BRI:解析 Tokenbridge 工作原理及如何保证可靠性和安全性_ETHHEDGE币

前段时间，AxieInfinity的底层区块链网络RoninNetwork失窃6亿美金，直到用户无法从跨链桥RoninBridge提款后盗窃案才被发现。跨链桥的资产安全问题再次引发热议。

事后，SkyMavisCOOAlexsanderLarsen表示，“RoninBridge被攻击不是因为智能合约存在漏洞，而与社会工程和人为错误有关”。AxieInfinity的投资方AnimocaBrands联合创始人YatSiu曾在采访中提到，“如果一座桥梁能够铸造代币，那它就像铸造机一样……桥梁是权威，但如果它们设计不当或存在漏洞，就会对生态系统构成巨大风险。”

本文我们具体聊聊Tokenbridge的工作原理以及如何保证可靠性和安全性。

一、Tokenbridge的特性和模型

在ethereum生态中，tokenbridge允许用户在两条链上传输数据，并且提供了快速和安全的链接。tokenbridge作为主链和侧链之间的桥梁，对于资产和数据的转移起到了决定性的作用。

PayPal的新PYUSD稳定币引发中心化担忧:金色财经报道，PayPal最近推出的PYUSD稳定币引发了加密社区对中心化的担忧。研究PYUSD底层智能合约的加密货币专家发现，新的稳定币实际上是用“极其古老”的Solidity版本编写的。Solidity 是世界第二大区块链以太坊最常用的编程语言。据报道，PYUSD准确地说是用0.4.24版本编写的，这对最终用户来说成本昂贵，并且不符合当前的行业惯例。其他中心化问题包括PayPal暂停所有转账、冻结地址和资金，甚至随意增加稳定币总供应量的能力。

但一些加密货币专家认为PayPal的PYUSD将对加密货币行业产生积极的影响。颇受欢迎的加密货币影响者Erik Voorhees认为，上述担忧对于 Tether USD (USDT) 和 USD Coin (USDC) 等现有稳定币来说是正确的。[2023/8/10 16:17:40]

1.链与网络的定义

Native：本地链是一个快速并且便宜的网络，所有收集validator的bridge操作都在native这一侧执行。

CertiK：苹果iOS内核存在的两个安全漏洞会对iOS设备造成影响:金色财经报道，根据苹果公司最新操作系统更新的发布说明，区块链安全机构CertiK因与苹果iOS内核的两个安全漏洞有关的安全贡献获苹果官方认可。经证实，这些漏洞会对最新的iOS设备造成影响。

据苹果公司官方安全更新页面信息显示，这些漏洞会允许“一个应用程序以内核权限执行任意代码”。在最新发布的版本中，苹果已通过改进内存处理来解决这些漏洞。[2023/8/9 16:15:59]

Foregin：这边可以是任何链，但通常是指以太坊的主网。

ERC20：在ERC20-ERC20bridge模式中，ERC667作为ERC20的实现可以在NativeSide端被创建和销毁。

2.BridgeModes

bridge可以被配置成多种网络方式。当前支持的方式包括Native-to-ERC20?模式，ERC20-to-ERC20模式，ERC20-to-Native模式和AMB模式。

USV合伙人：当下AI热潮与Crypto炒作周期有众多相似之处:6月23日消息，美国风险投资机构USV（联合广场风投）合伙人Fred Wilson在周四的一个小组讨论会上讨论了人工智能和Crypto，他认为最近人们对于人工智能凸显的新兴趣与围绕加密货币的炒作周期有很多相似之处。Wilson说，“我认为这些技术都会经历类似的炒作周期。我们在Web3中经历了这个巨大的炒作周期，现在绝对处于幻灭的低谷中，但我们同时也正处于人工智能的完整炒作周期。我认为总有一天我们会冷静下来，并意识到几年后我们不会为机器人工作。”

USV曾投资Twitter、Coinbase和Stripe等众多公司，此外还包括Dapper Labs和Dune Analytics等Web3巨头，以及Alife等专注于人工智能的初创公司。[2023/6/23 21:55:54]

ERC20toERC20：?兼容的ERC20token被锁在foreignnetwork，同时在native边创建erc20token；当从navtive向foregin转移时，erc677token被销毁，erc20token被unlock。

数据：2032年Web3.0市场规模将达到819亿美元，年复合增长率达44.5%:金色财经报道，据市场研究及顾问公司Acumen Research&Consulting发布的《2023-2032 Web3.0市场预测》报告显示，预计到2032年Web3.0市场规模将达到819亿美元，年复合增长率为44.5%，其中亚太地区的Web 3.0市场将经历显着增长，预计从2023年到2032年的复合年增长率约为47%。另据此前德勤的一份报告表明，由于减少了欺诈并改进了索赔处理，保险业每年可以通过采用区块链技术节省高达 5-100 亿美元的成本。（globenewswire）[2023/4/30 14:35:34]

ERC20toNative：coins被锁在foregin边，同时在native边创建erc20token。xDai用的是这种模式。

AMBBridge：在两个链之间可以传递任意的数据。例如，允许传输nfttoken以及它们的metadata。

3.Bridge?Components

DigiDaigaku：将向攻击者寻求赔偿:11月3日消息，DigiDaigaku官方就CEO Gabriel Leydon账户被盗并发布钓鱼网站一事进行更新：Gabriel Leydon的推特帐户因SIM卡调换（美国东部时间5:39PM）被盗。DigiDaigaku要求攻击者降低其法律风险并删除已发布的推文，在确定攻击者身份后会提出指控并寻求损害赔偿。[2022/11/3 12:13:22]

bridge也包括一些组件，内容如下：

tokenbridge：监听事件，发送交易去授权资产传输；

bridgeuiapplication：在链之间传输tokens和coins的dappgui工具；

bridgemonitor：?检查余额和未处理的events的工具；

bridgedeploymentplaybooks：可选的playbook。对于远程部署，可以管理tokenbridge的配置；

bridgesmartcontract：管理bridge的validator，收集签名和确认资产传递和丢弃。

为了方便理解，我们看一个usercase：

这个ERC20-to-ERC20模式的tokenbridge，展现了用户如何在主链和侧链直接相互转账。具体流程如下：

1.用户通过交易所购买了需要的tokens；

2.用户把购买的token锁在foreginbridge的智能合约里面，同时这个event会通过tokenbridge进行传递，在nativebridgecontract中会创建erc677标准的token，同时发送到用户账号上；

3.用户通过sidechain提供的dapp，使用dapp；

4.用户想把sidechain的资产转移回主链，通过燃烧erc677的token，tokenbridge把消息传递到foreignbridgecontract，智能合约解锁token；

5.用户把解锁后的token，通过交易所卖掉。

tokenbridge的基本定义，概念，流程都介绍完成了，那么如何去管理一个tokenbridge呢？包括对于tokenbridge的升级，维护，配置等等。这里就需要介绍tokenbridge中的角色。

二、TokenBridgeRoles

tokenbridge上的管理员负责bridge的安全，升级和智能合约的部署。管理员的操作都是通过多签名来确保安全的。???

AdministrativeGroupsandRoles

管理员负责管理bridge的智能合约，并负责validator的管理。管理员分为以下三个组：

1.GroupA-负责管理validator的集合

添加或者删除validators；对于validators设置最小所需要的签名数量。?2.GroupB-负责管理bridge的参数

对于user和validators设置每日限制；设置每个transaction的min和max的限制；设置gasprice的fallback；设置终止阈值。?3.GroupC-管理升级

智能合约的升级；解锁funds。

ValidatorsRoles

提供100%的正常时间用于传递transactions；

在nativeside监听UserRequestForSignatures的事件，并签署一个批准对于传递的资产在foreignside；在nativeside监听CollectedSignatures。一旦收集到了足够的签名，传输所有收集到签名给foreginside；在foreignside监听UserRequestForAffirmationorTransfer事件并对于资产从foregin到native，发送一个准许给nativeside。validator的主要作用一方面是监听两边的时间，另外一方面对于交易的传递做校验和传递。

Ronin被盗事件中，攻击者就是通过控制验证节点的方式盗取资产。Ronin链有9个验证节点，存、取加密资产需要9个验证者签名中的5个。攻击者设法控制了SkyMavis的4个Ronin验证器，另一个被控制的是由AxieDAO运行的第三方验证器。SkyMavis是AxieInfinity的开发商。

了解了跨链桥的工作机制后，对于如何规避Ronin事件类似的跨链桥安全问题的再度发生，从社会工程的角度，我们有以下几点思考：

跨链桥项目要关注签名验证节点的安全性，确保敏感信息安全存储；如果跨链桥项目的签名是在线下进行的，网络必须更新签名的安全策略，关闭相关的服务模型，同时要考虑签名账户地址被泄漏的风险；验证签名不仅要采取多重签名的方式，还要确保多签事实上属于执行隔离，签名内容的验证过程必须独立进行。

UserRoles

这里就不做过多解释了，主要就是在主链和侧链之间发起资产传递的请求。

三、Component-Monitor

tokenbridgemonitor的主要作用是识别tokenbridgeoracle过程中出现的数据不一致和异常情况。monitor从tokenbridgecontract获取数据以及bridge中的transation，分析他们的健康状态，并通过Json的数据格式展现出来。

四、总结

我们从另外一个视角分享了sidechain和mainchain的关系，在两条链中资产和数据的传输是通过tokenbridge来保证的：

tokenbridge通过权限角色模型并借助多签的方式，管理bridge的角色和配置；validators负责两边transaction的确认和传输；monitor负责监控数据的一致性和异常情况。但是这也暴露了一个问题，tokenbridge的管理权限在admin手中，而admin使用是通过多签的方式保证安全的，是一种弱中心化的管理方式。所以，对于admin私钥安全性的管理就成为整个tokenbridge最核心的安全问题。

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