以太坊质押时代的到来也许会给跨链桥的破局发展带来一种全新的思路。
2022年9月中旬，以太坊执行层与权益证明共识层于区块高度15537393触发合并机制，并产出首个PoS区块，自此以太坊正式放弃了PoW共识模式转为PoS。
5月8日，据以太坊官方网站数据显示，信标链 ETH 质押 APR（年回报率）已达到 7.69% 高位，当前 ETH 质押总量约为17,915,432 枚（约合 325 亿美元），验证节点（Validator）数量为 561,951 个。历史数据显示，以太坊 ETH 质押 APR 一般维持在 4% 左右，此前曾于三月底突破 5%，四月下旬触及 6.44% 高点。
按照以太坊共识机制的设计，参与质押并正常执行签名任务的Validator会获得收益，以此激励用户质押以太坊，共同参与网络共识，使网络更加去中心化，提升网络安全程度。Merge对以太坊生态甚至是整个区块链的格局都会带来影响，但目前行业内普遍认为不会改变未来多链繁荣的走向。
作为以太坊与其他多链生态链接的基础设施，跨链桥亦是DeFi潮流中必不可少的一环，备受市场关注。各种跨链项目相继而出，十分火热。 与此同时，针对跨链桥的黑客攻击也层出不穷，其主要原因是随着跨链用户的增多，流动性不断增长，跨链桥合约中锁入大量资金，同时由于资产跨链逻辑的复杂性，大多跨链桥的安全性有待进一步加强。不断增加的总锁定价值(Total Value Locked，简称TVL)既让跨链桥项目因为用户量的增加而感到高兴，同时也对如何处置锁入的大量资金展开思考。
以太坊2.0质押的到来也许会给跨链桥的破局发展带来一种全新的思路。
详解以太坊质押奖励机制
按照以太坊2.0的设计, 用户要在执行层质押至少32个ETH，才能被纳入Validator列表。由信标链通过randao机制随机选择出来的validator，在每个周期内会被赋予多种角色，完成角色所担当的签名任务即获得收益。
质押分配的主要共识角色和收益包含：
- Proposer打包区块数据，区块中每包含一个合法的Attestation和SyncCommittee的签名都会获得一部分收益，按照目前的质押数据，每出一个区块所获的奖励约0.028ETH, 每个validator平均每61天被分配一个slot的出块角色。另外Proposer还将获得执行层对应区块的扣除燃烧部分后的交易手续费。
- Attester需要对分配的slot进行Attestation。在周期结束后根据Attester的Attestation数据进行收益计算。按照目前质押数据，每个活跃的Validator按协议完成Attestation任务后，一个周期的收益约为14506Gwei,一天的收益约为0.00326ETH。
- SyncCommittee对分配的同步周期内的slot进行签名，被打包至区块后会获得收益。根据协议，每256个Epoch会随机选取512个validator作为SyncCommittee成员，对同步周期内的slot进行签名。按照44w的validator估算，每个validator平均每977天会被选为一次SyncCommittee成员。每个同步周期（256 Epochs）完成签名任务获得的收益约为0.119ETH。
除此之外，如果部分Validator没完成对应角色的任务，获得的收益将减少，甚至被扣除部分余额作为处罚。若部分Validator发生多签作恶行为，则会被惩罚掉大量余额并不再能重新获取收益。另外，Validator可选择自愿退出。
跨链桥面临的挑战
在以太坊和其他新兴区块链发展得如火如荼之际，作为多链生态基础设施的跨链桥却在发展上遇到了一些瓶颈，以太坊创始人Vitalik更是直指跨链桥存在基础安全限制。根据目前业界主流的跨链协议设计，跨链过程中，用户在原链上将所需跨链的资产锁入跨链桥智能合约，跨链桥在目标链上从流动性池中解锁对应跨链资产给用户，或者mint出对应额度的映射资产发给用户，同时收取部分手续费以支付网络交易费用。
根据该设计，随着用户跨链活动的增多，跨链流动性也不断增加，跨链资产会被锁入跨链桥合约，计入跨链桥TVL。比如，用户将ETH从以太坊跨到BNB Chain进行DeFi活动，用户在以太坊上的以太资产会被锁入跨链桥在以太坊的智能合约，同时增加跨链流动性，只有当用户从其他链再跨回以太坊时，对应锁定的资产才能进行解锁。
而一般的DeFi活动都需要进行质押或有一定的锁定周期，由此，以太坊上锁入合约的资产会产生堆积，随着用户资产跨出的增加，TVL不断升高。从而吸引了越来越多的黑客攻击行为。22年初Wormhole跨链桥被攻击，黑客提取$300M。几个月后，跨链桥Nomad被发现合约中初始化参数不当引入验证漏洞，攻击导致$200M被提取。Chainalysis数据显示，截止2022年前三季度， 69%的黑客攻击损失来自于跨链桥项目。
图 黑客攻击分布图，来源于 Chainalysis
同时随着DeFi生态的完善和不断进化，各种跨链项目涌出，竞争逐渐激烈，跨链桥除了不断接入新的项目，提供更加便宜的跨链服务之外，缺少新的吸引力来留住用户。
而针对以上跨链桥面对的挑战，Cross Chain To Earn也许正是解决问题的新思路。
以太坊2.0 带来的Cross Chain To Earn机遇
如果跨链桥合理利用锁入资产，一方面能为跨链用户提供额外收益，为项目吸引更多用户，另一方面也能使资金分散，避免大量资金聚集引来层出不穷的黑客攻击。结合以太坊2.0 PoS质押活动来说，跨链桥合理利用用户在以太坊上锁入的跨链资产，在保证正常跨链流动性的情况下，将锁入的部分以太资产进行以太坊PoS质押，并将质押收益分配给跨链用户，用户除了能获得原来既定的目标链DeFi活动收益外，还能获得额外跨链桥分配的近年化%的PoS质押收益，如果PoS质押活动同时接入MEV，收益将更高。
这种DeFi思路，使跨链桥既能参与以太坊2.0共识活动，帮助提升以太坊网络共识安全，还能利用质押收益吸引DeFi用户进行跨链活动，同时将部分TVL锁入以太坊质押合约，一定程度上能规避成为黑客攻击目标的风险，即使发生黑客攻击，也能避免全部TVL被恶意提取。
图 以太坊跨链桥Asset Ranking，来源于dune.com
根据dune.com上统计数据显示,以太坊上锁入跨链桥的以太资产(ETH或WETH)价值达到近$10亿，不算MEV额外收益，进行PoS质押每年可获得$76.9M收益。
如果实现这种方案，跨链桥需要对接多种网络质押活动，除了自身跨链协议外，还需要增加流动性管理，质押活动和利益分配逻辑。这会使跨链桥的整体方案更加复杂，同时对跨链桥的协议安全和产品设计提出更高要求。
方案中涉及的主要挑战点包含：
- 合理的流动性管理，避免因为质押活动，流动性降低而影响跨链用户的大额跨链需求
- 质押活动稳定性，需要保证质押活动正常进行，避免因为Performance问题导致质押处罚带来的资金损失。
- 协议安全，整体方案更加复杂，需要保证协议的安全，避免引入新的安全漏洞。
- 合理的收益分配，由于跨链用户比较自由，需要根据用户具体的跨链资金周期合理分配其应得的质押收益。
在此方案的基础上，跨链桥还可以提供直接的质押池服务，用户将资产锁入跨链桥合约，即可参与跨链桥提供的PoS网络质押活动来获得收益。
区块链行业势如破竹，跨链桥作为链接多链生态的基础设施，不断面临新的挑战，在为用户提供稳定便捷的跨链服务的同时，也在不断寻找新的机遇和突破。如果跨链桥加入网络质押活动，将和区块链网络本身及DeFi用户结合的更加紧密，创造出更多的可能性和互操作性。
Reference：
https://ethereum.org/en/upgrades/merge/
https://beaconscan.com/
https://ethereum.org/en/staking/
https://beaconcha.in/charts/pools_distribution
https://blog.chainalysis.com/reports/cross-chain-bridge-hacks-2022/
https://dune.com/eliasimos/Bridge-Away-(from-Ethereum)
https://www.mevboost.org/
