翻译说明：Cross-chain 跨链 / Multi-chain 多链

跨链智能合约是分布在多个不同区块链网络上的去中心化应用，它们共同组成一个统一的应用。这种新的设计范式是多链生态系统发展的重要一步，有可能创造全新类别的智能合约用例，利用不同区块链、侧链和第二层网络的独特优势。

从历史上看，智能合约的采用主要发生在以太坊主网，因为它是第一个支持完全可编程智能合约的区块链网络。除了先发优势外，其他因素，如不断增长的网络影响，去中心化的架构，经过时间考验的工具，以及广泛的Solidity开发者社区，也促进了以太坊的采用。

然而，由于对以太坊区块链资源的供不应求，对以太坊智能合约需求的增加也导致了网络交易费用的增加，随着时间的推移。虽然以太坊主网继续为智能合约的执行提供最安全的网络之一，但在这个过程中，人们一直在寻找成本较低的替代方案。

在过去的一年里，为了满足用户和开发者的需求，替代的第一层区块链、侧链和第二层的智能合约的采用和使用都在增加。曾经只是一种理论的多链生态系统不再是一种理论，而是一种确定的现实，DeFi生态系统在各种链上环境中锁定的总价值越来越多样化就是证明。其他链上指标，如每日活跃地址、交易数量和网络带宽消耗也清楚地表明了多链生态系统的增长。

新的链上环境的出现提高了整个智能合约经济的整体吞吐量，并使更多的用户参与进来，他们可以以更低的成本进行交易。同时，每个区块链、侧链和二层网络都提供了自己的可扩展性、去中心化、机制设计、共识、执行、数据可用性、隐私等等的方法。在多链生态系统中，所有这些不同的方法都可以并行实施和测试，以推进生态系统的发展。

作为对各种第二层扩展解决方案的评估结果，以太坊社区已经实施了多链方法，也制定了以聚合为中心（aggregation-centered）的路线图，以扩大效率并提高以太坊生态系统的安全性。

第2层网络增加了基于Ethereum的智能合约的交易量，在保持Ethereum主网的安全特性的同时，提供更低的交易费用。这一层利用有效性证明来验证以太坊底层区块链上的链下计算，并通过利用数据分片来扩大未来收集调用数据的能力来实现。

为了利用多链生态系统的优势，许多开发者现在越来越多地在多个网络上部署他们现有的智能合约代码库，而不是单一的区块链。通过开发多链智能合约，这些项目既扩大了他们的用户群，又在低成本的网络上试验了新的功能。多链方法在众多DeFi垂直行业中已变得越来越普遍。

虽然多链生态系统为用户和开发者提供了许多好处，但在多个区块链上运行相同的智能合约代码会产生一些独特的挑战。

多链智能合约代码在另一个区块链网络上的每一次新分发都会创建一个全新的应用程序副本，这意味着它不再是一个统一的应用程序。每个合约部署都管理着自己的内部状态，不同区块链环境中的部署之间具有有限或完全的互操作性。

虽然用户可以在他们喜欢的网络上访问应用程序的副本，但用户体验不一定是从一条链到另一条链。可以是完全不同的体验。

多链智能合约是dApp的部署，其性质是孤立的。这种动态在采取多链方式的去中心化交易所中最为明显，特别是自动做市商（AMM）。

由于用户的资产在任何时候都只能存在于一个区块链上，所以整个应用内的流动性在不同的链上环境中是分散的。正是由于每次分布的流动性减少，导致用户的交易费用减少。另外，AMM在另一个区块链上的每一次部署都是从零开始的，流动性为零。如果扩展到新的链上，作为引导流动性的方式，流动性挖矿项目会导致协议的原生代币被稀释。

任何需要单一真实性来源的应用，如中心化注册的链上域名系统，都很难在多链上实现。如果在多个区块链上实施多个注册系统，同一个名字可能会在不同的链上被不同的所有者多次注册，造成冲突。

出于这个原因，需要全局一致性状态的应用程序通常只部署在一个区块链网络上。除了应用层面的挑战，多链生态系统也会增加终端用户的摩擦，他们可能需要学习与越来越多的网络互动。

鉴于特定区块链上的资产只能在该区块链特定的dApp内使用，用户如果想在其他链上环境中使用dApp，就必须在区块链之间手动搭桥。这不仅包括重新配置他们的钱包，学习新的用户体验模式，以及管理额外的基础层代币的gas。同时，许多传统的跨链代币桥有安全限制，需要在安全方面做出妥协。

多链智能合约的主要限制是在不同的区块链、侧链和第二层网络中的部署有限或缺乏互操作性。虽然存在代币桥来支持多链应用，但在区块链之间安全地传输数据的能力为智能合约的配置方式开辟了一个全新的设计范式。

安全的跨链通信使跨链智能合约得以创建。跨链智能合约是由不同区块链网络上的独立智能合约组成的去中心化应用，它们相互通信，形成一个统一的应用。

跨链智能合约是一个在不同的区块链上逻辑一致的dApp。这可以用不同的方式来处理，一个基本的跨链智能合约设计范式可以让开发者将他们的应用程序分解成模块化组件。从本质上讲，不同的智能合约在不同的链上执行不同的任务，但它们都保持同步，并为支持同一个的应用而工作。

开发者利用不同的区块链网络的独特优势，开发者可以建立去中心化的应用程序；

一个高度抗审查的区块链，用于跟踪资产所有权，

一个用于低延迟交易的高吞吐量区块链，

一个使用区块链的去中心化应用，为用户保留了隐私，

一个用于识别和元数据的去中心化的存储区块链。

此外，跨链智能合约设计范式可用于实现多个区块链网络中相同智能合约代码的部署之间更顺利的互操作性。

这有助于为现有的多链应用在不同的链上环境中实现用户体验的标准化。因此，跨链智能合约有助于解决现有多链智能合约的许多限制，并提供全新的用例。以下是一些例子，展示了跨链智能合约的无限潜力。

链与链之间的变化

跨链去中心化交易所（DEX）可以为用户提供执行交易的能力，从他们在不同区块链网络的资金池中提供流动性，以此来缓解多链DEX部署的流动性碎片化问题。

跨链DEX也可以被设计成允许用户将一个区块链环境中的原生代币兑换成另一个区块链环境中的原生代币。

跨链收益率聚合

跨链收益聚合器可以将用户存入的资金分配给多链生态系统中可用的各种不同的DeFi协议。用户可以通过增加潜在的收益率产生来源的范围获得更多的回报，而不需要自己寻找最高收益率而手动跨链桥接代币。这将大大减少多链的吞吐量，因为用户将不必在环境之间手动桥接。相反，整个过程应该被抽象化。

这种设计还将产生第二种效果，即通过帮助增加DeFi应用在新的和即将到来的链上环境中的锁定总价值来增加整个多链生态系统的流动性。

跨链信贷

跨链货币市场可以创建跨链贷款，允许用户在一个区块链上的市场存入抵押品，然后从另一个区块链上的市场借入代币。

用户在他们选择的高度安全的区块链上保留他们的抵押品，同时在更高吞吐量的区块链上借款，以便在这个链上环境中分配给应用程序。

跨链货币市场可以让用户从另一个区块链上的市场中以较低的利率借入代币，然后借入的资金被桥接回贷款来源的链。这可以帮助跨链的回报标准化，并在较高借款利率的低流动性货币市场中降低借款人的成本。

跨链DAO

DAO可以利用跨链互操作性，在一个或多个高吞吐量的区块链网络上实现链上投票，然后结果可以传回协议的基础管理合同所在的成本较高的区块链网络。这降低了DAO参与者的交易成本，鼓励更多的参与，同时为每个参与者保持链上透明度和抗审查性。

此外，跨链DAO可以无缝地管理和改变不同区块链网络中智能合约的参数，扩大代币持有人在一个或多个链上环境中可以管理的范围。

跨链NFTs

跨链NFT市场可以让用户在任何区块链网络上托管的NFT上市和竞价。这可以帮助提高NFT的可用性和流动性，并确保在竞标过程完成后，NFT在链上环境中无缝桥接。

此外，位于一个区块链上的链上游戏应用程序可以利用跨链互操作性来监测另一个区块链上的NFT的所有权。用户在他们选择的区块链上安全地存储NFT，并可以在任何其他区块链的游戏应用程序中使用NFT。

展示智能合约Showcase Smart Contracts

现有的单链或多链智能合约可以通过实现展示型智能合约大大受益于跨链互操作性，展示型智能合约是作为另一个区块链网络上的智能合约实现的网关。这些合约允许用户留在他们选择的区块链环境中，同时存入资金并与在完全不同的链上环境中运行的现有去中心化应用程序进行互动。

用户将不再需要在区块链之间手动桥接，与只存在于另一个区块链上的智能合约互动。他们甚至可能不需要知道智能合约实现是在哪个区块链、侧链或第二层网络上运行。

展示型智能合约可以以向后兼容的方式添加到任何现有的去中心化应用程序，如衍生品平台或货币市场。由于智能合约的可组合性，这将使跨链互操作性在未经许可的情况下被添加到现有协议。一个更加无缝和可互操作的生态系统的建立将大大增加多链经济的增长。

虽然跨链智能合约代表了如何构建去中心化应用的重大范式转变，但目前绝大多数大规模运行的区块链网络默认为单链，这意味着它们无法在不同的区块链网络之间本地发送和接收数据。
为了支持跨链智能合约，需要桥接形式的额外基础设施来实现跨链通信。

到目前为止，区块链桥接器主要集中在转移代币，通常是从一个链到另一个链，在资产和网络之间。然而，跨链智能合约需要更普遍的桥接器，以支持数据包、代币和命令的传输。这种类型的基础设施也应基于高度安全、可靠和审计的代码库，以便信息在传输时不会损坏，及时接收，并保护其不受区块链重构等外部条件影响。由于DONs有助于解决区块链预言机问题，它们也可以作为安全区块链互操作性的渠道。

作为一个天然独立于区块链的协议，Chainlink网络可以在各种区块链、侧链和二层网络之间进行整合，并有能力支持多链生态系统向跨链智能合约的过渡。为了实现这一目标，已经制定了一个名为CCIP的全球跨链通信开源标准。

与传统的跨链桥相比，CCIP旨在使智能合约能够在任何区块链上安全地发送数据和代币。数据信息可以被智能合约以任何方式编码或解码，支持对它们的解释有广泛的灵活性。最重要的是，CCIP将利用现有的非常可靠、防篡改和独立于区块链的Chainlink预言机节点集合，这些节点正在帮助确保多链DeFi经济中已有的数百亿美元。

除了高质量的代码库之外，CCIP还计划通过一个名为反欺诈网络的创新风险管理系统使其更加安全。

反欺诈网络由独立的节点委员会组成的DONs组成，与促进CCIP启用的桥梁分开，其唯一目的是监测CCIP服务的区块链网络状况，如恶意活动和区块重构。

这个额外的验证层可以启动跨链智能合约和紧急关闭的桥梁，暂时暂停数据传输，以帮助保护用户免受潜在的黑天鹅风险事件的影响。

CCIP将允许消息在区块链之间传输。数以百计的单链和多链智能合约应用已经在利用Chainlink预言机进行链外数据和信任最小化计算，这类协议可以利用相同的去中心化基础设施来支持跨链互操作。

除了提供创建跨链智能合约的基础设施外，CCIP还支持创建各种跨链代币桥，允许用户将代币直接桥接到不同的区块链上，同时还提供如何分发这些代币的命令。

虽然在建立跨链基础设施方面存在一些固有的挑战，但通过审计的代码和防御措施提供最高级别的安全是建立CCIP标准的一个重点。

随着越来越多的开发者将他们的应用程序部署到额外的链上环境，以增加他们的用户群和吸引力，其多链生态系统是开放的创新。但是，虽然多链智能合约的设计范式有一些局限性，但跨链智能合约的引入不仅为克服这些局限性，而且最终释放出全新的用例提供了一个重要的机会。

CCIP将帮助加速这一转变，旨在提供所需的高度可靠和安全的跨链基础设施，使去中心化的应用程序能够安全地将随机数据传输给任何其他区块链网络上的智能合约。

原文：https://medium.com/coinmonks/cross-chain-smart-contracts-blockchain-roadmap-abf3e21cb5ca