DGE:解析 Tokenbridge 工作原理及如何保證可靠性和安全性_SkyBridger

前段時間，AxieInfinity的底層區塊鏈網絡RoninNetwork失竊6億美金，直到用戶無法從跨鏈橋RoninBridge提款后盜竊案才被發現。跨鏈橋的資產安全問題再次引發熱議。

事后，SkyMavisCOOAlexsanderLarsen表示，“RoninBridge被攻擊不是因為智能合約存在漏洞，而與社會工程和人為錯誤有關”。AxieInfinity的投資方AnimocaBrands聯合創始人YatSiu曾在采訪中提到，“如果一座橋梁能夠鑄造代幣，那它就像鑄造機一樣……橋梁是權威，但如果它們設計不當或存在漏洞，就會對生態系統構成巨大風險。”

本文我們具體聊聊Tokenbridge的工作原理以及如何保證可靠性和安全性。

一、Tokenbridge的特性和模型

在ethereum生態中，tokenbridge允許用戶在兩條鏈上傳輸數據，并且提供了快速和安全的鏈接。tokenbridge作為主鏈和側鏈之間的橋梁，對于資產和數據的轉移起到了決定性的作用。

Dora Factory啟動KSM平行鏈代幣遷移:4月3日消息，Dora Factory Kusama平行鏈租約在UTC時間2023年4月17日到期，將1:1遷移所有DORA-KSM鏈上token至以太坊主網。此次遷移使得DORA-KSM持幣用戶可以接觸以太坊DORA的流動性，并且得以參與到廣泛的DORA社區活動和token使用場景中。Dora Factory Kusama平行鏈上的持幣用戶需要在14天內完成以太坊地址注冊工作。[2023/4/3 13:42:01]

1.鏈與網絡的定義

Native：本地鏈是一個快速并且便宜的網絡，所有收集validator的bridge操作都在native這一側執行。

Foregin：這邊可以是任何鏈，但通常是指以太坊的主網。

ERC20：在ERC20-ERC20bridge模式中，ERC667作為ERC20的實現可以在NativeSide端被創建和銷毀。

2.BridgeModes

以太坊客戶端Prysm為Shapella升級發布V4.0.0版本:3月31日消息，以太坊客戶端Prysm為Shapella升級發布V4.0.0版本。該版本對所有主網信標節點和驗證器都是強制性的，必須于4月12日之前升級。[2023/3/31 13:37:34]

bridge可以被配置成多種網絡方式。當前支持的方式包括Native-to-ERC20?模式，ERC20-to-ERC20模式，ERC20-to-Native模式和AMB模式。

ERC20toERC20：?兼容的ERC20token被鎖在foreignnetwork，同時在native邊創建erc20token；當從navtive向foregin轉移時，erc677token被銷毀，erc20token被unlock。

ERC20toNative：coins被鎖在foregin邊，同時在native邊創建erc20token。xDai用的是這種模式。

AMBBridge：在兩個鏈之間可以傳遞任意的數據。例如，允許傳輸nfttoken以及它們的metadata。

Voyager要求法院駁回投資者對Mark Cuban的訴訟:金色財經報道，目前正在進行破產程序的 Voyager Digital 的律師已要求破產法庭停止投資者對公司創始人兼首席執行官Stephen Ehrlich和達拉斯小牛隊老板Mark Cuban提起的訴訟。

此前報道，Mark Cuban因涉嫌推廣借貸平臺Voyager Digital而被起訴。（cryptopotato）[2022/8/24 12:45:47]

3.Bridge?Components

bridge也包括一些組件，內容如下：

tokenbridge：監聽事件，發送交易去授權資產傳輸；

bridgeuiapplication：在鏈之間傳輸tokens和coins的dappgui工具；

bridgemonitor：?檢查余額和未處理的events的工具；

bridgedeploymentplaybooks：可選的playbook。對于遠程部署，可以管理tokenbridge的配置；

中國體育博物館首發數字藏品:金色財經報道，7月12日，國家體育總局體育文化發展中心與中體產業集團在京簽署合作協議，攜手探索體育數字藏品領域。雙方合作后，將于7月13日10時，由中國體育博物館攜中體數藏首發三款“雙奧之路”系列數字藏品，首發的三款數字藏品中編號為001的項目將成為中國體育博物館的永久收藏。（北京日報）[2022/7/12 2:07:23]

bridgesmartcontract：管理bridge的validator，收集簽名和確認資產傳遞和丟棄。

為了方便理解，我們看一個usercase：

這個ERC20-to-ERC20模式的tokenbridge，展現了用戶如何在主鏈和側鏈直接相互轉賬。具體流程如下：

1.用戶通過交易所購買了需要的tokens；

2.用戶把購買的token鎖在foreginbridge的智能合約里面，同時這個event會通過tokenbridge進行傳遞，在nativebridgecontract中會創建erc677標準的token，同時發送到用戶賬號上；

美國第二大公用事業公司Duke Energy旗下分析師正在研究比特幣挖礦:7月3日消息，加密分析師Dennis Porter發推稱，美國第二大公用事業公司Duke Energy旗下Lead Rates & Regulatory Strategy分析師Justin Orkney目前正在研究比特幣挖礦，他同時也是比特幣投資者。[2022/7/3 1:47:39]

3.用戶通過sidechain提供的dapp，使用dapp；

4.用戶想把sidechain的資產轉移回主鏈，通過燃燒erc677的token，tokenbridge把消息傳遞到foreignbridgecontract，智能合約解鎖token；

5.用戶把解鎖后的token，通過交易所賣掉。

tokenbridge的基本定義，概念，流程都介紹完成了，那么如何去管理一個tokenbridge呢？包括對于tokenbridge的升級，維護，配置等等。這里就需要介紹tokenbridge中的角色。

二、TokenBridgeRoles

tokenbridge上的管理員負責bridge的安全，升級和智能合約的部署。管理員的操作都是通過多簽名來確保安全的。???

AdministrativeGroupsandRoles

管理員負責管理bridge的智能合約，并負責validator的管理。管理員分為以下三個組：

1.GroupA-負責管理validator的集合

添加或者刪除validators；對于validators設置最小所需要的簽名數量。?2.GroupB-負責管理bridge的參數

對于user和validators設置每日限制；設置每個transaction的min和max的限制；設置gasprice的fallback；設置終止閾值。?3.GroupC-管理升級

智能合約的升級；解鎖funds。

ValidatorsRoles

提供100%的正常時間用于傳遞transactions；

在nativeside監聽UserRequestForSignatures的事件，并簽署一個批準對于傳遞的資產在foreignside；在nativeside監聽CollectedSignatures。一旦收集到了足夠的簽名，傳輸所有收集到簽名給foreginside；在foreignside監聽UserRequestForAffirmationorTransfer事件并對于資產從foregin到native，發送一個準許給nativeside。validator的主要作用一方面是監聽兩邊的時間，另外一方面對于交易的傳遞做校驗和傳遞。

Ronin被盜事件中，攻擊者就是通過控制驗證節點的方式盜取資產。Ronin鏈有9個驗證節點，存、取加密資產需要9個驗證者簽名中的5個。攻擊者設法控制了SkyMavis的4個Ronin驗證器，另一個被控制的是由AxieDAO運行的第三方驗證器。SkyMavis是AxieInfinity的開發商。

了解了跨鏈橋的工作機制后，對于如何規避Ronin事件類似的跨鏈橋安全問題的再度發生，從社會工程的角度，我們有以下幾點思考：

跨鏈橋項目要關注簽名驗證節點的安全性，確保敏感信息安全存儲；如果跨鏈橋項目的簽名是在線下進行的，網絡必須更新簽名的安全策略，關閉相關的服務模型，同時要考慮簽名賬戶地址被泄漏的風險；驗證簽名不僅要采取多重簽名的方式，還要確保多簽事實上屬于執行隔離，簽名內容的驗證過程必須獨立進行。

UserRoles

這里就不做過多解釋了，主要就是在主鏈和側鏈之間發起資產傳遞的請求。

三、Component-Monitor

tokenbridgemonitor的主要作用是識別tokenbridgeoracle過程中出現的數據不一致和異常情況。monitor從tokenbridgecontract獲取數據以及bridge中的transation，分析他們的健康狀態，并通過Json的數據格式展現出來。

四、總結

我們從另外一個視角分享了sidechain和mainchain的關系，在兩條鏈中資產和數據的傳輸是通過tokenbridge來保證的：

tokenbridge通過權限角色模型并借助多簽的方式，管理bridge的角色和配置；validators負責兩邊transaction的確認和傳輸；monitor負責監控數據的一致性和異常情況。但是這也暴露了一個問題，tokenbridge的管理權限在admin手中，而admin使用是通過多簽的方式保證安全的，是一種弱中心化的管理方式。所以，對于admin私鑰安全性的管理就成為整個tokenbridge最核心的安全問題。

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