Пересылка оригинального заголовка: Ключ к связности цепочки: Протокол взаимодействия для всех цепочек

Автор: исследователь YBB Capital Зик

Предисловие

С момента своего возникновения технология блокчейн была постоянным источником противоречий, эволюционируя от своего первоначального намерения быть «электронной платежной системой» к становлению «мировым компьютером», акцентируя внимание на «высокоскоростной параллельной обработке» и служа как основа для приложений в сферах игровых и финансовых технологий. Разногласия в ценностях и технические споры привели к появлению сотен публичных блокчейнов. Из-за их децентрализованной природы блокчейны по своей сути являются закрытыми и изолированными системами, неспособными воспринимать или общаться с внешним миром, делая невозможным взаимосвязь между блокчейнами. Текущий основной сюжет публичных блокчейнов движется в сторону многоуровневого модульного процесса. Помимо уровней исполнения на уровне 2, у нас есть уровни доступности данных (DA), расчетные уровни и даже уровни исполнения поверх других уровней исполнения. Фрагментация ликвидности и дезорганизованные пользовательские впечатления намерены усилиться. Традиционные решения для мостов межцепочной связи несут в себе риски.

С точки зрения обычного пользователя передача активов между блокчейнами через мосты уже является неудобной и длительной, не говоря уже о рисках неравенства активов, хакерских атаках, взлетающих газовых сборах и дефиците ликвидности на целевых цепях. Отсутствие совместимости между цепями не только затрудняет широкое принятие технологии блокчейн, но и поддерживает представление о публичных блокчейнах как враждебных племен или наций, занимающихся бесконечными дебатами о "Трехлемме блокчейна" и достоинствах различных решений на разных уровнях. По мере усиления параллельного развития многоцепочных и многоуровневых систем растет спрос на полную цепную взаимосвязь в Web3. Насколько далеко продвинулись разработки протоколов полной цепной совместимости? И насколько мы далеки от достижения следующих миллиарда пользователей?

Что такое полная цепочка совместимости?

В традиционном интернете фрагментация операционного опыта едва ли ощущается, поскольку сценарии оплаты с использованием Alipay или WeChat обычно могут удовлетворить все запросы на онлайн-оплату. Однако в мире Web3 существуют врожденные барьеры между публичными блокчейнами. Упрощенные протоколы полной межцепочной совместимости служат молотом, чтобы преодолеть эти барьеры. Через решения межцепочной коммуникации они обеспечивают беспрепятственный перевод активов и информации между несколькими публичными блокчейнами, нацеленный на достижение беспрепятственного опыта, аналогичного уровню Web2, и в конечном итоге достижение конечной цели - агностицизм цепи или даже Центричность намерений.

Реализация полной цепочечной совместимости включает в себя решение нескольких ключевых проблем, включая проблемы коммуникации между неоднородными цепочками смарт-контрактов и методы передачи активов между цепочками без обертывания. Для решения этих проблем некоторые проекты и протоколы предложили инновационные решения, такие как LayerZero, Axelar и Wormhole. Мы далее проанализируем эти проекты в следующих разделах, но перед этим необходимо понять различные проблемы и текущие методы взаимодействия между цепочками.

Что изменилось в полной цепи?

В отличие от прошлого, когда пользователи должны были блокировать активы на цепи-источнике и платить за Gas, ждать долгое время, чтобы получить обернутый токен на целевой цепи через сторонние мосты, протоколы полной цепочной совместимости представляют собой новую парадигму, расширенную от технологии межцепных связей. Он служит в качестве центра общения, который передает всю информацию, включая активы. Это обеспечивает совместимость между цепями, например, обмен активами без проблем в Sushi, интегрирующем Stargate для маршрутизации между цепями-источником и целевой, что значительно оптимизирует межцепной опыт для пользователей. В будущем еще более амбициозные сценарии использования могут включать безупречную совместимость между различными DApps на различных цепях.

Выбор треугольника и три типа верификации

Мир блокчейна всегда полон решений, подобно известной Трилемме блокчейна для общественных сетей, решениям межцепочечной совместимости также предстоит преодолеть Трилемму совместимости. Из-за технических и ограничений безопасности протоколы межцепочечной совместимости могут оптимизироваться только для двух из следующих трех ключевых атрибутов:

1. Недоверие: Операции протокола не зависят от какой-либо централизованной доверенной сущности и могут обеспечивать тот же уровень безопасности, что и базовая блокчейн. Это означает, что пользователи и участники не нуждаются в доверии к какому-либо посреднику или третьей стороне для обеспечения безопасности и корректного выполнения транзакций;
2. Расширяемость: Протокол легко применяется к любой блокчейн-платформе или сети, не ограниченной конкретными технологическими архитектурами или правилами. Это позволяет решениям взаимодействия поддерживать широкий спектр блокчейн-экосистем, а не только несколько конкретных сетей;
3. Обобщаемость: Протокол может обрабатывать любой тип междоменной передачи данных или активов, а не только конкретные типы транзакций или активы. Это означает, что через мост различные блокчейны могут обмениваться различными типами информации и ценности, включая, но не ограничиваясь, криптовалютами, вызовами смарт-контрактов и любыми другими произвольными данными.

Ранние классификации мостов межцепных были в основном основаны на делении Виталика, классифицируя технологии межцепных взаимодействий на три типа: хэш-временно-заблокированные контракты, подтверждение на основе свидетелей и реле-подтверждение (проверка легкого клиента). Однако, согласно Арджуну Бхуптани, основателю Connext, решения межцепных взаимодействий также можно разделить на внутреннее подтверждение (Доверие + Расширяемость), внешнее подтверждение (Расширяемость + Обобщаемость) и внутреннее подтверждение (Доверие + Обобщаемость). Эти методы подтверждения основаны на различных моделях доверия и технических реализациях для удовлетворения различных потребностей в безопасности и совместимости.

Проверено нативно:
· Мосты с подтверждением на уровне ядра полагаются на механизмы консенсуса как исходных, так и целевых цепочек для прямой проверки транзакций. Для этого метода не требуется дополнительного уровня проверки или посредников. Например, некоторые мосты могут использовать смарт-контракты для создания прямой логики проверки между двумя блокчейнами, позволяя им подтверждать транзакции через их собственные механизмы консенсуса. Такой подход повышает безопасность, поскольку он прямо зависит от встроенных механизмов безопасности вовлеченных цепочек. Однако этот метод может быть технически более сложным, и не все блокчейны поддерживают прямое ядерное подтверждение.

Внешняя проверка:
· Внешне проверенные мосты используют сторонних валидаторов или кластеры валидаторов для подтверждения действительности транзакций. Эти валидаторы могут быть независимыми узлами, членами консорциума или другой формой участника, действующего вне исходных и целевых цепочек. Этот подход часто включает в себя перекрестное цепочное обмен и логику проверки, выполняемую внешними субъектами, а не непосредственно обрабатываемую сами участвующие блокчейны. Внешняя верификация позволяет добиться более широкой совместимости и гибкости, поскольку она не ограничивается определенными цепочками, но также вносит дополнительный уровень доверия и потенциальные риски безопасности. (Хотя существуют значительные риски централизации, внешняя верификация является наиболее распространенным методом, обеспечивающим гибкость, эффективность и низкие затраты.)

Локально проверено:
· Локально проверенный означает, что целевая цепь проверяет состояние исходной цепи для подтверждения транзакций и локального выполнения последующих транзакций. Обычной практикой является запуск легкого клиента на исходной цепи виртуальной машины целевой цепи или их параллельный запуск. Для локальной проверки требуется либо честное меньшинство, либо предположение о синхронизации, с по крайней мере одним честным ретранслятором в комитете (честное меньшинство) или, если комитет не функционирует нормально, пользователи должны передавать транзакции сами (предположение о синхронизации). Локальная проверка является самой минимизированной по доверию формой межцепного взаимодействия, но также дороговатой, менее гибкой в разработке и более подходит для блокчейнов с похожими стейт-машины, например между Ethereum и L2 сетями или между блокчейнами, разработанными на основе Cosmos SDK.

Различные типы схем

Различные типы решений Как одна из самых важных инфраструктур в мире Web3, разработка решений межцепочечной совместимости остается сложной проблемой, приводя к появлению различных типов решений. Нынешние решения можно разделить на пять типов, каждый из которых использует уникальные методы для облегчения обмена активами, передачи и вызова контрактов.

Механизмы обмена токенов: Этот процесс позволяет пользователям торговать определенным активом на одном блокчейне и получать эквивалентный актив на другом цепочке. Путем использования технологий, таких как атомные свопы и кросс-чейн автоматизированные рыночные создатели (AMM), на разных цепочках могут быть созданы пулы ликвидности, обеспечивающие безшовный обмен различными активами.

Технология моста активов: этот метод включает в себя блокировку или сжигание активов на исходной цепи через смарт-контракты и разблокировку или создание новых активов на целевой цепи через соответствующие смарт-контракты. Эту технологию можно дополнительно разделить на три типа в зависимости от того, как обрабатываются активы:

• Режим блокировки/эмиссии: В этом режиме активы на исходной цепочке блокируются, в то время как «мостовые активы» эквивалентной стоимости эмитируются на целевой цепочке. Обратная операция уничтожает мостовые активы на целевой цепочке для разблокировки исходных активов на исходной цепочке.
• Режим сжигания/чеканки: В этом режиме активы на исходной цепочке уничтожаются, и эквивалентное количество тех же активов чеканится на целевой цепочке.
• Режим блокировки/разблокировки: Этот метод заключается в блокировке активов на цепочке-источнике, а затем разблокировке эквивалентных активов в пуле ликвидности на цепочке-назначении. Такие мосты активов часто привлекают ликвидность, предлагая стимулы, такие как совместное распределение доходов.

· Функциональность Нативной Оплаты: Позволяет приложениям на цепочке-источнике запускать операции оплаты с использованием нативных активов на цепочке-приемнике или запускать кросс-чейн платежи на основе данных с одной цепочки на другую. Этот метод в основном используется для расчетов и может быть запущен на основе данных блокчейна или внешних событий.

· Взаимодействие смарт-контрактов: Позволяет смарт-контрактам на цепочке-источнике вызывать функции смарт-контрактов на цепочке-назначении на основе локальных данных, обеспечивая выполнение сложных кросс-цепочечных приложений, включая обмен активами и мосты.

· Мосты программных активов: это передовое решение совместимости, объединяющее функциональности моста активов и обмена сообщениями. Когда активы переводятся с цепи-источника на цепь-назначение, вызовы контрактов на цепи-назначении могут быть немедленно запущены, позволяя различные функции межцепных операций, такие как стейкинг, обмен активами или хранение активов в смарт-контрактах на цепи-назначении.

Слой Нуль

Как самый известный проект в области протокола совместимости полной цепочки, Layer Zero привлек значительный криптокапитал от a16z, Sequoia Capital, Coinbase Ventures, Binance Labs и Multicoin Capital, завершив три раунда финансирования на общую сумму 315 миллионов долларов. Помимо привлекательности проекта, это подчеркивает важность полной цепочки совместимости в глазах крупного капитала. Отложив в сторону свой ореол и споры, касающиеся централизации и недостатков экосистемы, давайте проанализируем, может ли архитектура Layer Zero реализовать потенциал для облегчения полной цепочечной связности.

Trustless Cross-Chain: Как упоминалось ранее, наиболее распространенные решения для кроссчейн-мостов полагаются исключительно на внешнюю проверку, что значительно снижает безопасность из-за смещения доверия к проверке вне сети (большинство мостов с несколькими подписями, которые были использованы, разделяют эту уязвимость, поскольку хакерам нужно нацелиться только на место хранения активов). LayerZero, напротив, преобразует архитектуру верификации в две независимые сущности — Oracles и Relayers, используя самый минималистичный подход для устранения недостатков внешней верификации. Теоретически независимость между ними должна обеспечить полностью надежную и безопасную среду межсетевой связи. Однако проблема заключается в том, что хакеры могут атаковать оракулов и ретрансляторов для вредоносной деятельности. Кроме того, возможность централизованного сговора между оракулами и ретрансляторами вызывает опасения, предполагая, что не требующий доверия кроссчейн нулевого уровня в версии 1 может иметь несколько логических пробелов. В версии 2 представлены децентрализованные сети верификации (DVN) для улучшения метода верификации, о которых мы поговорим позже.

Конечные точки LayerZero: Конечные точки LayerZero являются ключевыми элементами функциональности протокола. В то время как оракулы и ретрансляторы версии 1, а также DVN версии 2 в основном обрабатывают проверку сообщений и предотвращение мошенничества, конечные точки представляют собой смарт-контракты, которые обеспечивают фактический обмен сообщениями между локальными средами двух блокчейнов. Каждая конечная точка в участвующих блокчейнах состоит из четырех модулей: Communicator, Verifier, Network и Libraries. Первые три модуля обеспечивают основные функции протокола, в то время как модуль «Библиотеки» позволяет разработчикам протокола расширять его основные функциональные возможности и добавлять пользовательские функции, специфичные для блокчейна. Эти пользовательские библиотеки позволяют LayerZero адаптироваться к широкому спектру блокчейнов с различными архитектурами и средами виртуальных машин, например, поддерживая как EVM-совместимые сети, так и не-EVM-совместимые цепочки.

Как это работает: Основа системы связи LayerZero зависит от конечных точек. Через три ранее упомянутых модуля она формирует инфраструктуру для передачи сообщений между цепями. Процесс начинается с приложения на одной блокчейн (Цепь A), отправляющей сообщение, включающее передачу деталей транзакции, идентификатора целевой цепи, полезной нагрузки и информации о платеже Коммуникатору. Затем Коммуникатор компилирует эту информацию в пакет данных и пересылает его вместе с другими данными Верификатору. Верификатор сотрудничает с Сетью для инициирования передачи блочного заголовка Цепи A в целевую цепь (Цепь B), направляя Ретранслятора предварительно извлекать доказательства транзакций для обеспечения подлинности. Оракул и Ретранслятор несут ответственность за извлечение блочного заголовка и доказательств транзакций, соответственно, и затем передачу этой информации контракту Сети на Цепи B, который передает хеш блока Верификатору. После проверки пакета данных и доказательств транзакций, предоставленных Ретранслятором, сообщение пересылается Коммуникатору на Цепи B. Наконец, смарт-контракт передает сообщение целевому приложению на Цепи B, завершая процесс межцепной связи.

В LayerZero Version 2 Оракулы заменены Децентрализованными сетями верификации (DVN) для решения критики централизации и небезопасности внецепных сущностей. Одновременно Релеи заменены Исполнителями, чья роль ограничивается лишь выполнением транзакций, а не их верификацией.

Модульность и Масштабируемость: Разработчики могут использовать модуль библиотек для расширения основных функций LayerZero на блокчейнах. Эти модули являются частью набора смарт-контрактов протокола. Библиотеки позволяют реализовывать новые функции специфичным образом для конкретного блокчейна без изменения основного кода LayerZero. Протокол является высокомасштабируемым, поскольку он использует легковесную настройку обмена сообщениями для межцепочечной связи.

Простой пользовательский опыт: ключевая особенность LayerZero - его дружелюбие к пользователю. Перекрестные цепочечные операции с использованием протокола могут проводиться как единая транзакция, устраняя процессы обертывания и развертывания токенов, обычно связанные с традиционными криптовалютными мостами. В результате пользовательский опыт аналогичен обмену или передаче токенов на той же цепочке.

LayerZero Scan: Учитывая почти 50 публичных сетей и платформ Layer 2, поддерживаемых LayerZero, отслеживание активности сообщений на LayerZero - это нелегкая задача. И здесь на помощь приходит LayerZero Scan. Это приложение кросс-цепочного браузера позволяет вам видеть все обмены сообщениями протокола на участвующих сетях. Браузер позволяет просматривать активность сообщений по исходной и целевой цепи отдельно. Вы также можете изучить активность транзакций для каждого DApp, используя LayerZero.

OFT (Omnichain Fungible Token): Стандарт OFT (Omnichain Fungible Token) позволяет разработчикам создавать токены с функциональностью на уровне нативных токенов на нескольких цепях. Стандарт OFT включает сжигание токенов на одной цепи при одновременном чеканении реплики токена на целевой цепи. Изначально стандарт оригинального токена OFT мог использоваться только с совместимыми с EVM цепями. LayerZero расширила этот стандарт в последней версии OFTV2 для поддержки платформ без EVM.

ONFT (Omnichain Non-Fungible Token): ONFT - это невзаимозаменяемая версия стандарта OFT. NFT, созданные на основе стандарта ONFT, могут быть переданы и хранятся на нативном уровне между цепями, поддерживающими этот стандарт.

Червоточина

Как и Layer Zero, Wormhole является частью протокола полной совместимости цепочек, начав делать себя заметным во время недавнего события по раздаче токенов. Протокол был изначально запущен в октябре 2020 года и развился от двустороннего токен-моста в его версии 1 до возможности разработки собственных кросс-цепочечных приложений, охватывающих несколько цепочек. Протокол, возможно, наиболее известен случаем хакерской атаки 3 февраля 2022 года, в результате которой было похищено $360 миллионов долларов в виде ETH. Тем не менее, Wormhole смог пополнить средства (из неизвестного источника) менее чем за 24 часа и недавно объявил о финансировании в размере удивительных $225 миллионов. Итак, что делает Wormhole настолько привлекательным для капиталовложений?

Стратегический фокус: Цель Wormhole в первую очередь - не EVM-системы, а не EVM-системы. Это единственный основной протокол полной цепочки, который поддерживает гетерогенные общедоступные цепочки, такие как Solana, и семейство Move (APT, SUI), среди прочих. Поскольку эти экосистемы продолжают восстанавливаться и стремительно расти, появление Wormhole в качестве лидера становится неизбежным.

Как это работает: В основе Wormhole лежит протокол межцепной проверки действий (VAA) и 19 узлов-стражей (выбранных из известных институтов отрасли, за что их часто критикуют). Он преобразует запросы в VAA через контракт ядра Wormhole на каждой цепи для облегчения межцепных операций. Конкретный процесс выглядит следующим образом:

• Событие и создание сообщения: конкретные события, происходящие на исходной цепочке, такие как запросы на передачу активов, захватываются и инкапсулируются в сообщение. В этом сообщении детализируется событие и действия, которые необходимо выполнить.
• Мониторинг и подписание узлов-хранителей: 19 узлов-хранителей в сети Wormhole отвечают за мониторинг событий межцепочной передачи. Когда они обнаруживают событие на исходной цепочке, они проверяют информацию о событии. После проверки каждый узел-хранитель подписывает сообщение своим закрытым ключом, указывая на верификацию и одобрение события (требуется согласие двух третей узлов).
• Генерация подтверждения действия (VAA): Как только достаточное количество узлов-хранителей подписали сообщение, эти подписи собираются и упаковываются в VAA. VAA - это проверяемое одобрение события и его межцепочного запроса, содержащее подробную информацию об исходном событии и доказательство подписей узлов-хранителей.
• Передача VAA между цепями: Затем VAA отправляется на целевую цепь. На целевой цепи за проверку подлинности VAA отвечает контракт ядра Wormhole. Это включает проверку подписей узлов-хранителей, содержащихся в VAA, чтобы убедиться, что они от надежных узлов, и что сообщение не было изменено.
• Выполнение кросс-цепных действий: После того, как контракт Wormhole на целевой цепи проверил правильность VAA, он выполняет соответствующие действия по указанию VAA. Это может включать в себя создание новых токенов, передачу активов, выполнение вызовов смарт-контрактов или другие пользовательские операции. Таким образом, события на исходной цепи могут вызывать соответствующие ответные реакции на целевой цепи.

>>>>> gd2md-html alert: inline image link here (to images/image4.png). Store image on your image server and adjust path/filename/extension if necessary.
(Наверх)(Следующее оповещение)
>>>>>

Модуль безопасности: Wormhole разрабатывает три основных внутренних функции безопасности: управление, учет и аварийное отключение, все это в открытой среде разработки для предоставления глубокого понимания их окончательной реализации. Эти функции ждут завершения и принятия опекунами.

• Правление: Эта функция, реализованная на уровне опекуна/оракула, позволяет опекунам отслеживать поток ценности на любой регулируемой цепи в определенное временное окно. Опекуны устанавливают приемлемые ограничения потока для каждой цепи, и любой поток, превышающий это ограничение, блокируется для предотвращения избыточного перемещения активов.
• Учет: Реализованный опекунами или оракулами, они поддерживают свою блокчейн (также известную как wormchain), служа как межцепочечный регистр между различными цепочками. Этот регистр позиционирует опекунов не только как валидаторов в цепочке, но также действует как плагин учета. Опекуны могут отклонить межцепочечные транзакции от цепочек с недостаточными средствами (эта проверка независима от логики смарт-контракта).
• Выключение: Реализованная on-chain функция, позволяющая опекунам временно приостановить поток активов на мосту, если обнаружена потенциальная угроза мосту межцепочной передачи. Текущая реализация осуществляется через вызовы функций on-chain.

Быстрая интеграция: продукт Connect от Wormhole предлагает приложениям простой инструмент моста, который интегрирует функциональность кросс-цепочки протокола Wormhole всего за несколько строк кода. Основная функция Connect - предоставить разработчикам набор упрощенных инструментов интеграции, позволяющих им интегрировать функции инкапсуляции и моста собственных активов Wormhole в свои приложения с минимальным кодированием. Например, площадка NFT, желающая мостить свои NFT с Ethereum на Solana, может использовать Connect, чтобы предоставить своим пользователям простой и быстрый инструмент моста в рамках своего приложения, позволяя им свободно перемещать свои NFT между двумя цепочками.

Сообщения: В разнообразной экосистеме блокчейна обмен сообщениями становится ключевым требованием. Продукт Messaging от Wormhole предлагает децентрализованное решение, которое позволяет различным блокчейн-сетям безопасно и легко обмениваться информацией и ценностью. Основная функциональность Messaging - передача информации между блокчейнами, оборудованная упрощенными методами интеграции для ускорения роста пользователей и ликвидности, сохраняя при этом высокий уровень безопасности и децентрализации. Например, DeFi-проект, запущенный на Ethereum, который хочет взаимодействовать с другим проектом на Solana, может легко обмениваться информацией и ценностью через Messaging от Wormhole, без сложных посреднических шагов или вмешательства сторонних лиц.

Фреймворк NTT: Фреймворк NTT (Native Token Transfers) через Wormhole предоставляет инновационное и всестороннее решение для кросс-блокчейн-переводов собственных токенов и NFT. NTT позволяет токенам сохранять свои врожденные свойства во время процесса кросс-цепных переводов и поддерживает прямые кросс-цепные переводы токенов без необходимости пулов ликвидности, тем самым избегая комиссий LP, проскальзывания или рисков MEV. Более того, он может интегрироваться с любым токеном или стандартом контракта и процессами управления протоколом, позволяя командам проекта сохранять владение, обновлять разрешения и настраивать свои токены.

Заключение

Несмотря на то, что находятся на ранних этапах, протоколы полной цепочки взаимодействия в настоящее время сталкиваются с проблемами безопасности и рисков централизации, и пользовательский опыт пока не может конкурировать с экосистемой интернета Web2. Однако по сравнению с ранними технологиями мостов межцепями, текущие решения сделали значительный прогресс. На долгой взгляд, протоколы полной цепочки взаимодействия представляют собой великолепное повествование об интеграции тысяч изолированных цепей в единую экосистему. Особенно в эпоху стремления к экстремальной скорости и эффективности в модульности, протоколы полной цепочки несомненно играют ключевую роль в сближении прошлого и будущего. Это ключевая область, на которую мы должны обратить особое внимание.

Disclaimer：

1. Эта статья перепечатана с [YBB], Пересылка оригинального заголовка «The Key to Chain-Wide Connectivity: An All-Chain Interoperability Protocol». Все авторские права принадлежат оригинальному автору ["Исследователь YBB Capital Зик]. Если есть возражения к этому перепечатыванию, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманда, и они оперативно решат это.
2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются инвестиционными рекомендациями.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.