增加了。流動性歸屬問題被定義為「系統如何讓每個 LP 知道他們所有的流動性在哪裏」以及「如何有效管理流動性以優化交易費用收益率」。 

基於 AMM 池的解決方案通過在 AMM 池中分配結算代幣和原生代幣來隱式跟蹤 LP 的流動性。橋接結構（例如 TSS 驗證器或 L2 到 L1 消息傳遞協議）僅管理跨鏈結算代幣的鑄造和銷毀。用戶將始終需要為從結算代幣到目標鏈上的原生代幣的 AMM 交換支付費用；有時甚至在源鏈上也是如此。當網絡中發生流動性失衡時，將流動性從流動性充足的鏈轉移到流動性稀缺的鏈以套利滑點是有意義的。套利者將有動力通過將資金從流動性稀缺鏈發送到流動性充足鏈來重新平衡流動性。 

同時 LP 有更強的動力來平衡流動性，因為他們不需要支付額外的過橋費來收獲套利收益。但是，LP 的重新平衡過程非常復雜。例如，如果我們將流動性稀缺鏈表示為 S，將流動性充足鏈表示為 A，LP 將需要採取以下步驟：

• 從S的AMM池中移除流動性。 

• 將結算代幣從S移至A。 

• 將結算代幣以溢價出售給A上的AMM池換回原生代幣。

• 將原生代幣移回S。 

• 在S上購买結算代幣。

• 將流動性添加回S的AMM池。 

上述步驟不僅會造成一定操作費用，還會造成顯著的交易和時間成本。

在cBridge 2.0中，我們認為橋接結構（在我們的例子中是SGN）可以高度優化，與鏈上智能合約操作相比，從根本上降低成本。因此，在 cBridge 2.0 中，系統中每個 LP 的流動性都被明確跟蹤。添加流動性超級簡單：只需通過一筆交易將原生代幣添加到流動性池合約中，SGN 就會在 SGN 的鏈狀態中記錄每個 LP 的流動性金額。本質上，SGN 在其鏈狀態中維護了一個 (chain_id, LP_address, token_type, balance) 表。

在處理跨鏈轉账請求時，SGN 將使用整個池的流動性來計算滑點和定價（下一節將詳細介紹），然後 SGN 將 LP 視為「虛擬 cBridge 節點」，並根據 LP 的流動性分配轉移請求。一個簡化的概念理解是，對於每個轉账請求，每個目標鏈的 LP 流動性余額將與其可用流動性成比例地減少，而它們在源鏈上的流動性余額將增加。當然在實際工程實現中，我們使用隨機採樣和近似算法等方法最小化狀態變化和成本，同時保持 LP 之間的統計公平性。這部分在我們的技術文檔中有更詳細的體現。 

這樣的架構同樣適用於基於套利者的流動性平衡，這種設計還為 LP 在管理其流動性時提供了最大的靈活性。每個 LP 都可以清楚地看到在任何給定時間內他們的流動性是如何分配的。這使他們能夠在選擇移除或增加任何鏈的流動性時充分了解當下情況。這將流動性重平衡過程從 6 個步驟簡化為 3 個步驟，且沒有 AMM 交換成本：

• LP直接在A中移除原生代幣的流動性。由於系統中的滑點，在這第一步中，LP就已經鎖定了滑點套利收益。

• LP將原生代幣從A移動到S。

• 在S的池中添加原生代幣。 

LP 仍然可以從單個鏈或特定鏈的任何組合中移除所有流動性。在 cBridge 2.0 中，這樣做的方式是觸發內部跨鏈轉账，並將 LP 視為用戶，將其流動性轉移到所需的鏈上，然後移除流動性。、請注意，在這種情況下，LP 將承擔跨鏈轉移的系統滑點。然而，這與直接為基於 AMM 的鏈上解決方案交換結算代幣沒有什么不同，實際上成本更低。 

更重要的是，cBridge 2.0中，LP 直接使用原生代幣流動性，因此不會遭受高額的無常損失。尤其是對比Hop Protocol，cBridge無需任何額外的bonder流動性鎖定要求，從而達到最高的流動性效率，獲得最佳的流動性費率收益。

跨鏈橋接定價以激勵平衡的流動性

在跨鏈橋接系統中，同一原生代幣的流動性存在於多個鏈上。隨着不同鏈對相同原生代幣的需求發生變化，不同鏈上相同代幣之間的固有定價也會動態變化。這是基於使用原生橋在不同鏈之間轉移的潛在成本以及這些不同鏈上流動性的供需平衡。 

對於任何橋接解決方案來說，能夠通過設計適當的聯合曲线（bonding curve）捕捉這種固有的價格變化非常重要。這為 LP 創造了重要的激勵，以利用「規模經濟」重新平衡多個鏈的流動性，來維持一個具有充足且平衡的流動性的網絡來處理所有用戶請求。 

繼續秉持我們「智能架構」的設計原則，我們在 SGN 內部建立了一個受Curve穩定幣AMM啓發的聯合曲线定價機制。當用戶將代幣從一條鏈轉移到另一條鏈時，SGN 將根據源鏈和目標鏈上的可用流動性計算收到的代幣。除了定價本身外，還會從交易中扣除固定費用作為支付給 LP 的費用。 

具體來說，對於任何一對鏈 i 和 j，讓 xi和 xj的鏈上的余額 i 和鏈 j 分別是給定代幣。那么當我們計算鏈之間代幣轉移的滑點時，以下不變量應該始終成立 i 和鏈 j：

• A 是每個鏈對的常數。對於同一個鏈對， A 所有代幣的都是相同的。

• D 是一個變量。初始 D。可以通過針對求解三次方程來獲得 D 給定兩條鏈上的初始流動性，之後， D。應根據流動性狀態迭代更新 。

• wi和 wj是兩條鏈的相對權重，用於控制轉移的滑點不對稱性。請注意，權重的配置是針對每個鏈對的，並且應滿足 wi+wj=2。 

我們在bonding curve中使用這些權重參數的原因是為了捕捉某些鏈的固有不對稱性。例如，轉入Arbitrum和Optimism等rollup，比轉出延遲7天要簡單得多，成本也更低。因此，我們可以控制聯合曲线中的權重來反映每條鏈所產生的這種固有差異。 

在上圖帶有藍色對稱參考线的紅色不對稱曲线中，我們可以看到，當不平衡發生時該曲线為從鏈i 到鏈 j 轉移創造了更多的滑點，。如果 wi=1, wj=1，則簡化為Curve Finance 所用的曲线。

通用跨鏈消息傳遞

cBridge 2.0 創建了一個基於 SGN 的智能跨鏈結構。這種結構可以做的不僅僅是跨鏈資產轉移，實際上更是一個通用的跨鏈消息傳遞框架，其中 SGN 監控源鏈上的任何事件，並在目標鏈上發布這些事件的共識公證，完成信息跨鏈過程。 

我們將逐步向开發人員开放這一底層功能，作為 SDK 以構建用例，不僅用於鏈上橋接，還用於其他用例，如跨鏈 NFT、跨鏈 DeFi 聚合等。 

網絡價值捕獲

與許多治理代幣不同（協議代幣持有者不承擔協議的日常職能），很明顯，CELR 持有者和狀態守衛者網絡是 cBridge 良好運營是必不可少的要素。 

因此，cBridge 2.0 中的用戶和 LP 需要向 SGN 支付費用以換取其服務。這些費用按比例分配給 SGN 中的 CELR 質押人。具體來說：

在 SGN 充當橋接網關和 SLA 仲裁者的模型中，一部分跨鏈交易費用和罰沒的保證金將轉到 SGN 用於其調度節點和 SLA 仲裁的工作。

在 SGN 作為共享流動性管理者的模型中，一部分跨鏈交易費用支付給 SGN，用於幫助處理所有跨鏈流動性轉移的工作。 

還有一些系統參數和配置需要基於治理的更新和調整，以確保系統的穩定和持續運行。CELR 還將充當 Celer 生態系統中這個新組件的治理代幣。 

關於cBridge多鏈橋接設計取舍的結束語

最後這部分是關於我們對跨鏈橋接設計中的技術取舍的看法。我們認為跨鏈橋接設計最大的取舍取決於系統流動性的控制權歸屬問題。 

有些人可能會說，自監管的橋接解決方案才是「最純粹」和「最安全」的橋接設計。雖然我們承認這一論點的原則，但我們想強調的是，實際上並不是每一個人都可以運行cBridge全節點。當然，我們對這個模型的潛力充滿信心，這也是我們設計「SGN 作為 cBridge 節點網關和服務水平協議 (SLA) 仲裁者」自托管模型的原因。 

同時，我們相信我們的設計理念是能滿足各個不同的用戶與LP偏好，並以不帶絲毫偏見的方式呈現所有可用選項，以便用戶和 LP 都可以根據自己的偏好選擇。這就是為什么 cBridge 2.0 還帶有「SGN 作為共享流動性池管理器」的模型，這也是希望更快地引導流動性以實現cBridge被更廣泛的採用。 

畢竟，不管是白貓還是黑貓；只要能抓到老鼠就是好貓。

啓動計劃

區塊鏈互操作性是新的領域，之前在這一領域頻發的黑客事件證明了這一點。我們一直以最高標准對待系統安全性，並努力保留我們的網絡安全啓動記錄不被打破。 

所以，cBridge 2.0 將分階段推出。

我們計劃在10月推出「SGN作為共享流動性池管理器」模式作為cBridge 2.0第一階段測試網，對系統和智能合約進行至少兩次安全審計。 

在測試網和審計之後，我們將啓動 100 萬美元的漏洞賞金計劃以及逐步推出cBridge 2.0主網。 

之後，我們將進入「SGN作為cBridge節點網關和服務水平協議（SLA）仲裁者」模式作為第二階段。 

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