Viễn cảnh multichain đã quá rõ ràng và không còn gì phải bàn, tuy vậy các chains mới xuất hiện với những đặc thù riêng lại khiến vũ trụ web3 phân mảnh thành các hệ sinh thái khác nhau. Những cây cầu - Bridges phục vụ nhu cầu liên lạc giữa các chains đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu sự phân mảnh này. Song, người mới tiếp cận crypto có thể bị ngợp và băn khoăn bởi có quá nhiều dự án làm bridge, bài viết này sẽ cung cấp những thông tin cơ bản giúp bạn dễ dàng phân biệt hơn.

Mechanism

Bridge đảm nhận trao đổi data giữa các blockchains, chức năng này chủ yếu phục vụ việc swap asset từ chain này qua chain kia. Tuy có thể dựa vào nhiều khía cạnh để phân loại, ở đây ta sẽ tập trung vào cơ chế của từng kiểu bridge.

Để dễ hình dung, mình sẽ lấy minh họa chain (A) là nơi người dùng gửi asset đi và chain (B) là điểm nhận.

Pool-based Bridge

/ Cơ chế:

Người dùng chuyển asset vào pool contract trên (A) và nhập ví nhận, bridge dùng thông tin này để trả asset cho người dùng từ pool trên (B). Cần lưu ý thêm là cả 2 pool này đều là của loại bridge này nên do đó sẽ có nhiều hạn chế bao gồm khả năng scale và captial efficiency.

/ Ưu điểm:

• Người dùng nhận native asset ở (B), giá trị không bị phụ thuộc vào underlying asset.

/ Hạn chế:

• Cần có đủ asset trong pool ở (B), nếu không asset sẽ bị giam cho tới khi có yêu cầu chuyển ngược lại từ (B) với số lượng tương đương.
• Chỉ chuyển được một loại asset.

Lock & Mint - Burn & Redem

/ Cơ chế:

• Lock & Mint

Người dùng chuyển asset vào pool contract của bridge trên (A) và nhập ví nhận, bridge mint ‘wrapped’ token ở (B) rồi chuyển trả cho người này.

• Burn & Redeem

Nếu đi chiều ngược lại, wrapped token sẽ được chuyển lại vào bridge contract ở (B) và cho phép giải phóng underlying asset trên (A).

/ Ưu điểm:

• Thiết kế này được đánh giá cao khi xét về khả năng mở rộng do luôn đáp ứng nhu cầu di chuyển asset của người dùng mà không phải lo về số lượng khả dụng trong pool ở (B).

/ Hạn chế:

• Holders cầm wrapped token chịu rủi ro lỗi smart contract do giá trị của wrapped token phụ thuộc hoàn toàn vào khả năng redeem. Nếu pool contract ở (A) bị khai thác và underlying asset bị chiếm đoạt, wrapped token trên (B) sẽ mất giá trị.

Wormhole mà một ví dụ điển hình của của việc áp dụng cơ chế này. Lock&Mint - Burn&Redeem đem lại cho Wormhole một ưu thế vượt trội về khả năng mở rộng khi so sánh với các đối thủ cạnh tranh.

Native Swap Bridge (với Chain trung gian)

/ Cơ chế:

Native Swap Bridge cho phép swap native token của / trên (A) để nhận một native token của / trên (B), vd như swap native BTC lấy native ETH trên chain tương ứng. Làm đc điều này là nhờ cross-chain AMM và một chain trung gian đứng ra giám sát và theo dõi state của cả (A) và (B).

/ Ưu điểm:

• Phi tập trung hơn, chống kiểm duyệt và sàng lọc tx.
• Không sử dụng wrapped assets.

/ Hạn chế:

• Kiến trúc thuộc hàng phức tạp nhất, để xây dựng kiểu bridge này rất tốn công sức, thời gian và cả tiền bạc. Vd để swap BTC lấy ETH, mỗi node của THORChain cùng lúc phải chạy một Bitcoin node và một Ethereum full node. Bên cạnh đó còn phải đảm bảo incentivize hợp lý để từng THORChain node cam kết cống hiến, không có chủ đích sai phạm, tất cả chỉ để thực hiện một lệnh swap cơ bản.

Native Swap Bridge (qua Stablecoin Swaps)

/ Cơ chế:

Kiểu bridge này hoạt động gần tương tự Pool-based bridge, nhưng thêm bước swap qua stablecoin ở 2 đầu để người dùng nhận được loại asset khác so với asset gửi đi. Vd điển hình là Stargate bridge của LayerZero Labs.

/ Ưu điểm:

• Không sử dụng wrapped assets.
• Thiết kế đơn giản hơn so với dùng chain trung gian.

/ Hạn chế:

• Phụ thuộc vào thanh khoản của AMM trên 2 chain, dễ dính trượt giá khi swap vol lớn.

Home/Replica Contract Messaging (dùng Fraud Proofs)

/ Cơ chế:

Brige vận hành việc liên lạc giữa 2 chains thông qua 2 contract addresses là Home contract trên (A) và Replica trên (B) cùng với 4 nhân tố khác có nhiệm vụ riêng, bao gồm:

• Updater: Thế chấp asset và cập nhật state của Home contract trên (A).
• Watcher: Theo dõi Home contract và Replica contract và đánh giá hành vi của Updater.
• Relayer: Gửi messages từ Home contract cho Replica contract nếu không nhận được fraud proof từ Watcher.
• Processor: Tiếp nhận và chuyển messages tới địa chỉ nhận.

/ Ưu điểm:

• Phù hợp để gửi tin giữa 2 chains, trên lý thuyết thì cũng là để di chuyển assets.

/ Hạn chế:

• Mất thời gian delay để Watcher kiểm tra các hành vi gian lận, một số bridge như Connext hay Hop chấp nhận rủi ro và bỏ qua bước này.

Trusted & Trustless

Xét trên góc độ này, có thể phân loại Bridge làm hai, trusted hoặc trustless. Tức người dùng, hoặc tin tưởng bridge do một bên cung cấp dịch vụ quản lý. Hoặc sử dụng kiểu bridge được thiết kế và hoạt động dưới sự phân tán mà không một đơn vị riêng lẻ nào có thể thay đổi state và cách nó vận hành.

Song ranh giới này cũng không thật sự rõ ràng, một giao thức phân tán vẫn phải đối mặt với single point of failure nếu có dàn operators tập trung, hay những kiểu brigde yêu cầu lock up assets nhận wrapped assets cũng đòi hỏi người dùng tin tưởng bộ code đã viết an toàn, không bị khai thác. Non-custodial bridge lại loại bỏ được vướng mắc này dù thường được vận hành bởi một đơn vị tập trung.

Vd về trusted bridges có xPollinate, Matic Bridge hay Binance Bridge; trustless bridges có THORchain, Ren và Cosmos IBC.

Purpose

Nếu phân loại theo tiêu chí này thì ta phải xét đến việc các bridge này bắc từ chain nào sang chain nào

Giữa 2 Layer 1

Hiện tại thì số dự án làm bridge giữa 2 chain layer 1 vẫn là nhiều nhất vì nhu cầu của nó khá cao. Wormhole Portal Bridge là một ví dụ. Bridge này cho phép người dùng chuyển asset từ Solana sang Ethereum. Điều này đáp ứng được nhu cầu di chuyển vốn của user qua lại liên tục giữa Ethereum và Ethereum killer.

Giữa layer 1 và layer 2

Cầu này thì chắc nhiều anh em cũng đã quá quen thuộc trong quá trình cày cuốc retroactive rồi. Cầu này có chức nay bridge tài sản từ layer 1 như Ethereum lên cái layer built on top (như Arbitrum, Optimism,..).

Giữa 2 Layer 2

Một vài dự án đang nghiên cứu phát triển bridge giữa các layer 2, điển hình như: Orbiter Finance, Hop protocol.

Bridge Trade-offs

• Generalizability: Khả năng trao đổi data giữa các chains.
• Extensibility: Khả năng triển khai lên nhiều chains khác nhau.
• Trutlessness: Loại bỏ sự phụ thuộc vào việc tin tưởng vào một bên bất kì.

Tương tự như scalability trilemma, các bên làm bridge sẽ cố gắng tối ưu 2/3 yếu tố và hi sinh cái còn lại. Do mục đích chính của bridges là chuyển token giữa 2 chains, nhiều dự án chọn Generalizability và Extensibility để duy trì khả năng liên lạc đồng thời nhanh chóng triển khai lên chains mới. Những bridges này có thể mở rộng use cases của mình từ đơn thuần chỉ là di chuyển token dần trở thành nền tảng cho phép các nhà phát triển xây dựng các dApps bên trên. Một vài dự án như RenVM, LayerZero hay ZetaChain đang nỗ lực làm điều này, vừa tạo ra điểm trung chuyển data giữa các chains, vừa cố gắng xây dựng nền móng để phát triển hst riêng.

Risks Associated with Bridges

Tùy thuộc vào độ phức tạp trong cơ chế của từng kiểu bridge mà người dùng phải chịu những rủi ro khác nhau, hai attack vetors chính vào bridge là khai thác các lỗ hổng smart contract hoặc đánh vào điểm yếu ở khâu quản lý, vận hành (Ronin hack do Sky Mavis để lộ keys).

Closing thought

Hạn chế hiện tại sẽ là động lực để các thử nghiệm, thiết kế bridge mới ra đời trong tương lai, dần đào thải những cái cũ, không tối ưu.

Chúng ta dễ lầm tưởng rằng các bridge có chỉ số TVL  hay TVB (total value bridged) càng cao thì càng đáng tin cậy. Tuy nhiên, thực tế thì không phải như vậy. Không có một mối liên hệ rõ ràng nào giữa TVL/TVB của các bridge với security của nó. Trái lại, một dự án có TVL cao càng dễ bị nhăm nhe exploit hơn vì động cơ cho các hacker là cao hơn rất nhiều so với các dự án nhỏ.

Tóm lại, bridge trilemma là một thứ các dự án đang muốn giải quyết (các dự án nào đang dẫn đầu thì mời các bạn đọc các bài viết tiếp theo của series). Tuỳ vào mục đích mà các bạn có thể sử dụng các dự án tương ứng. Ví dụ nếu bạn đang cần gấp fee để swap trên Arbitrum thì bạn có thể sử dụng một bridge với tốc độ nhanh. Nhưng nếu bạn đang cần chuyển 204 ETH từ Ethereum sang Solana thì lại một câu chuyện khác. Khi đó security sẽ là ưu tiên hàng đầu của bạn.