Hyperlane：連接150多條鏈的無許可跨鏈協議深度解析

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2025-07-19 17:32:04

深度解析Hyperlane：連接150多條區塊鏈的無許可跨鏈協議

核心要點

Hyperlane允許任何開發者即時部署並連接到不同的鏈，無需審批流程，創造了一種全新的接入模式。
Hyperlane的鏈間安全模塊(ISM)允許應用程序自定義安全要求,從基礎驗證到多層驗證,實現靈活的模塊化安全。
Hyperlane的TypeScript SDK、CLI工具和全面文檔大大降低了跨鏈集成的技術門檻,通過簡單API即可實現鏈間消息傳遞。

1. 區塊鏈連接性的轉折點

區塊鏈生態系統正從孤立開發轉向真正的互聯互通。項目不再構建封閉環境,而是尋求在更廣泛網路中集成。

然而,當前大多數集成仍然是手動且零散的。新項目必須與每個橋接或互操作性提供商單獨談判,這通常會產生高成本、延遲和管理開銷。即使對技術先進的團隊來說,這也造成了結構性的參與障礙,阻礙了整個生態系統的可擴展性。

這一挑戰並非新鮮事。90年代初,企業運營着各自獨立的內部網路,擁有獨立的規則和訪問權限。跨網路通信雖然可能,但需要耗時的技術協調和相互授權。

轉折點出現在HTTP和TCP/IP等標準協議的引入,這些協議使得對統一互聯網的開放、無許可訪問成爲可能。這些標準通過用簡單性取代復雜性,釋放了指數級增長和全球參與,爲數字革命奠定了基礎。

區塊鏈行業現在面臨着類似的轉折點。要解鎖其下一階段的創新,它必須超越零散的、基於許可的集成,走向標準化的、無許可的連接性。降低準入門檻對於廣泛的參與和整個生態系統的創新至關重要。

2. Hyperlane的解決方案：無需許可的連接

2.1. 無許可和開源

Hyperlane通過無許可架構解決了結構性限制,這是一種根本不同的模式,允許任何項目自由連接。在這種方法下,只有一個要求:兼容受支持的虛擬機(VM)環境,如以太坊/EVM、Solana/SVM或Cosmos/CosmWasm。一旦滿足該條件,即可進行集成,無需復雜的審批流程。

因此,區塊鏈項目的準入門檻已顯著降低。過去需要數月才能完成的事情,現在只要滿足技術兼容性即可立即完成。

爲了說明這一點,讓我們看一個涉及Web3開發者Ryan的實際例子。Ryan正在構建一個名爲Tiger的新項目,該項目運行自己的主網。目前,Tiger鏈上的用戶僅限於Tiger生態系統,無法與其他區塊鏈交互。然而,用戶希望將資產從以太坊帶入Tiger鏈,以及從Tiger鏈帶到其他鏈以解鎖更多流動性。爲了實現這一點,Ryan必須將Tiger鏈連接到多個區塊鏈網路。

步驟1：安裝Hyperlane CLI

第一步,Ryan安裝了Hyperlane CLI工具來設置鏈集成環境。該過程很簡單,他只需在終端中運行"npm install @hyperlane-xyz/cli"。由於該工具是開源的,無需事先批準或註冊。這種易用性凸顯了Hyperlane無許可架構的核心價值。

步驟2：部署Mailbox和ISM

接下來,Ryan直接將兩個核心組件部署到Tiger鏈上:Mailbox(一個實現區塊鏈之間消息傳輸的合約)和鏈間安全模塊(Interchain Security Module, ISM)(用於驗證每條消息的真實性)。這兩個組件都是開源的且公開可用,允許開發者按自己的條件進行集成。一旦這些元素就位,系統就可以進行測試了。

步驟3：測試消息傳遞以驗證連接

第三步,Ryan從Tiger鏈向以太坊發送了一條測試消息以驗證傳遞是否成功。這裏的"消息"不是簡單的文本字符串,它是一個特定的執行命令:"將100個TIGER代幣轉移到以太坊地址0x123..."。傳輸過程如下:

Tiger鏈發起消息,將100個$TIGER代幣轉移到以太坊
Hyperlane驗證者驗證消息並對其進行籤名
中繼器(Relayer)將籤名後的消息傳遞到以太坊
以太坊上的ISM驗證消息並向接收者釋放100個$TIGER代幣

只要源鏈和目標鏈都安裝了Mailbox,就不需要額外的配置。消息被傳輸、驗證並執行。成功的測試確認了兩條鏈已正確連接。

步驟4：在公共註冊表註冊

在最後一步,Ryan在Hyperlane註冊表中註冊了Tiger鏈的連接詳細信息。該註冊表是一個基於GitHub的公共目錄,匯總了所有已連接鏈的信息,包括域名ID(domain IDs)和Mailbox地址等標識符。此公共列表的目的是確保其他開發者可以輕鬆找到與Tiger鏈連接所需的信息。它的功能很像電話簿,一旦註冊,任何人都可以查找Tiger並發起通信。通過這一次註冊,Tiger鏈就能獲得Hyperlane生態系統的全部網路效應。

這種架構的核心是一個簡單而強大的原則:任何人都可以在無需批準的情況下連接,任何鏈都可以在無需許可的情況下被用作目的地。

通過一個熟悉的類比可以最好地理解這種模式,電子郵件。就像任何人都可以在無需事先協調的情況下向世界上任何電子郵件地址發送消息一樣,Hyperlane使得任何安裝了Mailbox的區塊鏈都可以與任何其他區塊鏈通信。它創造了一個環境,使得無許可連接成爲默認狀態,這是傳統的基於審批的系統無法實現的。

2.2. 多虛擬機(VM)兼容性

從一開始,Hyperlane就被設計成具有模塊化架構,以支持多個虛擬機(VM)環境。它目前支持跨以太坊的EVM、基於Cosmos SDK鏈的CosmWasm以及Solana的SVM的互操作性,並且正在增加對基於Move的鏈的支持。

連接不同的VM環境本質上是復雜的。每條區塊鏈都運行着自己的執行模型、數據結構、共識機制和資產標準。實現跨這些系統的互操作性需要一個高度專業化的框架,能夠翻譯根本不同的架構。

例如,以太坊的EVM支持18位小數,而Solana的SVM使用9位小數。在保持安全性和可靠性的同時克服即使是很小的差異,也是Hyperlane的關鍵技術成就之一。

Hyperlane引入了"Hyperlane Warp Route"(超空間曲率路由)來解決連接不同鏈的挑戰。Hyperlane Warp Route是模塊化的跨鏈資產橋接器,支持在鏈之間進行無許可的代幣轉移,並支持各種資產在不同環境之間的移動。

簡而言之,Hyperlane Warp Route根據資產的性質和用例來運作。有時它們像保險庫(vault)一樣運作,有時像貨幣兌換所,有時又像直接電匯,每種路由類型都爲每種場景提供了適當的方法。所有這些流程都利用Hyperlane的鏈間消息傳遞在不同的虛擬機環境中運行。

原生代幣Warp Routes：支持原生燃料代幣(例如ETH)跨鏈直接轉移,無需封裝(wrapping)。
抵押型ERC20：在源鏈上鎖定ERC20代幣作爲抵押品,用於跨鏈轉移。
合成型ERC20：在目標鏈上鑄造新的ERC20代幣來代表原始代幣。
多抵押品Warp Routes：允許多個抵押代幣提供流動性。
專用Warp Routes：添加高級功能或集成特定用例(例如保險庫、法幣支持代幣)。

讓我們使用鎖定-鑄造(lock-and-mint)模型來研究一個實際例子。一位名叫Ryan的開發者希望將在以太坊上發行的Tiger代幣($TIGER)轉移到Base網路。

Ryan首先在以太坊上部署一個Hyperlane Warp Route合約,並將$TIGER代幣存入該合約(EvmHypCollateral)。然後,以太坊Mailbox生成並發送一條消息,指示Base網路鑄造封裝版本的Tiger代幣。

收到消息後,Base網路使用鏈間安全模塊(ISM)驗證其真實性。如果驗證成功,Base網路將直接向用戶的錢包鑄造封裝的Tiger代幣($wTIGER)。

Hyperlane Warp Route在擴展Hyperlane對不同鏈的模塊化、無許可互操作性願景方面發揮着關鍵作用。開發者只需根據每條鏈的特性配置合約。剩下的流程,消息傳遞、驗證和交付,都由Hyperlane的基礎設施處理,使開發者能夠實現跨環境連接,而無需處理復雜的翻譯機制。

2.3. 模塊化安全：鏈間安全模塊(ISM)

雖然Hyperlane實現了消息和資產在不同鏈之間的無縫移動,這是可擴展性的一個關鍵優勢,但它也帶來了一個關鍵挑戰:接收鏈如何確信一條消息確實源自其聲稱的來源？傳遞消息是一回事,驗證其真實性則是另一回事。

爲了解決這個問題,Hyperlane引入了鏈間安全模塊(Interchain Security Module, ISM),一個模塊化的安全系統,在目標連結受消息之前驗證其真實性。ISM是一個鏈上智能合約,用於驗證消息是否確實在源鏈上生成,提供防篡改和來源保證。

簡而言之,當目標鏈的Mailbox收到一條消息時,它首先會問:"這條消息真的來自原始鏈嗎？"只有在成功驗證之後,消息才會被傳遞給預期的目的地。如果驗證失敗或看起來可疑,消息將被拒絕。

這個過程類似於你在國際旅行時邊境管制的工作方式。在你進入一個國家之前,移民官員會驗證你護照的真實性,"這本護照真的是由你的祖國籤發的嗎？"護照包含防僞特徵和加密元素以證明其合法性。雖然任何人都可以僞造文件,但只有那些能夠通過適當驗證以加密方式證明其來源的護照才會被接受入境。

重要的是,ISM可以根據服務的需求靈活地配置其安全模型。在實踐中,安全要求因上下文而有顯著差異。例如,一個小額的代幣轉移可能只需要一個基礎的驗證者籤名以實現更快的執行。相比之下,一筆數百萬美元的資產轉移可能需要分層安全方法,包括Hyperlane驗證者、外部橋接(如Wormhole)以及額外的多籤驗證。

通過這種方式,ISM框架反映了一個關鍵的設計決策:Hyperlane通過模塊化驗證優先考慮連接性和安全性。應用程序可以定制其安全模型,同時保持協議的無許可性質。