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一文读懂跨链:从跨链机制解读 Cosmos 与 Polkadot 异同

admin 区块链 2020-11-26 16:31:05 7013 0

CosmosPolkadotPolkadotLabsPolkadot

西便

假如说 2017 年之前的区块链是诸侯切割,那么之后的 2 年中,人们议论更多的或许是怎么让很多条链变得略加一致些,终究每一条公链都宣称自己会是未来的底层操作体系,但哪怕真的有 10 条这样的「链」发生,人们也仍然无法到达「链间协作」的意图。

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尤其是当区块链的协议越来越多、财物交互也越来越频频时,人们迫切需求一类技能来让不同链之间能够发生交互,而这便是「跨链」技能渐渐发生和逐步老练的原因。

当然,跨链(Cross Chain)并不是最近两年才呈现,跨链最早可追溯到 2012 年,其时的瑞波实验室提出了一种名为 Interledger 的协议,该协议旨在衔接不同区块链账本并完结它们之间的协同,而它的方针是要打造一个全球一致的付出规范,创立一致的网络金融传输的协议。

简略来说瑞波带来的跨链更像一种付出协议,它经过设定一个主动履行的「中心商」,让买卖两边的信息会聚到一同,一旦两边约好到达,便主动完结买卖,其实这种跨链更像后来的一种特别智能合约,而不是咱们现在所熟知的跨链。

那么,在跨链提出来的 8 年后,跨链范畴终究发生了怎样的剧变,又将走向何方,咱们测验经过 Polkadot 和 Cosmos 两个跨链项目来深度剖析跨链的开展,以飨读者。

什么是实在的跨链?

跨链的误解

当然,当咱们谈到跨链时,咱们或许都听过这个词,乃至把它作为 2020 年的区块链抢手词汇也缺乏为过,终究区块链的国际也需求一些新鲜的故事来添补前史的空缺,至于智能合约和公链现已是 2 年前的故事,而跨链如同更契合区块链开展的宏伟方针,虽然实际也确实如此。

不过,商场上有不少人对跨链如同存在一些误解,而这些误解关于了解什么是实在的跨链又发生了门槛,因而,咱们先从几个常见的误解说起。

A、跨链是让链上财物像交流方位相同交流?

谈到跨链,有些朋友或许真的以为跨链是能把相似比特币链上的财物经过「跨链」的办法搬运到以太坊上来,就像把桌子上的苹果和梨交流方位相同,如同这样听起来确实很奇特,但跨链真的如此吗?

在区块链国际里咱们常讲的跨链其实更像一种人民币和美元兑换的联系,什么意思呢,跨链比方咱们将人民币兑换成美元,欧元或许其他钱银,而中心的兑换进程咱们称为跨链,这也是较前期跨链所留存的形状,但它并不是物物交流一般的实在搬运,而是价值的对等交流。

因而,2012 年之后几年提出的跨链其实一般代指财物跨链,它包含了咱们熟知的双向锚定、哈希时刻锁、原子交流、财物质押搬运、网关和联邦签名等等,而这些是完结的办法,它们的方针都不是为了完结变魔法一般的将链上比特币转化成其他类型的通证,而只是财物的办法转化。

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B、跨链的完结途径十分简略?

或许很多人听到跨链技能时会觉得这是一个极为简略的理工科工程,终究从字面上来了解的意思如同十分简略,就像把信息从 A 地传输到 B 地相同,只需经过手机或许物流即可完结,但实际上,关于跨链而言,并非这般简略。

哪怕是财物跨链这种听起来较为简略的办法,人们现已探索了很多年,经过不同的办法来测验打破一些问题和瓶颈,但仍然没有找到一种最好或许愈加普世的办法来完结这一方针。

例如咱们从几年前就看到了在提的比特币侧链,其间双向锚定作为比特币侧链技能中十分重要的概念,意图是完结比特币主链币和侧链币之间的跨链。双向锚定能够让侧链「知道」主链上的特定币是否处于确定状况,而且依此确定状况来解锁或毁掉对应数量的侧链,这就如同 BTC 「跨」到了侧链,或许反过来,侧链币「跨」回了主链,但开展至今资深技能人员仍然以为该办法过分粗陋,乃至存在不少安全隐患。

所以,跨链并没有咱们想得那般简略,实际上它要比咱们料想的杂乱的多,正因如此也才成为了区块链职业需求攻坚的问题。

C、跨链的完结办法只需一种?

这或许是大部分不太懂技能的区块链从业者常犯的一个过错,他们会以为区块链的跨链办法其实只需一种,而咱们都在朝着一个正确的办法尽力,但信任经过上面两点的解说,咱们不会再这样以为了,跨链的完结办法其实包含太多,只是咱们把它们都统称为了跨链。

咱们将鄙人节较为详细的为咱们解说现在跨链常见的几种完结办法,信任会让咱们有恍然大悟的感觉。

完结跨链的办法

已然跨链的完结办法不止一种,那么现在能够有哪些值得重视的跨链办法呢?当然咱们测验不从那些杂乱的技能名词下手,以一种更好了解的办法为咱们解说跨链的几个干流办法。

A、中心化网关跨链

望文生义这是一种由一个权威安排外部预言机(Oracle)方法输入的一种跨链办法,经过引进外部力气接入跨链,适当于凭借第三方安排来完结跨链动作,就比方转账凭借银行系一致样,该办法虽然功率较高,但也存在一些安全隐患。

B、多签保管跨链

相较于上一种办法,在单个中心化的根底上参加了一组权威安排,经过他们投票来承当跨链数据的交互,这点相似于议会准则相同,由于多安排的存在进一步进步了安全性,但相对地,功率也大打折扣。

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C、镜像跨链

镜像跨链是一种更为兴趣的处理跨链的办法,它经过最大财物镜像组成其他小额财物,来完结经济学上的虚拟跨链,比方 Synthetix 便是用它的数字财物 SNX,以超量典当几倍价值的 SNX (最大财物)来组成小额的其他财物。

D、轻节点跨链

沿着前面几种跨链思路深化下去,咱们能够找到另一种跨链思路,也便是彻底由代码来保管数据的交互,不需求任何中心人履行,当然这是较抱负的办法,理论上它能够终究完结块头 Header 跨链、买卖 Transaction 跨链和终极的一致跨链,但也意味着技能完结最难,需求更多时刻和精力去开发。

实在的跨链

虽然市面上关于跨链的详细完结办法不下 10 种,乃至每年还会有新的关于跨链的名词呈现,但咱们回到实质上来看跨链这个问题,并考虑究竟什么才是实在的跨链。

最近一位区块链技能资深人士谈到了一个更风趣的关于跨链的描绘,首要他给一致穿透下了个界说,一致穿透是指两条不同一致的区块链,怎么从一致层打通,让两条链互联有无,终究完结一致跨链。

综上咱们以为跨链的根本作用是完结链间财物的交互,其次是信息交互,而扩展来说,跨链需求处理的其实是相同一致下链与链之间的信息传递与交互,但更实质来说跨链处理的是不同一致下链与链之间的 Transaction,而能处理这个问题的办法或许技能咱们称为跨链。

当然,这只是现在咱们以为关于跨链较为精确的界说,但跟着区块链的开展,不扫除会有更风趣的描绘呈现。

为什么区块链需求跨链?

打破区块链信息孤岛窘境

USDT 是现在市值最高,运用范围最广的安稳币,是 Tether 公司推出的根据安稳价值钱银美元(USD)的加密钱银 Tether USD (简称 USDT),1USDT = 1 美元。Tether 公司严格遵守 1:1 的预备金确保,即每发行 1 个 USDT,其银行账户都会有 1 美元的资金保证。

而 USDT 也是几经周折在多条区块链上发行,从最开端根据 Omni 协议发行,再到后来开端在以太坊上发行 ERC20 版别的 USDT,再到之后在波场上发行 TRC20 版别的 USDT,如此一步步开展终究成为了市值第三的加密钱银。

而由于 USDT 是有对应的美元作为支撑的,所以 USDT 能够跟着保证的美元数量的添加而增发,可是也经常会遇到这样的状况,比方本年 DeFi 炽热,以太坊上的许多 ERC20 的 USDT 被所到 DeFi 项目中,使得 ERC20 的 USDT 不行用了,这时假如紧迫增发 USDT 很难快速筹措到大体量的美元,没办法,Tether 公司不得不把 TRC20 上的 USDT 搬运到以太坊上,以满意商场需求。Tether 公司选用的办法,是把 TRC20 的 USDT 毁掉一部分,再在以太坊上增发相同数量的 ERC20 版 USDT。

然后,波场上的一些 DeFi 项目也逐步诞生,又呈现波场上的 TRC20 版 USDT 不行用了,所以,Tether 公司不得不经常将几条区块链上的 USDT 来回搬运。

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这便是现在区块链的一个大的痛点,区块链与区块链之间并不能随意的搬运数据(即信息和财物),每个区块链生态做的再好,也只是适当于一个开展很好但却不能与其他城市互通的城市,而这便是信息孤岛。

而好的区块链运用,必定不满意于只在一条区块链上,正如咱们方才举例的 USDT。还有一种办法是,相似于路印协议(LRC)以另一个姓名的加密财物 LRN 发行在 NEO 链上,来做到在 NEO 上扩展路印协议的运用场景。

所以,假如有一种跨链技能,能将不同区块链的数据进行相互交互,Tether 公司和路印协议的团队就不必那么费事地在不同的链上来回折腾了。而 Polkadot 的规划初衷便是能将一切区块链链接在一同,互联互通,终究构成一个由多个区块链组成的互联网络,它完美的契合了这个需求,未来想要在多个区块链上运用的区块链运用项目,只需求在 Polkadot 上发行,就能够将这个运用扩展到一切区块链上了。

供给区块链功用

本年 DeFi 大热,以太坊再次证明了它是区块链范畴里最大的区块链运用渠道,在这段 DeFi 盛宴中,一些区块链的老问题又再次走到台前,让咱们难以忽视它。

现在,90 % 以上的 DeFi 项目都在以太坊上,带来成果之一便是以太坊和 ERC20 的 Token 转账速度变慢,转账费用飙升。以太坊的转账 Gas 费在很长一段时刻平均在 500Gwei 以上,居高不下,最高还到过 1000Gwei,而这也严重影响了 DeFi 生态以外的项目和安排。

NFT 商场 Cargo 创始人 Sean Papanikolas 就曾表明,NFT 职业正处于一个拐点。但由于 Gas 价格飙升,以太坊可扩展性缺乏给该职业的新参加者带来了压力。而高 Gas 费现已导致一些渠道开端致力于 Layer2 扩展,也便是二层网络的处理计划,而还有一些项目方则将目光投向了其他的区块链,彻底脱离了以太坊。

另一方面,买卖所也是另一个受害者,昂扬的转账费让许多买卖地点用户每次转账以太坊和 ERC20 的时分都要亏上几美金乃至更多。而美国最大的加密钱银买卖所 Coinbase Pro 不堪重负,终究发布公告让用户来承当转账的网络费用。

进步功用,下降转账费用,对区块链进行扩容已是火烧眉毛的刚需。

现在扩容的计划有两大类,一类是链上扩容,经过修正区块链的修正规矩,包含区块巨细、一致机制等来做到。比方,加密钱银圈就从前热议过,考虑把比特币的区块巨细添加来进步比特币的转账速度。又比方,以太坊 2.0 的规划,是将一致机制由 PoW 转化成 PoS,并选用改动网络验证办法的分片技能来进步功率。

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第二类则是链下扩容,比方咱们常说的 Layer2 扩展,也便是二层网络的扩展办法。二层网络望文生义,是把一条区块链上的数据交给另一个网络来处理,处理好了再传回来。这其间也分为中心化的处理计划,比方比特币的链下扩容计划——闪电网络,也有去中心化的处理计划,比方能将比特币跨过来的 ChainX,差异在于第二个网络是否是区块链,中心进程是否是经过智能合约完结的。

而 Polkadot 作为闻名跨链项目,其自身的架构就归于分片,不必忧虑 Polkadot 的功用问题,另一方面,Polkadot 能够链接其他的平行链,这些平行链能够自发的作为某些链的二层扩展的一条链,来进步这条链的功用。

添加区块链可扩展性

上一点中,咱们说到 Polkadot 的平行链能够作为某些链的二层网络,那么假如这条链具有的特点是原有的区块链没有的,就能够为原有的链添加更多功用。假如咱们在 Polkadot 上给比特币做了一条带有智能合约功用的二层网络,这样就能够让比特币也具有了智能合约的功用了。

丰厚区块链生态

老一辈人都知道,要致富,先筑路,要开展必定要与外界的资源进行流转,北京开展的再好,也比不过互联互通之后,一次十一长假带来的全体经济效益。区块链相同也是这个道理。咱们仍是以本年红极一时的 DeFi 来说,以太坊最火爆的时分,全网参加 DeFi 的资金也才一百多亿美金。假如经过跨链的办法,能将价值上千亿体量的比特币拉入到 DeFi 生态中,如此巨大的流动性来参加到 DeFi,所带来的经济效益肯定不行同日而语。到时,DeFi 的开展将有或许远超 2017 年牛市的盛况,而且轰动传统金融。

维护各条链隐私

首要弄清一下,咱们所说的跨链绝不仅限于公链与公链之间的链接,还能够是联盟链与公链,或许联盟链与联盟链之间的跨链。那么,有这么一种状况,A 联盟链和 B 联盟链它们之间的数据不是同享的,假如需求交互两者的数据,就能够经过跨链的办法衔接起来,两者相互交互只是会涉及到需求交互的数据,这既维护了各条链的隐私,又能让各链之间进行交互。

事务逻辑进一步细化

未来每条链都会有独立的事务,多条链联合起来,了解和剖析也比较明晰,比方有专心于 DeFi 的链,有专心于游戏的链,有比特币的智能合约链,还有以太坊的 Layer2 链等等,因而跨链能够让不同事务的链也发生链接。

Polkadot 的跨链是怎么完结的?

Polkadot 声称跨链之王,是当下最杂乱最巨大的规划之一,这也由于它所谋甚大,希望能联通一切的区块链。那它是一种怎样的结构,又是以什么办法来完结跨链的呢?

Polkadot 的跨链结构

咱们之前在之前的文章中就介绍过以太坊 2.0 是同构分片,Polkadot 是异构分片的结构,如下图所示,Polkadot 的首要结构是由主链——中继链,再衔接其他分片——平行链组成的。

要清楚的了解 Polkadot 的结构,咱们需求了解 Polkadot 结构的三条重要的链(中继链,平行链和转接桥平行链)与四个重要的人物。

其间,中继链是担任处理网络中全体的一致和安全性的主链,平行链是根据 Substrate 结构做出来的与中继链有相同一致的分片,转接桥平行链是由于一些现已老练的区块链(比方比特币、以太坊)与 Polkadot 的底层一致不相同,不能直接衔接到中继链上,所以经过在 Polkadot 的平行链和外部的区块链上布置智能合约来到达桥的作用,以完结跨链的功用。

Polkadot 网络有四个根本的人物在保持:搜集人(协助验证人搜集、验证和提交备选的平行链区块)、提名人(相似于比特币矿工)、验证人(相似于比特币的矿池,打包网络区块)、垂钓人(避免网络作恶,担任告发其他人物)。

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经过这几个人物,以及 Polkadot 的跨链音讯传递计划(XCMP),能够让数据在不同的区块链之间进行交互。

那么,为什么说,咱们需求注意到上图的右边有个二级中继链,假如一条中继链能衔接的平行链和转接桥是有限的,那么中继链还能够经过生成或许衔接一个二级中继链,进一步扩展自己的衔接才能,而二级中继链还能够再衔接新的中继链,以此类推,从理论上讲 Polkadot 的这个结构具有无限扩展性,能够衔接一切的区块链。

Polkadot 怎么完结跨链?

Polkadot 首要是经过跨链音讯传递计划(XCMP)来传递音讯,下面咱们经过一个兴趣的办法来向咱们解说跨链的详细完结流程。

假如有个这样的场景,我要用 1 个平行链 A 的财物和你交流 10 个平行链 B 的财物,那么假如把平行链 A 比作美国,平行链 B 比作日本,就适当于我用 1 万美元和你交流 10 万日元,那么,整个跨链的流程便是这样的:

我在美国的银行建议一笔转账,转给你在美国的账户 1 万美元,美国的搜集人就注明,我给你在美国的账户转 1 万美元,而且求你在日本这边的银行给我转 10 万日元。

美国的搜集人预备将这个信息连同意图地与时刻,同时传递到日本,这些信息会先放置在美国的输出行列中,传递之前需求经过美国的验证人承认这笔买卖后,就会经过中继链这个安排将该信息从美国的输出行列放置到日本的输入行列。

当日本的验证人会收到该信息后,经过日本这边的搜集人来履行信息中的要求,然后将你账户中的 10 万日元转到了我在日本的账户中,由此完结整个进程。

而映射到区块链网路中相同是这样的途径,美国和日本就比方不同的区块链,经过该办法就完结了两个信息孤岛的网络的链接,而详细 Polkadot 的跨链完结,整个进程悉数由区块链和智能合约履行,是以去中心化的办法做到链间通讯的。

Cosmos 的跨链是怎么完结的?

虽然 Polkadot 作为跨链范畴当下的王者,可是人们常常以 Cosmos 作为 Polkadot 的有力对手相比较,因而,咱们需求以相同的视点浅谈一些关于 Cosmos 的跨链构成。

Cosmos 的跨链结构

相同 Cosmos 也是选用了中继链的办法来进行跨链交互,但 Cosmos 意在供给一个规范的协议(IBC)让其他区块链接入该协议后,完结信息交互。

咱们将 Cosmos 的结构进行拆分后可分为 Zones 和 Hubs,Zones 适当于 Polkadot 中的平行链(相似于接入不同的区块链网络),而 Hubs 则对应了 Polkadot 中的中继链(担任监督其他链是否正常运转),整体来说,Hub 办理着被称为 「Zone」 的独立区块链,而由 Hub 来追寻记载各个 Zone 的状况。

而他们之间的信息传递是有被称为「IBC」(区块链之间的通信协议)的协议来担任传输信息,读者能够了解为是 Cosmos 中特有的编码方法,只需经过该编码即可承认是 Cosmos 生态的一部分,也可进行安全的信息交互。

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而根据这些底层构成和通信协议,Cosmos 还开发了一个名为 Cosmos SDK 的一个通用结构,它的方针是创立一个模块生态体系,答应开发人员轻松地创立特定运用的区块链,而无需从头开端编写运用的每个功用,然后大大削减程序员在区块链底层开发上花费的时刻。

Cosmos 怎么完结跨链?

谈到 Cosmos 怎么详细完结跨链动作,咱们仍然要回到其结构构成来看,Cosmos 将区块链拆分出了一致层(Tendermint 内核)、网络层和运用层(Cosmos SDK),这能让开发者在开发各种类型运用的时分有更大的灵活性。

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因而,Cosmos 的跨链办法其实是经过自己建立一套区块链开发结构,来让其他区块链在此结构上进行开发,并满意自身像 BFT 一致算法或许 Cosmos SDK 这样的运用参加进去,这样的抱负状况听起来如同很风趣,但离实在的跨链仍然有不少距离,所以它仍然在「轻节点跨链」的办法上尽力着。

Polkadot 与 Cosmos 的差异

两者中心比照

为了便于愈加直观的让用户了解 Polkadot 和 Cosmos 两者之间的不同,咱们制作了下图:

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假如单从功用上或许某一方面来比照两个跨链项意图好坏,如同并不能判别孰是孰非,由于单一的组成只能表现某一方面的优势,因而,咱们仍是回到跨链自身来看,或许会有更不错的作用。

两者开展现状

Cosmos 自 2015 年立项以来,遭到不了职业不同程度的重视,终究作为跨链范畴的俊彦不管是资方仍是社区,都赋予了极大希望,而其主网在 2019 年上半年迎来了上线。

可是就在主网上线半年后,Tendermint Labs (Cosmos 背面中心开发团队)的总监 Zaki Manian 在推特上揭露表明,在曩昔的 6 个月中,Jae Kwon (Cosmos 创始人)一向专心于 Virgo 项目,而疏忽了 Cosmos 的 IBC 开发,没有为 IBC 供给资源,造成了许多才华横溢的工程师脱离公司的局势,这使中心软件团队的资源严重缺乏,并表明要辞去 CEO 职位,此举引发了 Cosmos 社区巨大动乱。

正是由于 Cosmos 社区开发人数的下降,使得其 IBC 跨链通信协议开发一向处于缓慢爬坡阶段,因而跨链方针变得遥不行及,现在仅出来了一个 Cosmos SDK 结构。

反观另 Polkadot 的开发自 8 月主网上线以来,团队一向在尽力开发平行链功用(跨链的中心部件),而且上星期区块链大会上,创始人 Gavin 博士表明平行链代码将在未来 2 周内发布,这让人们对跨链的到来有了更强的期许。

当然某种意义上来说,Polkadot 的跨链是凭借 XCMP 完结平行链之间的音讯交互,还处于同一一致下的跨链,离咱们抱负的终极跨链(不同一致链的交互)还有一段距离,但依照开展途径来看,契合预期。

从跨链的功用性和开展来说,咱们以为 Polkadot 现在更像是实在的跨链,而 Cosmos 现在仍是伪跨链,其规划只是在搬运财物这一层面,最首要的是 Cosmos 团队在完结最根底的财物搬运之前就戛然而止了。虽然最初的抱负很夸姣,但实际却很骨感,跨链的重担仍是交给 Polkadot 来完结吧。

跋文

虽然咱们了解到有许多跨链的办法,可是咱们更推重的仍是 Polkadot 规划的跨链办法,由于许多跨链技能往往考虑的只是针对性的处理某一些问题,让某一条链能取得扩展,但这并不能使区块链实在成为所谓的价值互联网和可信互联网。

而要承载起价值互联网的名号,必定是十分巨大的网络,而不会只是限制在某一条区块链上,现在的公有链或许联盟链都只是像局域网,只需像 Polkadot 所规划的,将一切区块链都互联互通,终究构成由很多区块链组成的互联网络,才更契合这个规范。

当然,跨链的处理办法也绝非咱们现在看到的这些,不扫除未来会有更立异的办法呈现,但从项目演化和区块链开展来看,像 Polkadot 和 Cosmos 这样的跨链项目都值得咱们去了解,而至于谁能成为未来的「跨链之王」,除了技能层面的要素,或许还要考虑商场和商业落地,而这才是区块链当下更应关怀的问题,咱们也将在后续文章中进一步去开掘 Polkadot 或许 Polkadot 生态中这样优质的项目。

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