導讀
跨鏈作為近兩年來區塊鏈技術一個炙手可熱的方向,吸引了許多人的目光。
從技術層面看,Cosmos無疑可以與Polkadot并稱“跨鏈雙雄”,兩者的技術路線并無明顯的優劣之分,只是開發理念各有千秋。
Cosmos最初是由Tendermint團隊構建的開源社區項目,它將自己定義為“一個由多條獨立平行區塊鏈組成的去中心化網絡”,和Polkadot一樣,也由中繼技術實現。
Cosmos到底是如何解決跨鏈過程中遇到的各項問題的,本文通過對其架構和跨鏈交易流程的解讀,帶我們進一步了解Cosmos。
什么是Cosmos
Cosmos作為跨鏈雙雄之一,定位為一個可擴展、易用、互操作的區塊鏈互聯網。
首先介紹Cosmos的三個重要組成部分
Hub:本質上是一條中繼鏈,由官方進行維護,被當作跨鏈消息的信任中心;
Zone:參與到Cosmos網絡中的應用鏈,允許不同類型的區塊鏈加入進來;
IBC:鏈間通信協議。
他們三者的關系我們從上面的簡圖中看到,位于中心的是Hub。
Hub管理著許多被稱為“Zone”的應用鏈,在Cosmos網絡中,由Hub來追蹤記錄各個Zone的狀態,而每一個Zone有義務不停地把自身產出的新區塊反向匯報給Hub。
Hub與Zone直接通信,而Zone與Zone之間通過IBC間接通信。
當Zone對Hub建立起一個IBC連接,它可以自動訪問其他連接到該Hub上的Zone,這意味著Zone無需與其他Zone連接,而僅僅連接到Hub上即可。
韓國金融監督院將舉行虛擬資產公示草案和會計監管指南說明會:7月24日消息,韓國金融監督院發布公告,根據1001號財務公示披露草案和《會計監督指南》,公開了《虛擬資產主席公示最佳事例》。金融監督院將與會計有關組織單位,就虛擬資產相關會計監督方針、基準書公開草案、公示最佳事例和審計準則舉行說明會和專家座談會。[2023/7/24 15:55:00]
當一個Zone通過Hub收到來自其他Zone的代幣時,它只需要信任Hub,而不需要信任網絡中所有其它的Zone。
為什么Cosmos不直接利用IBC建立Zone與Zone之間的連接?
事實上,隨著接入到網絡中Zone的數量上升,以直連方式實現通信會導致鏈路數量呈平方級上升,如此快速的增長顯然會令網絡不堪重負。
Cosmos架構
Cosmos作為一個多鏈互操作的跨鏈平臺,支持不同種類應用鏈接入到Cosmos的網絡,如圖所示:
一般來說,應用鏈可以分成兩種類型:概率鏈和確定性鏈。
概率鏈是指只能根據區塊鏈網絡參與者在不同分叉鏈上的比例,而以一定概率認為某條鏈是主鏈。一般來說比特幣通過6個區塊以上來達到確認,而以太坊通過15個區塊以上來達到確認。
確定性鏈指的是每個區塊的狀態都是確定的,在未來的任意時刻你都可以從創始塊開始復現推演每個區塊的狀態。
Cosmos中的Hub理論上可以接入上述兩者,只不過對于概率鏈的支持在實踐中要相對麻煩一些。這是因為從底層設計來講,IBC跨鏈通信協議發揮作用的前提在于區塊鏈的不可逆。?
美SEC在FTX破產后半年至少采取了17次與加密相關的執法行動,環比增長183%:6月8日消息,在加密貨幣交易所 FTX 破產后的六個月內,證券監管機構采取的與加密貨幣相關的執法行動顯著增加。在 FTX 破產前的六個月里,美國證券交易委員會(SEC)采取了大約 6 次執法行動。在 FTX 于 2022 年 11 月 11 日破產后的六個月內,SEC 與加密貨幣相關的執法行動至少 17 次,比上一時期增加 183%,該分析尚未考慮 SEC 對幣安和 Coinbase 提起的兩起訴訟。[2023/6/8 21:24:36]
所以Cosoms試圖通過“PegZone”橋接鏈來實現概率鏈的互操作性。PegZone是追蹤記錄另一條區塊鏈狀態的區塊鏈,它要將自己橋接的某條概率鏈上的狀態確定為不可逆的,使得這些狀態得以與IBC兼容。
其中這里的ABCI是應用層的區塊鏈如何與共識層交互的接口,共識層和網絡層是由CosmosSDK底層實現,只需實現相關的ABCI接口即可自行搭建一條鏈。
ABCI接口和CosmosSDK會在接下來的Cosmos系列中會詳細介紹。
交易流程
接下來介紹Cosmos的交易流程,Cosmos的交易分為普通交易和跨鏈交易,普通交易通過應用鏈內的共識上鏈,跨鏈交易通過IBC跨鏈協議進行交易。
▲?普通交易
Cosmos的普通交易和以太坊類似,也是一個帳戶模型,有著From,To和Amount關鍵字段。
普通交易Msg:
typeMsgSendstruct{FromAddressgithub_com_cosmos_cosmos_sdk_types.AccAddressToAddressgithub_com_cosmos_cosmos_sdk_types.AccAddressAmountgithub_com_cosmos_cosmos_sdk_types.Coins}交易流程
U.S. Bitcoin Corp將管理重組后的Celsius礦業部門:5月26日消息,高性能計算設施供應商U.S. Bitcoin Corp(USBTC)將管理重組后的Celsius Network LLC(Celsius)礦業部門。根據擬議的Celsius重組,USBTC將與重組后的公司簽訂一項或多項運營和服務協議,成為以前由Celsius擁有的所有采礦資產的獨家運營商。USBTC還將從Fahrenheit每年獲得1500萬美元的Celsius挖礦資產管理費用(扣除運營費用)。USBTC預計在121800臺礦機完全通電后,其管理的總安裝算力將提高約12.2 EH/s。[2023/5/26 10:41:16]
接下來介紹一筆普通交易的流程,例如Alice轉給Bob100atom代幣。
1.Tendermint收到該筆交易,調用BaseApp的CheckTx校驗該筆交易的有效性;
2.Tendermint出塊,調用BaseApp的BeginBlock,檢查區塊的高度、Gas消耗情況和節點投票情況;
3.Tendermint調用BaseApp的DeliverTx,執行區塊中的交易;
4.減少Alice100atom,增加Bob100atom,存儲Alice和Bob的賬本。
5.區塊內交易全部執行完成后,Tendermint調用BaseApp的EndBlock收尾,包含執行完成后的事件和相關的驗證者集合等等;
6.Tendermint調用BaseApp的Commit,IavlStore構建MerkleTree;
SEC主席:加密貨幣當下已經必須遵守證交會的規定:金色財經報道,美國證交會主席根斯勒表示:加密貨幣當下已經必須遵守證交會的規定。[2023/3/7 12:46:20]
7.通過返回的MerkleTreeRoot生成區塊哈希,進行一下輪出塊。
▲?跨鏈交易
交易結構
IBC協議中包含了三個主要的交易類型:
MsgPacket:定義了IBC協議的跨鏈交易數據包,包含跨鏈交易、目的鏈的超時高度和時間戳。
/IBC數據包typeMsgPacketstruct{PacketProofcommitmentexported.ProofProofHeightuint64Signersdk.AccAddress}//數據包定義了一種通過IBC跨不同鏈傳輸數據的類型typePacketstruct{//跨鏈交易數據Databyte//number對應于發送和接收的順序,必須按序發送和接收Sequenceuint64//標識來源鏈上的端口SourcePortstring//標識來源鏈上的通道SourceChannelstring//標識目的鏈上的端口DestinationPortstring//標識目的鏈上的通道DestinationChannelstring//標記數據包超時的區塊高度TimeoutHeightuint64//數據包超時的區塊時間戳TimeoutTimestampuint64}MsgAcknowledgement:定義IBC協議的響應數據包,包含跨鏈交易執行成功或者失敗的狀態。
/IBC響應數據包typeMsgAcknowledgementstruct{PacketAcknowledgementbyteProofcommitmentexported.ProofProofHeightuint64Signersdk.AccAddress}?MsgTimeout:定義IBC協議的超時數據包,包含下一個接收包的序列號。
ETH短時突破1300美元,24H漲幅為2.5%:行情顯示,ETH短時突破1300美元,現報1293.75美元,24H漲幅為2.5%。[2023/1/9 11:02:12]
//IBC超時數據包typeMsgTimeoutstruct{PacketNextSequenceRecvuint64Proofcommitmentexported.ProofProofHeightuint64Signersdk.AccAddress}當應用鏈雙方在Hub注冊后,彼此發現就可以通過路由進行跨鏈交易。
IBC跨鏈流程
我們通過一個例子來介紹IBC的跨鏈交易,ChainA和ChainB都是基于CosmosSDK搭建的應用鏈,Relayer作為一個鏈下中繼負責輪詢和路由IBC的數據包,這里的大致流程如下所示:
ChainA->relayer->hub->relayer->ChainB為了更加清晰的描述ChainA的跨鏈交易是如何到達ChainB的,relayer和hub之間只是負責路由,這里簡化了relayer到hub之間的過程。
ChainA的Alice轉給ChainB的Bob100atom
1.ChainA的Tendermint收到該筆交易,調用BaseApp的BeginBlock,檢查區塊的高度、Gas消耗情況和節點投票情況;
2.執行區塊中的交易,減少Alice100atom,增加托管賬戶Escrow100atom,存儲Alice和Escrow的賬本。
3.構建跨鏈交易MsgPackage數據包,根據DestinationChannel和DestinationPort定位Outgoing隊列,將MsgPackage存入該隊列;
4.區塊內交易全部執行完成后,Tendermint調用BaseApp的EndBlock收尾,包含執行完成后的事件等等,?再調用BaseApp的Commit,調用IavlStore持久化等操作;
5.IavlStore通過當前所有的IavlTreeRoot構建MerkleTree;
6.ChainA的Tendermint通過Treeroot生成區塊哈希;
7.ChainA的Tendermint準備進行下一輪出塊;
8.中繼器Relayer輪詢ChainA的Out隊列,發現Outgoing隊列存在MsgPackag;
9.中繼器Relayer解析MsgPackage數據包來源和目的;如果發現ChainB的區塊高度大于超時高度,移除ChainA的MsgPackage,向ChainA的inComming隊列發送MsgTimeout數據包;
10.中繼器Relayer向ChainB的Incomming隊列發送包含MsgPackage數據包,ChainB隨后解析MsgPackage,驗證MsgPackage的有效性;
11.托管賬戶Escrowmint100atom,然后向Bob發送100atom;
12.ChainB構建MsgAcknowledgement數據包,中繼器Relayer輪詢ChainB的Incomming隊列,將其放入ChainB的Outgoing隊列;
13.ChainA收到ChainB的MsgAcknowledgement或者MsgTimeout數據包,如果MsgAcknowledgement包含執行失敗的狀態或者存在MsgTimeout數據包,則根據數據包內的信息進行向托管賬戶贖回對應的金額。
跨鏈難題
▲?Relayer作惡問題
場景描述:Relayer是鏈下的一個傳遞跨鏈消息的組件,任何人可以啟動Relayer來傳遞消息。
方案:所有驗證在鏈上進行,Relayer只做消息傳遞。
效果:可多個Relayer同時工作,跨鏈消息的有效性和有序性的保證和Relayer無關,至少一個不作惡Relayer即可工作
▲?跨鏈存在性證明
我們可以看到,在每個IBC數據包的結構中都包含:
struct{Proofcommitmentexported.ProofProofHeightuint64Signersdk.AccAddress}其中ProofHeight是對應的區塊高度,Proof是MerkleProof,Signer是發送者的地址,跨鏈雙方維護對方的輕節點,提供類似SPV證明的機制。
▲?跨鏈交易事務
IBC跨鏈協議中定義了兩種關于包含狀態的跨鏈交易數據包:
MsgAcknowledgement:定義IBC協議的響應數據包,包含跨鏈交易執行成功或者失敗的狀態。
//MsgAcknowledgementreceivesincomingIBCacknowledgementtypeMsgAcknowledgementstruct{PacketAcknowledgementbyteProofcommitmentexported.ProofProofHeightuint64Signersdk.AccAddress}MsgTimeout:定義IBC協議的超時數據包,包含下一個接收包的序列號。
//MsgTimeoutreceivestimed-outpackettypeMsgTimeoutstruct{PacketNextSequenceRecvuint64Proofcommitmentexported.ProofProofHeightuint64Signersdk.AccAddress}來源鏈通過MsgAcknowledgement數據包,可以判斷跨鏈交易是否執行成功,如果執行失敗來源鏈做出相對的回滾。
來源鏈通過MsgTimeout數據包,可以判斷一個跨鏈交易的數據包是否超時,如果超時來源鏈做出相對的回滾。
結論
總體來說,Cosmos作為與Polkadot齊名的跨鏈雙雄之一,在架構設計和IBC跨鏈協議上有許多值得我們學習借鑒的地方。
接下來的Cosmos系列文中會詳細介紹IBC協議和Tendermint共識詳解,敬請期待!
作者簡介
江哲
來自數據網格實驗室BitXHub團隊主要負責區塊鏈賬本互操作技術相關研究工作
本文來源:火星財經,編譯,Bite比特幣經歷了腥風血雨的一天一夜,價格從4.1萬美金最低跌倒了3萬美金關口,歷史上第一次經歷萬刀暴跌,而且昨日降幅是2020年3月黑色星期四降幅以來的第二大跌幅.
1900/1/1 0:00:00概述 PolkadotXCMP是Polkadot上的鏈間消息傳輸協議,主要用于平行鏈間傳遞消息。XCMP目前處于開發中,有些內容可能會發生變動,不過其架構已經差不多成型.
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1900/1/1 0:00:00據外媒12月24日報道,專注于區塊鏈的投資集團Hashed一直在投資極具影響力的區塊鏈項目,以加快區塊鏈的大規模應用。該平臺通過自身資源的投資,賦予新一代企業家和創新者以力量.
1900/1/1 0:00:00就總價值而言,Cardano已經超越Polkadot,成為最大的PoS網絡。在過去一周里,Cardano經歷了質押熱潮,這可能是其價格上漲80%的結果.
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