6張圖告訴你, 區塊鏈的未來在哪里_COS

作者|KermanKohli

編譯|王柯凝

來源|區塊鏈大本營

近期，隨著區塊鏈跨鏈技術Cosmos的發布以及它對以太坊生態系統的潛在威脅，針對區塊鏈互操作性也引發了不少討論。

在這篇文章中，營長就帶你走進Cosmos和Polkadot，結合一定的基礎知識和圖解，保準你能夠在技術層面上對這些協議的認識達到一個新的高度。

首先，你一定要認識到區塊鏈互操作性的重要性。在現有網絡中，你可以通過應用程序的API對大量的數據集進行訪問和修改。而在區塊鏈中，數據就被封鎖在某一個鏈中。

那么，區塊鏈具有互操作性到底意味著什么呢？

它有以下幾個作用：

不需要信任，不同的區塊鏈即可直接安全地進行資產轉移；

不同鏈之間的智能合約可以實現交互；

某些專用鏈可供其他區塊鏈使用。

在深入探討之前，營長先為你介紹一些去中心化系統的基礎知識，以便幫助你理解后續概念。

去中心化系統

顧名思義，去中心化系統就是一組計算機為實現某一特定目標而共同運作，比如向世界各地的民眾推送相同的內容。為實現這一目標，必須克服以下困難：

準時：每個系統/電腦都是按照自己的速度和節奏執行相同的任務。

次序：由于每個系統都有自己事件的事件和時間線，試圖在什么時間解決發生的什么事件還是相當困難的。

美眾議院和參議院就加密貨幣法案達成兩黨協議:金色財經報道，Bitcoin News稱，美國眾議院和參議院就加密貨幣法案達成兩黨協議，該法案將要求加密貨幣交易所向商品期貨交易委員會（CFTC）注冊，并為比特幣和整個\"另類\"行業創建一個新的監管框架。

據金色財經觀察，該法案的核心是授予CFTC監管涉及加密資產交易的專屬管轄權，只要發行商遵循某些SEC披露要求，代幣就被假定為商品并屬于CFTC的管轄范圍。此外，法案還包括：

1.CFTC對”加密資產交易所\"的注冊要求，但不包括DEX。

2.客戶資產隔離要求和借貸限制，包括禁止中介機構對加密資產進行再抵押。

3.單獨處理支付穩定幣，只能由受聯邦和州銀行當局監管的存款機構發行，但CFTC對CFTC注冊商開展的與支付穩定幣有關的任何活動擁有專屬管轄權。

4.為僅從事發行支付穩定幣及相關服務的潛在存款機構提供注冊途徑。

5.將洗售稅規則擴展到數字資產的購買和銷售。

此外，根據該法案，美SEC會仍將保留對數字資產的部分管轄權。如果數字資產賦予“商業實體”“任何的財務利益”，包括“債務或股權”、“清算權”或“利息或股息支付的權利”，則該資產不會被視為加密資產或輔助資產，而是會像傳統證券一樣受到SEC的管轄。[2023/7/26 15:59:00]

錯誤：由于系統宕機、系統無法正確接收/發送消息或惡意操作，都可能會導致系統之間協調失敗。

舉個例子來說，人和人之間解決問題最好的方法就是良好的溝通。但這對計算機來說卻比較困難，因為它可以是異步通信，也可以是同步通信。

觀點：加密貨幣和NFT的稅收漏洞可能很快結束:金色財經報道，加密貨幣稅務報告軟件CoinLedger聯合創始人兼首席執行官David Kemmerer發文表示，多年來，加密貨幣和NFT投資者利用清洗銷售來節省數千美元的稅收。然而，這個稅收漏洞可能會在不久的將來結束。目前，拜登政府的預算方案包含一項條款，將清洗銷售規則擴大到加密貨幣和NFTs，并限制加密貨幣投資者要求資本損失的能力。[2023/7/5 22:18:43]

該如何理解同步和異步呢？

同步：每個系統會給每個主機分配特定的時間輪流進行通信，這就好比人與人的面對面對話。

異步：每個系統隨時都可以進行通信，并且沒有任何限制，這就好比群聊天。

總而言之，區塊鏈最終實現的是安全性和活躍性。

如果區塊鏈安全但不活躍，就會停止產生區塊；如果區塊鏈的活躍但不安全，就會產生很多很多分叉。如果不制定規則，就無法辨別哪個是正確的區塊鏈，哪個是分叉。

實用拜占庭容錯算法

BarbaraLiskov和MiguelCastro于1999年推出了實用拜占庭容錯算法，由于Cosmos和Polkadot等權益證明鏈的基礎是PBFT，因此，你很有必要聽營長介紹下它的工作原理。

一方監聽大量的交易，直到交易數足以打包成一個區塊，就會停止監聽，稱這一方為“提案者”，因為他們產生了一個區塊。

一旦產生一個區塊，每個人都要參與到“預投票”環節，以確保每個人都監聽的是同一區塊。需要注意的是，這個區塊也可以是錯誤或惡意的，但在“預投票”環節仍然有效，因為在這個環節中，每個人都只是試圖達成共識，即他們收到了相同的數據/區塊。

價值約5581萬美元的BTC轉入Coinbase:金色財經報道，據Whale Alert監測，2146枚BTC于今日23:39從未知錢包轉入Coinbase，價值約5581萬美元。[2023/6/6 21:19:58]

一旦超過2/3的參與者達成共識，即收到了相同的區塊，就會進行“預提交”，隨后，確定這個塊是否有效，且沒有惡意操作。

如果超過2/3的參與者認為這個塊有效且正確，就可以成功的提交這個區塊鏈。

區塊鏈的高度不斷增加，繼續重復步驟1-5。

以上這些步驟就可以確保每個塊生成的次序是已知的，每臺計算機都可以計算出自己的結果并進行實時通報，還能夠處理錯誤。

接下來，和營長一起探索Cosmos和Polkadot吧！

互操作性經典案例——Cosmos

2016年，JaeKwon和EthanBuchman創建了Cosmos，并通過ICO為其集資了超過1700萬美元。CosmosHub是允許區塊鏈與其他鏈進行通信的分區，任何一個使用PoW機制的區塊鏈都必須通過InterBlockchainCommunication框架連接到bridge-zone。

在架構這方面，2014年，JaeKwon根據實用拜占庭容錯算法，在CosmosHub中使用了Tendermint共識算法。這就意味投票環節中，每個人都分配了固定的時間進行投票，一旦區塊被創建完成，就不可逆，即只要交易處于最終確定的狀態，就可以實現即時通信&物聯網支付。由于不需要確認，因此稱為“快速終結”。

比特幣挖礦報告：TeraWulf股票暴跌33%，Digihost跌超11%:金色財經報道，The Block追蹤的大多數比特幣礦企股票下跌，其中TeraWulf股票暴跌33%，Digihost跌超11%，比特幣礦企TeraWulf和Digihost是表現最差的股票之一。[2022/12/13 21:40:36]

用戶可以將持有的ATOM作為系統中的驗證器，或將ATOM委托給驗證器。最初，Cosmos設置了100個驗證人，并計劃參考治理參數不斷增加驗證人數，并且，只有為網絡貢獻力量的人才可以參與維護網絡安全。

案例詳解：ETH轉換為BTC

為了更加簡單明了，下面將ETH轉換為BTC。

首先為ETH創建一個中間可信分區，并設一組驗證人負責將信息從ETHbridge-zone轉發到CosmosHub。

由于ETH和BTC存在不確定性，驗證者需要等待一定量的確認函數后，才能保證交易成功。

一旦驗證者確定交易處于最終狀態，就可以從所處分區向CosmosHub發起一筆交易，表明他們確實收到了ETH，隨后，CosmosHub創建WrappedCosmosEther，剩余的所有Cosmos分區也會同時獲知：系統中存在新的WrappedCosmosEther。

假設轉換匯率已事先確定，WrappedCosmosEther將會被換成WrappedCosmosBTC，將這個WrappedCosmosBTC發送到比特幣中間可信分區，然后發送到指定的BTC地址。

Cardano與格魯吉亞國家葡萄酒機構達成合作，開發基于區塊鏈的跟蹤系統:金色財經報道，Cardano基金會正在與格魯吉亞的國家葡萄酒機構和其他合作伙伴合作，使用區塊鏈技術，努力跟蹤這個東歐國家生產的葡萄酒的質量和真實性。合作伙伴還包括Bolnisi釀酒師協會和Scantrust，它們計劃使用Cardano區塊鏈來提高格魯吉亞的全球葡萄酒生產聲譽。（The Daily Hodl）[2022/9/18 7:03:40]

在這一過程中，有些假設還得注意：

CosmosHub需要確保WrappedCosmos資產余額能夠正確地遞增/遞減——這是一個潛在的缺陷，不過在Cosmos團隊設計的系統中，任何人都能以自己的方式創建CosmosHub。本質上來說，Cosmos網絡由不同群體運營的CosmosHub和Zones構成。

需要確保每個Zones可信，且能夠正確轉發資產、發送/接收消息，另外，發送者也必須對驗證人能夠充分信任，即驗證人一定會正確轉發消息而不會竊取資產。

互操作性經典案例——Polkadot

Polkadot由以太坊聯合創始人兼前首席技術官、Web3基金會總裁GavinWood創建，并于2017年底發售代幣DOT，融資超過1.45億美元。如果Cosmos是由CosmosHub和Zones構成的開放網絡，那么Polkadot就是單條“中繼鏈”，為平行鏈帶來了諸多好處。

Polkadot有以下幾個關鍵創新點：

每條平行鏈的安全性來源于中繼鏈上的驗證者，一旦通過成為平行鏈連接到Polkadot網絡，就能同時收獲與Polkadot網絡相同級別的安全性；而在Cosmos中，每條新鏈都需要驗證者，安全性掌握在自己手中。

平行鏈可以使用去信任鏈間通信與其他平行鏈進行交互，想要跨鏈通信的用戶不需要信任與之交互的每一條鏈，而只需要信任整個Polkadot網絡具安全性即可，這也與Cosmos的工作原理不同：在Cosmos中，用戶不需要依靠獨立的驗證者來信任源鏈、中繼鏈和目標鏈。

Polkadot的共識機制由兩部分組成：GRANDPA和BABE。GRANDPA是一個終結工具，它借鑒了GHOST分叉選擇規則的一些原則；而BABE是一種類似于Cardano的Ouroboros區塊生成機制，GRANDPA允許鏈的一部分“最終化”且不可逆，將終結工具與生成區塊分離，允許效率較低的終結工具在生成區塊的不同流程生效，這意味著區塊的生成有可擴展功能，這與基于PBFT的CosmosTendermint算法不同。

Polkadot生態系統包含以下幾個角色：

校對者：為平行鏈生成區塊，并將信息交付至驗證人驗證。

提名者：將資金分配給驗證人參與權益機制。

驗證者：對其資金量要求較高，負責打包中繼鏈的新區塊，其作用是：對新區塊進行簽名；參與GRANDPA確認中繼鏈；通過確認交易是否正確，或跨鏈消息是否已處理，對平行鏈區塊進行驗證。

釣魚者：審查網絡節點，鑒別惡意行為，像“賞金獵人”一樣，它能夠拿到一大筆報酬。

可以將Polkadot看作一個互連的系統，它將想要借助bridge-zone實現通信的各個鏈連接起來，所有的平行鏈和中繼鏈作為一個整體運行。平行鏈可以合并自定義邏輯，并負責處理自己的狀態轉換，同時與其他鏈進行消息轉發與傳遞。通過相互監聽，平行鏈可以自由與其他鏈進行通信，而在Cosmos網絡中，所有溝通都必須依賴CosmosHub。

得益于中心設計理念，Polkadot有很好的結構——平行鏈被動地從連接合約中讀取信息，但并不依靠連接合約在各平行鏈中發送消息。每條平行鏈都有相同的地位，也就是說，Polkadot跨鏈網絡真正做到了“去信任”，平行鏈的利益與中繼鏈一致，而與其驗證的其他任何平行鏈無關，此外，每隔一段時間，各個鏈也會隨機的重新分配驗證人。

案例詳解：ETH轉換為BTC

下面，營長以ETH轉換為BTC為例，更為直觀的了解如何實現平行鏈間的代幣轉換。

以太坊平行鏈上的校對人將區塊頭部信息傳遞給所在平行鏈上的驗證人，驗證人再將以平行鏈可識別、可通信的格式在以太坊連接智能合約中簽名并發布相關交易。任何發送的ETH都將由Polkadot驗證人持有，同時，驗證人也將提供DOT作為無效交易的抵押品。隨后，ETH平行鏈和BTC平行鏈之間創建通信，通過驗證以后，BTC就會指定一個地址。雖然具體設計決策還未出臺，但是，在跨鏈通信的中心始終是“去信任”。

需要注意的是，通過鏈上的去信任拍賣，Polkadot分配平行鏈槽，這些拍賣會使DOT在一段時間內處于鎖定狀態，以便保持平行鏈和Polkadot網絡的連接。如果平行鏈出現嚴重漏洞，或者是涉嫌參與惡意行為，監管就會介入并著手解決問題。Polkadot遵循鏈上治理機制，并且將其看作是加密貨幣網絡的最佳管理方式。

正如GavinWood所說的那樣：

“如果不引入鏈上治理，包括通過各種機制來引導升級的區塊鏈，最終都會被‘有的民粹主義’荼。我并不認可‘鏈下處理’，‘鏈上信號’和‘粗略共識’能夠為區塊鏈生態系統中的利益相關者提供有效手段，管理和推動區塊鏈的長期進步，我也不認為治理會奏效。”

時間線

雖然互操作性的核心應用實現已經達到了一定的水平，但執行力遠遠不夠。Cosmos于2019年3月推出，但也只是發布及運行CosmosHub，接下來的工作就是確定鏈間通信框架的運作方式；而Polkadot將于2019年底推出，目前上線的只有中繼鏈。

總的來說，Cosmos和Polkadot的發行令我感到很興奮，我最好奇的就是如何擴大開發人員對其的采用率、如何平衡每條平行鏈以及如何發揮平行鏈的作用。由于當前基礎架構遠不夠完善，開發人員也還得根據需要考慮實現足夠好的安全性所需要的人力及資源，就目前而言，現在創建特定的應用程序鏈還只是一個空談。

在以后的發展過程中是否還需要重新調整目標做出一點妥協？這個很難說，或許以太坊的鏈下治理會為此帶來契機。由于要實現去信任創新的同時，還要保證高度安全性，這一技術的發展相對來說比較緩慢。

另一方面，所有的加密貨幣網絡逐漸開始將安全性委托給其他鏈，比如以太坊。一旦現有社區能夠有較高的安全保障，它們就能專注于發展自己的鏈。MakerDAO就是一個很好的例子，MakerDAO有足夠的資源來創建自己的鏈，并且通過成為Polkadot平行鏈的一部分來獲取足夠的支持，如果無法保證足夠的支持，它還可以在Cosmos上建立一個bridge-zone保障其安全。Polkadot計劃則為無法保障安全性但可以實現通信的鏈提供bridge-slots。

以上應是社區該給出的建議，而不是將區塊鏈當作零和游戲。

原文：

https://tokeneconomy.co/the-state-of-crypto-interoperability-explained-in-pictures-654cfe4cc167

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