第3课

Wormhole (W) 的技术架构

本模块解析Wormhole的底层技术架构,探讨协议如何通过链上智能合约与链下验证节点及基础设施的结合实现多链连接。在链上,系统包含用于发送消息和记录事件的核心合约(Core Contracts),供守护者节点(Guardians)监听;在链下,Wormhole依赖验证行动批准(VAAs)、去中心化的守护者网络,以及间谍节点(Spy)和中继器(Relayers)等工具,完成消息的验证、签名和跨链传递。

链上组件

Core Contracts
核心合约是Wormhole协议的链上基础组件,部署于每条支持的区块链,负责发送和验证跨链通信消息。当dApp或代币桥与Wormhole交互时,通常通过核心合约发送消息,其作为跨链操作的第一接触点。

  • 消息发射与记录:当源链上的消息被发射时,核心合约记录包含消息负载、发射器地址、序列号和一致性级别的事件,供守护者网络监听。每条链的核心合约独立部署并监控,确保链特异性。
  • 极简逻辑设计:核心合约仅负责消息发射和验证,不执行额外逻辑,以减少攻击面并提升跨链审计性。在目标链上,核心合约接收VAA并验证签名(通常需19个守护者中至少13个签名),确保跨链安全模型的一致性。

Emitter
发射器是调用核心合约publishMessage函数生成跨链消息的智能合约,可以是应用专属合约或协议级集成组件。

  • 消息构成:每条发射的消息包含负载(应用需发送的数据,如代币铸造指令)、随机数(防止重放攻击)和序列号(确保顺序)。发射器仅负责提交消息至交易日志,后续依赖守护者网络完成验证、签名和中继。
  • 模块化优势:任何合约只需集成正确接口并调用publishMessage即可成为发射器,开发者无需修改协议核心即可创建自定义消息流,降低开发门槛。

Transaction Logs
交易日志是Wormhole实现安全通信的关键机制,避免了全链扫描的复杂性。核心合约发射消息时生成日志事件,记录于区块链的事件日志中,作为消息监听的事实来源。

  • 守护者监听机制:守护者实时解析日志,提取发射器地址、负载、随机数等数据,结合区块时间戳执行时间策略或顺序依赖验证。
  • 安全性与效率:日志通过底层链的共识机制实现不可篡改和密码学验证,确保跨链消息的可信度。仅监控特定事件签名的设计大幅降低计算开销,适配高吞吐量链的扩展需求。

链下组件

Verifiable Action Approvals, VAAs
VAA是Wormhole实现跨链事件安全连接的核心机制。源链消息被守护者捕获后,经集体签名生成VAA,证明消息已被验证。

  • 有效性门槛:VAA需至少13个(共19个)守护者签名方可生效,平衡安全性与性能,抵御合谋攻击。VAA包含原始消息负载、时间戳等元数据及多重签名,目标链通过验证签名和负载一致性决定是否执行消息。
  • 开发集成:应用无需自行生成VAA,完全由守护者网络处理,但开发者需在目标链编写逻辑以验证VAA并触发对应操作(如代币铸造)。

Guardians
守护者是支撑Wormhole安全性的去中心化验证节点,目前由19个独立基础设施提供商(含区块链领域知名机构)运营。

  • 职责范围:实时监听所有支持链的交易日志,检测新消息并独立验证其真实性,生成签名后聚合为VAA。守护者仅负责观察和证明,不参与业务逻辑执行或资金处理,通过职责分离提升系统安全性。
  • 非共识角色:守护者不运行跨链共识,而是作为外部验证层,通过密码学证明所观察事件的有效性。

Spy
间谍节点是轻量级监听程序,接入守护者网络的对等 gossip 协议,实时获取消息流(含未达签名门槛的原始观察和已签名VAA),但不参与验证或签名。

  • 功能应用:开发者可部署自有间谍节点,构建实时分析仪表盘或警报系统,监控消息延迟或守护者性能。因其开源且无需特殊权限,成为dApp团队追踪相关消息的透明窗口。

Relayers
中继器是将VAA传递至目标链的链下代理。尽管任何人可手动中继公开的VAA,Wormhole支持结构化中继器实现自动化传递与监控。

  • 类型与作用
  • 标准中继器:处理通用VAA,用于基础代币桥接和消息传递。
  • 专用中继器:针对复杂场景(如Wormhole Connect或原生代币转移),支持消息打包、Gas优化或后处理逻辑。
  • 用户体验优化:中继器消除了手动提交VAA的繁琐流程,dApp可通过自动化中继实现无缝跨链体验,用户无需直接操作VAA。

要点总结

  • 链上基石:核心合约通过消息发射与验证构建跨链通信骨架,发射器与交易日志实现消息的标准化记录与监听。
  • 链下支柱:守护者通过多数签名机制保障VAA的安全性,间谍节点与中继器分别提供透明监控和自动化执行能力。
  • 架构优势:链上与链下组件的解耦设计,既利用底层链的安全性,又通过去中心化网络实现跨链协同,支撑高扩展、高可信的多链交互。
免责声明
* 投资有风险,入市须谨慎。本课程不作为投资理财建议。
* 本课程由入驻Gate Learn的作者创作,观点仅代表作者本人,绝不代表Gate Learn赞同其观点或证实其描述。
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第3课

Wormhole (W) 的技术架构

本模块解析Wormhole的底层技术架构,探讨协议如何通过链上智能合约与链下验证节点及基础设施的结合实现多链连接。在链上,系统包含用于发送消息和记录事件的核心合约(Core Contracts),供守护者节点(Guardians)监听;在链下,Wormhole依赖验证行动批准(VAAs)、去中心化的守护者网络,以及间谍节点(Spy)和中继器(Relayers)等工具,完成消息的验证、签名和跨链传递。

链上组件

Core Contracts
核心合约是Wormhole协议的链上基础组件,部署于每条支持的区块链,负责发送和验证跨链通信消息。当dApp或代币桥与Wormhole交互时,通常通过核心合约发送消息,其作为跨链操作的第一接触点。

  • 消息发射与记录:当源链上的消息被发射时,核心合约记录包含消息负载、发射器地址、序列号和一致性级别的事件,供守护者网络监听。每条链的核心合约独立部署并监控,确保链特异性。
  • 极简逻辑设计:核心合约仅负责消息发射和验证,不执行额外逻辑,以减少攻击面并提升跨链审计性。在目标链上,核心合约接收VAA并验证签名(通常需19个守护者中至少13个签名),确保跨链安全模型的一致性。

Emitter
发射器是调用核心合约publishMessage函数生成跨链消息的智能合约,可以是应用专属合约或协议级集成组件。

  • 消息构成:每条发射的消息包含负载(应用需发送的数据,如代币铸造指令)、随机数(防止重放攻击)和序列号(确保顺序)。发射器仅负责提交消息至交易日志,后续依赖守护者网络完成验证、签名和中继。
  • 模块化优势:任何合约只需集成正确接口并调用publishMessage即可成为发射器,开发者无需修改协议核心即可创建自定义消息流,降低开发门槛。

Transaction Logs
交易日志是Wormhole实现安全通信的关键机制,避免了全链扫描的复杂性。核心合约发射消息时生成日志事件,记录于区块链的事件日志中,作为消息监听的事实来源。

  • 守护者监听机制:守护者实时解析日志,提取发射器地址、负载、随机数等数据,结合区块时间戳执行时间策略或顺序依赖验证。
  • 安全性与效率:日志通过底层链的共识机制实现不可篡改和密码学验证,确保跨链消息的可信度。仅监控特定事件签名的设计大幅降低计算开销,适配高吞吐量链的扩展需求。

链下组件

Verifiable Action Approvals, VAAs
VAA是Wormhole实现跨链事件安全连接的核心机制。源链消息被守护者捕获后,经集体签名生成VAA,证明消息已被验证。

  • 有效性门槛:VAA需至少13个(共19个)守护者签名方可生效,平衡安全性与性能,抵御合谋攻击。VAA包含原始消息负载、时间戳等元数据及多重签名,目标链通过验证签名和负载一致性决定是否执行消息。
  • 开发集成:应用无需自行生成VAA,完全由守护者网络处理,但开发者需在目标链编写逻辑以验证VAA并触发对应操作(如代币铸造)。

Guardians
守护者是支撑Wormhole安全性的去中心化验证节点,目前由19个独立基础设施提供商(含区块链领域知名机构)运营。

  • 职责范围:实时监听所有支持链的交易日志,检测新消息并独立验证其真实性,生成签名后聚合为VAA。守护者仅负责观察和证明,不参与业务逻辑执行或资金处理,通过职责分离提升系统安全性。
  • 非共识角色:守护者不运行跨链共识,而是作为外部验证层,通过密码学证明所观察事件的有效性。

Spy
间谍节点是轻量级监听程序,接入守护者网络的对等 gossip 协议,实时获取消息流(含未达签名门槛的原始观察和已签名VAA),但不参与验证或签名。

  • 功能应用:开发者可部署自有间谍节点,构建实时分析仪表盘或警报系统,监控消息延迟或守护者性能。因其开源且无需特殊权限,成为dApp团队追踪相关消息的透明窗口。

Relayers
中继器是将VAA传递至目标链的链下代理。尽管任何人可手动中继公开的VAA,Wormhole支持结构化中继器实现自动化传递与监控。

  • 类型与作用
  • 标准中继器:处理通用VAA,用于基础代币桥接和消息传递。
  • 专用中继器:针对复杂场景(如Wormhole Connect或原生代币转移),支持消息打包、Gas优化或后处理逻辑。
  • 用户体验优化:中继器消除了手动提交VAA的繁琐流程,dApp可通过自动化中继实现无缝跨链体验,用户无需直接操作VAA。

要点总结

  • 链上基石:核心合约通过消息发射与验证构建跨链通信骨架,发射器与交易日志实现消息的标准化记录与监听。
  • 链下支柱:守护者通过多数签名机制保障VAA的安全性,间谍节点与中继器分别提供透明监控和自动化执行能力。
  • 架构优势:链上与链下组件的解耦设计,既利用底层链的安全性,又通过去中心化网络实现跨链协同,支撑高扩展、高可信的多链交互。
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