Báo cáo nghiên cứu liên doanh của LK: Liệu ZK Bridge có thể đạt được “kết quả cuối cùng của cuộc chiến xuyên chuỗi” không?

Tiêu đề gốc " Báo cáo nghiên cứu liên doanh của LK: Liệu ZK Bridge có thể đạt được “kết quả cuối cùng của cuộc chiến xuyên chuỗi” không? 》

Nguồn gốc: LK Venture

Ngày nay, Ethereum chiếm một nửa cơ sở hạ tầng của ngành blockchain, nhưng sự thống trị của mạng chính của nó đang bị thách thức bởi nhiều người đến sau. Một trong những sự đồng thuận chung trong ngành là tương lai có thể là mô hình cùng tồn tại nhiều chuỗi và chuỗi chéo hoặc thậm chí toàn chuỗi là liên kết quan trọng nhất trong hệ sinh thái đa chuỗi.

Tuy nhiên, ngày nay, các vấn đề bảo mật xảy ra thường xuyên trong các cầu nối chuỗi chéo kết nối các mạng blockchain khác nhau và hệ sinh thái chuỗi chéo dường như đang gặp nguy hiểm. Sự xuất hiện của ZK Bridge (cầu xuyên chuỗi sử dụng công nghệ chứng minh không có kiến thức ZK) sẽ giải quyết hiệu quả những thiếu sót khác nhau của giải pháp chuỗi chéo hiện tại và giúp hàng nghìn chuỗi có thể kết nối với nhau.

Heimdallr bảo vệ Cầu Cầu vồng bằng những bức ảnh

Nguồn hình ảnh: Klugh, Maria Tales from the Far North (Chicago, IL: A. Flanagan Company, 1909)

Trong thần thoại Bắc Âu, Heimdallr là một vị thần bí ẩn và quan trọng, chịu trách nhiệm canh giữ Cây cầu Cầu vồng nối liền Asgard và Midgard—Bifrst. Nếu chúng ta so sánh Cầu Cầu vồng kết nối các cõi thần thánh và thế giới con người khác nhau với một cây cầu xuyên chuỗi, thì liệu công nghệ chứng minh không kiến thức có thể gánh vác trách nhiệm nặng nề trong việc bảo vệ an ninh chuỗi chéo và đạt được huyền thoại "Heimdall" không thể ngăn cản trên thế giới hay không? Cầu Vồng ?

Bài viết này là một phân tích toàn diện về tuyến đường ZK Bridge của nhóm nghiên cứu đầu tư mạo hiểm LK, mong muốn hướng tới vai trò của công nghệ chứng minh không có kiến thức trong giải quyết vấn đề bảo mật chuỗi chéo và không gian phát triển vấn đề tắc nghẽn hiệu suất cao.

TL;DR

- Cầu ZK là gì? ZK Bridge là một cây cầu xuyên chuỗi sử dụng công nghệ chứng minh không có kiến thức và không tin cậy, không cần cấp phép, có thể mở rộng và hiệu quả.

- Tại sao bạn cần ZK Bridge? Các vấn đề tập trung và giả định về độ tin cậy của các cầu nối chuỗi chéo hiện tại dẫn đến tình trạng thiếu bảo mật và thường xuyên có lỗ hổng gây ra tổn thất nghiêm trọng trong khi các cầu nối xuyên chuỗi coi trọng bảo mật lại không hiệu quả và tốn kém; ZK Bridge có thể duy trì tính bảo mật, phân cấp và hiệu quả cao cùng một lúc.

- Triển khai ZK Bridge như thế nào? Giải pháp nút nhẹ dựa trên ZK-SNARK

-Giới thiệu dự án liên quan: Succinct Labs, zkIBC của Electron Labs, zkBridge của BerkleyRDI.

Cầu chuỗi chéo là gì?

Cầu chuỗi chéo là một giải pháp kỹ thuật cho phép truyền tải giá trị và thông tin giữa các mạng blockchain khác nhau. Bằng cách tận dụng một loạt công nghệ mã hóa và giao thức, các cầu nối chuỗi chéo cho phép chuyển giao tài sản và dữ liệu một cách an toàn, có thể kiểm chứng và không cần tin cậy, từ đó thúc đẩy khả năng tương tác giữa các mạng blockchain.

Nói chung, chúng tôi chia các cầu nối chuỗi chéo thành các cầu nối chuỗi chéo tài sản trực tiếp và các cầu nối chuỗi chéo thông điệp linh hoạt hơn.

Tại sao cầu nối chuỗi chéo lại trở thành mục tiêu chỉ trích của công chúng?

Là một quỹ tập trung khổng lồ, cầu nối chuỗi chéo đương nhiên sẽ thu hút tin tặc - lợi ích của một cuộc tấn công thành công là rất lớn. Ngoài ra, do có thể có sự khác biệt về giả định bảo mật giữa các chuỗi khác nhau, mã của tài sản chuỗi chéo phức tạp hơn và việc kiểm tra mã không thể tìm thấy tất cả các lỗ hổng, điều này tạo cơ hội cho tin tặc có động lực khuyến khích rất lớn.

Các sơ đồ tấn công cụ thể có thể được chia thành các loại sau:

1. Một số cầu nối chuỗi chéo dựa vào các bộ chuyển tiếp hoặc bộ xác thực tập trung để truyền và xác minh các giao dịch. Thiết kế này có thể dẫn đến một điểm lỗi duy nhất và kẻ tấn công có thể xâm phạm toàn bộ hệ thống chuỗi chéo bằng cách tấn công các thành phần tập trung này.

2. Tấn công khuyến khích kinh tế: Cầu liên chuỗi thường cần đặt ra các khuyến khích kinh tế phù hợp để đảm bảo hành vi trung thực của người xác nhận và người chuyển tiếp. Tuy nhiên, việc thiết kế các cơ chế khuyến khích phù hợp không phải là điều dễ dàng và việc khuyến khích không đủ hoặc thiết kế khuyến khích không cân bằng có thể dẫn đến các hành vi nguy hiểm hoặc các cuộc tấn công thông đồng.

3. Tấn công chi tiêu gấp đôi: Trong một số trường hợp, kẻ tấn công có thể cố gắng chi tiêu cùng một nội dung cho chuỗi nguồn và chuỗi mục tiêu cùng một lúc, khiến tài sản có hoa kép. Cầu nối chuỗi chéo cần thiết kế các biện pháp phòng ngừa hiệu quả để ngăn chặn các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi.

4. Tấn công lặp lại: Kẻ tấn công có thể cố gắng phát lại các giao dịch đã xảy ra trên chuỗi nguồn trên chuỗi mục tiêu, do đó cố gắng thu được những lợi ích không chính đáng. Cầu nối chuỗi chéo cần triển khai các cơ chế xác minh giao dịch và chống phát lại nhất định để ngăn chặn các cuộc tấn công như vậy.

5. Các cuộc tấn công phối hợp ngoài chuỗi: Một số cách triển khai cầu nối chuỗi chéo dựa vào sự phối hợp ngoài chuỗi, chẳng hạn như các kênh trạng thái hoặc chuỗi bên. Những kẻ tấn công có thể làm gián đoạn hoạt động bình thường của các cầu nối chuỗi bằng cách can thiệp hoặc tấn công các liên kết phối hợp ngoài chuỗi.

6. Tấn công đồng thuận giữa các chuỗi: Vì cầu nối chuỗi chéo liên quan đến nhiều mạng blockchain nên mỗi mạng có thể sử dụng một thuật toán đồng thuận khác nhau. Kẻ tấn công có thể khai thác điểm yếu trong sự đồng thuận giữa các chuỗi để khởi động các cuộc tấn công, chẳng hạn như thực hiện cuộc tấn công 51% vào một chuỗi để ảnh hưởng đến tính chính xác của cầu nối chuỗi chéo.

Danh sách các giải pháp cầu nối chuỗi chéo phổ biến hiện nay

Vấn đề cốt lõi của chuỗi chéo là làm thế nào để xác minh thông điệp của chuỗi khác là đáng tin cậy. Các giải pháp khác nhau đã được đưa ra cho vấn đề này, liên quan đến các mức độ giả định tin cậy khác nhau.

Biểu đồ tin cậy của cầu nối chuỗi

Các thông số kỹ thuật của đường chéo chính thống hiện nay các giải pháp chuỗi So sánh

Trên thực tế, các nút ánh sáng cộng với rơle Đây là giải pháp chuỗi chéo sớm nhất. Dự án tiêu biểu là BTC Relay, nhằm mục đích sử dụng Bitcoin để thanh toán cho các dịch vụ Ethereum. Tuy nhiên, do yêu cầu số lượng lớn tính toán và lưu trữ trên chuỗi nên việc chạy các máy khách nhẹ trên chuỗi rất tốn kém. Hơn nữa, do tính không đồng nhất của các thuật toán đồng thuận và thuật toán chữ ký giữa các chuỗi khác nhau, giải pháp chuỗi chéo không thể mở rộng được và cần phải triển khai ứng dụng khách & chuyển tiếp nhẹ dành riêng cho từng cặp của hai chuỗi cụ thể.

Cho đến nay, chỉ có IBC trên chuỗi ứng dụng Cosmos triển khai các ứng dụng khách nhẹ trên chuỗi quy mô lớn. Chìa khóa thành công của nó nằm ở việc tiêu chuẩn hóa Cosmos. chuỗi ứng dụng cực kỳ cao, mỗi chuỗi ứng dụng cần chạy sự đồng thuận Tendermint và tuân thủ các tiêu chuẩn IBC. Trong một thế giới đa chuỗi với các cơ chế đồng thuận, sơ đồ chữ ký và máy ảo khác nhau, việc xác minh ứng dụng khách nhẹ trên chuỗi rất khó đạt được.

Để tránh chi phí cao cho các nút nhẹ trên chuỗi, các dự án xuyên chuỗi chính thống hiện nay đã chuyển quy trình xác minh ra ngoài chuỗi, điều này cũng mang lại các cấp độ khác nhau về giả định niềm tin và Liên quan đến rủi ro gian lận tiềm ẩn, nhóm nghiên cứu đầu tư LK Venture giới thiệu một số giải pháp chính dựa trên mức độ tin cậy từ cao đến thấp.

Giải pháp chuỗi chéo 1: đa chữ ký không cần cầm cố

Các dự án tiêu biểu bao gồm Multichain, Wormhole, Ronin Bridge. Những điều này yêu cầu triển khai MPC đa chữ ký, yêu cầu các thực thể xác minh giao dịch và xác minh (tức là ký) tính hợp lệ của nó. Khi một ngưỡng được vượt qua (thường là 2/3), giao dịch được coi là đã được xác minh.

→Trong sơ đồ này, mỗi thực thể cần chạy một nút đầy đủ để xác minh. Tất nhiên, việc nói dối không có chi phí thực sự do không được thế chấp, nhưng tổn hại danh tiếng do sự không trung thực gây ra có thể dẫn đến chi phí tiềm ẩn lớn hơn, do đó, các nút xác minh thường được liên kết với các danh tính ngoài chuỗi cố định để tăng chi phí làm điều ác của nút đó.

→Việc xác minh tin nhắn của Multichain được đảm bảo bởi mạng SMPC Mạng SMPC bao gồm 24 nút. Tin nhắn được ký bởi hơn 2/3 nút được coi là đã vượt qua xác minh. Các nút SMPC Các thành viên không cần phải cam kết và tương đối cố định. Tính bảo mật của AnyCall dựa trên giả định về sự tin cậy đối với các nút SMPC.

→Lớp tin cậy của Wormhole được xây dựng bằng cơ chế PoA, với một nhóm Người bảo vệ đáng tin cậy chịu trách nhiệm xác minh các thông điệp liên chuỗi Người bảo vệ là một thực thể cụ thể với. chứng thực vốn và chứng thực danh tiếng. Hiện tại có 19 Người bảo vệ ở Wormhole, bao gồm những tên tuổi lớn như FTX, Everstake và Chorus One.

Giải pháp chuỗi chéo 2: Oracle và chuyển tiếp

Các dự án tiêu biểu bao gồm LayerZero, By Divide giao dịch gửi tin nhắn và bằng chứng tin nhắn cũng như xác minh của Người chuyển tiếp, tính bảo mật của quy trình chuỗi chéo được đảm bảo.

***Ý tưởng thiết kế cốt lõi của LayerZero nằm ở sự tách biệt giữa Oracle (oracle) và Relayer (relayer). Trong LayerZero, Relayer chịu trách nhiệm gửi tin nhắn. và bằng chứng tin nhắn, Oracle chịu trách nhiệm lấy tiêu đề khối từ chuỗi nguồn theo yêu cầu theo khối nơi đặt tin nhắn, sau đó thiết bị đầu cuối trên chuỗi đích sẽ xác minh giao dịch được Chuyển tiếp dựa trên tiêu đề khối thu được. bởi Oracle. Miễn là cả hai không thông đồng, an ninh chuỗi chéo có thể được đảm bảo.

→Cần lưu ý rằng mặc dù Layerzero gọi giải pháp kỹ thuật của mình là Ultra Light Node, nhưng giải pháp này về cơ bản khác với Light Client. LayerZero xác minh bằng chứng giao dịch do Relayer cung cấp thông qua tiêu đề khối do Oracle cung cấp. Quá trình xác minh xảy ra ở thiết bị đầu cuối của chuỗi mục tiêu và là xác minh gốc. Tuy nhiên, việc xác minh tiêu đề khối được hoàn thành bởi Oracle bên thứ ba. mạng với tư cách là người xác minh bên ngoài, quá trình xác minh sẽ diễn ra ngoài chuỗi.

Giải pháp chuỗi chéo 3: Cam kết đa chữ ký

Thêm một lớp vốn chủ sở hữu trên cơ sở MPC Bằng chứng, các dự án tiêu biểu bao gồm Celer, Axelar, deBridge, Hyperlane, Thorchain.

→Nếu ai đó phạm tội ác, cam kết của người xác nhận sẽ giảm đáng kể, điều này thực sự làm tăng chi phí gian lận của người xác thực về mặt kinh tế.

tỷ lệ thuận với căn bậc hai của số $AXS mà người xác thực cam kết; Hyperlane sử dụng sơ đồ "bằng chứng gian lận có thể xác minh" và những người xác nhận cùng phạm tội sẽ bị phát hiện ngay lập tức và thực thi Slash và Bool Network trực tiếp yêu cầu tất cả các nút thực hiện; cam kết số lượng Token tương tự.

Giải pháp chuỗi chéo 4: xác thực lạc quan

Sử dụng kiến thức lý thuyết trò chơi, thông qua các kịch bản trò chơi giữa những người dùng, làm tăng nguy cơ người dùng phạm tội ác. Các dự án điển hình bao gồm Nomad và Synapse.

→Logic cơ bản của xác minh lạc quan là: dựa trên xác minh bên ngoài, thiết lập một nhóm người thách thức và khoảng thời gian thử thách để thách thức việc xác minh không chính xác, người xác thực cần để đặt cược và khi nó hoạt động sai, người thách thức sẽ thách thức nó và cung cấp bằng chứng gian lận. Nếu thử thách thành công, tiền đặt cược của người xác thực sẽ trở thành tiền thưởng của người thách thức.

→Thời gian thử thách mà dự án Nomad đặt ra là 30 phút. Đối với kế hoạch xác minh lạc quan, chỉ cần ít nhất một người thách thức trung thực và có động cơ tài chính để thách thức. Đây là giả định về độ tin cậy nhỏ hơn so với xác minh bên ngoài. Với giả định về độ tin cậy như vậy, cho dù kẻ tấn công có phải trả bao nhiêu chi phí kinh tế thì cũng không có gì đảm bảo rằng cuộc tấn công sẽ thành công.

Giải pháp chuỗi chéo ban đầu đã kết thúc ở đây, nhưng sự phát triển của công nghệ chứng minh không có kiến thức ZKP đã mang lại những thách thức mới cho vấn đề nan giải về an ninh và hiệu quả của chuỗi chéo giải pháp của những cây cầu.

Cầu ZK là gì?

ZK Bridge là cầu nối chuỗi chéo sử dụng công nghệ chứng minh không có kiến thức. Nó không đưa ra các giả định về độ tin cậy, thích ứng với nhiều chuỗi đồng nhất/không đồng nhất, và tạo ra bằng chứng kiến thức bằng không ngoài chuỗi, chuỗi chỉ chịu trách nhiệm xác minh, điều này giúp giảm đáng kể chi phí tính toán và lưu trữ trên chuỗi và có các đặc điểm là không tin cậy, không được phép, khả năng mở rộng và hiệu quả cao.

Trước tiên chúng ta hãy đưa ra một cái nhìn tổng quan cơ bản về các nguyên tắc của light client. Các máy khách nhẹ, còn được gọi là nút nhẹ, thường được trình bày dưới dạng hợp đồng thông minh nhẹ trên chuỗi. Nguyên tắc cơ bản của chuỗi chéo máy khách nhẹ là triển khai hợp đồng nút nhẹ của chuỗi nguồn trên chuỗi đích để xác minh các thông báo từ chuỗi nguồn. Nếu bạn muốn đạt được chuỗi chéo hai chiều, bạn cần triển khai các hợp đồng nút nhẹ của chuỗi kia trên hai chuỗi.

So với các nút đầy đủ, các nút nhẹ là các nút nhẹ. Chúng không lưu trữ chuỗi các khối hoàn chỉnh mà chỉ lưu trữ chuỗi các tiêu đề khối.

Mặc dù tiêu đề khối nhỏ nhưng nó chứa bản tóm tắt mật mã về dữ liệu hoàn chỉnh trong khối. Khi một nút nhẹ cần biết liệu một giao dịch có được đưa vào chuỗi hay không, nó có thể thực hiện xác minh SPV trên giao dịch đó thông qua tiêu đề khối của khối nơi đặt giao dịch và đường dẫn Merkle của giao dịch.

Trong hình bên dưới, tập hợp các hình vuông màu xanh lá cây là đường đi của các hình vuông màu xanh lam của Merkel.

Để duy trì các nút ánh sáng của chuỗi nguồn được triển khai trên chuỗi mục tiêu, tác nhân ngoài chuỗi cần liên tục đồng bộ hóa các tiêu đề khối của chuỗi nguồn với chuỗi mục tiêu. Các hợp đồng nút nhẹ không có sự tin tưởng vào tác nhân ngoài chuỗi chịu trách nhiệm đồng bộ hóa các tiêu đề khối. Vì các hợp đồng nút nhẹ thực hiện xác minh các tiêu đề khối mà chúng đồng bộ hóa nên các proxy ngoài chuỗi không thể đánh lừa các nút nhẹ.

Logic xác minh nút nhẹ của các tiêu đề khối giống như logic của các nút đầy đủ và nút khai thác và được chia thành hai phần: xác minh tính hợp lệ và xác minh tính cuối cùng .

Nhóm nghiên cứu đầu tư của LK Venture tin rằng đối với chuỗi PoW, việc xác minh tính hợp lệ chủ yếu đề cập đến việc xác minh bằng chứng khối lượng công việc của khối và việc xác minh tính cuối cùng phụ thuộc vào việc có các khối hợp lệ hơn được thêm vào sau tiêu đề khối? (Trong chuỗi BTC, người ta thường coi việc bổ sung 6 khối có thể xác nhận tính hữu hạn của một khối. Trong Ethereum, người ta thường coi việc bổ sung 25 khối có thể xác nhận tính hữu hạn của một khối. Nối thêm có thể xác nhận tính hữu hạn của một khối).

Đối với chuỗi PoS, xác minh tính hợp lệ đề cập đến việc xác minh xem khối có được tạo bởi nhà sản xuất khối được chọn ngẫu nhiên hay không và xác minh tính cuối cùng phụ thuộc vào việc khối đó có được ký hay không bởi những người xác nhận có hơn 2/3 quyền biểu quyết. Tuy nhiên, các nút ánh sáng PoS không cần xác minh tính hợp lệ, chỉ cần xác minh tính hữu hạn. Bởi vì trong chuỗi PoS, khối cuối cùng phải hợp lệ chứ không nhất thiết phải có trong chuỗi PoW.

Việc triển khai ZK Bridge cũng giống như giải pháp nút đèn cộng với rơle, chỉ có những thay đổi nhỏ. Trong ZK Bridge, những người chuyển tiếp trong chuỗi vẫn cần giám sát chuỗi nguồn và chuyển tiếp thông tin khối của chuỗi nguồn đến chuỗi đích. Nhưng những gì được chuyển tiếp không chỉ là tiêu đề khối mà còn là chứng chỉ hợp lệ được tạo bằng thuật toán ZK-SNARK. Trên chuỗi mục tiêu, các nút nhẹ không xác minh tính hợp lệ của giao dịch bằng cách tính toán trực tiếp dựa trên tiêu đề khối mà xác minh trên chuỗi dựa trên chứng chỉ hợp lệ, giảm gánh nặng tính toán.

Con đường công nghệ triển khai ZK Bridge

Tại sao ZK Bridge được kỳ vọng sẽ chấm dứt cuộc chiến xuyên chuỗi?

Trong số các cầu nối xuyên chuỗi hiện đang được triển khai và đưa vào sử dụng, nhiều dự án đã hứng chịu các cuộc tấn công bảo mật nghiêm trọng và số tiền bị đánh cắp là rất lớn. lúc đó hoảng loạn, còn ngày nay mọi người vẫn còn hoài nghi về độ an toàn của những cây cầu xuyên chuỗi lớn. Mọi người ngày càng cần một cầu nối chuỗi chéo phi tập trung, an toàn, không tin cậy để đặt nền tảng vững chắc cho hệ sinh thái toàn chuỗi trong tương lai.

Thống kê về số tiền bị mất và số tiền được thu hồi cho một số giao thức chuỗi chéo vào năm 2022

Nguồn ảnh: DeFiyield (https://defiyield.info/)

Theo quan điểm của nhóm nghiên cứu đầu tư LK Venture, ZK Bridge mang đến một giải pháp mới cho vấn đề nan giải trong việc cân bằng giữa tính bảo mật và hiệu quả của các cầu nối chuỗi, đó là, bằng cách tạo ngoài chuỗi Đối với bằng chứng không có kiến thức về tiêu đề khối, tính chính xác của tiêu đề khối chuỗi nguồn được xác minh bằng bằng chứng do thuật toán ZK-SNARK tạo ra. Do đó, không có giả định tin cậy bên ngoài nào được thêm vào và chỉ có độ tin cậy duy nhất. là toán học.

Hơn nữa, quy trình xác minh trên chuỗi bằng chứng không có kiến thức sẽ giảm đáng kể chi phí tính toán và lưu trữ so với sơ đồ xác minh nút ánh sáng ban đầu.

Giới thiệu một phần dự án ZK Bridge

Succinct Labs ngắn gọn

Gnosis Chain Omnibridge là cầu nối chuỗi chéo giữa Ethereum và Gnosis, sử dụng giải pháp chính thống của MPC. Các thành viên nhóm Gnosis hy vọng khám phá các thiết kế chuỗi chéo không dựa vào các thực thể tập trung và nhóm Gnosis đang hợp tác về vấn đề này và Gnosis DAO cung cấp các khoản tài trợ cho R&D.

Quy trình xác minh của Ethereum chủ yếu bao gồm việc xác minh các nội dung sau: Bằng chứng Merkle về tiêu đề khối; Bằng chứng Merkle của người xác thực trong ủy ban đồng bộ hóa BLS về vòng quay chính xác; của ủy ban đồng bộ hóa Chữ ký, v.v. Ý tưởng cốt lõi ở đây là sử dụng zk-SNARK (Groth16) để tạo ra bằng chứng xác thực có kích thước không đổi có thể được xác minh một cách hiệu quả trên chuỗi trên Gnosis.

Sơ đồ giải pháp chuỗi chéo ngắn gọn

Nguồn hình ảnh: Trang web chính thức của Succinct (https://www.succinct. xyz /)

Giải pháp chuỗi chéo của Succinct Labs có thể chuyển các thông điệp tùy ý giữa hai chuỗi PoS tương thích với Ethereum bất kỳ. Hiện tại, bản demo chuỗi chéo giữa Ethereum và Gnosis đã được triển khai và hợp đồng tiền gửi bắc cầu được triển khai trên Ethereum để cho phép người dùng tiết kiệm. Khoản tiền đặt cọc sẽ gửi tin nhắn đến cầu tin nhắn tùy ý (AMB), nơi lưu trữ tin nhắn trong hợp đồng. Người vận hành chịu trách nhiệm lấy bằng chứng từ ủy ban đồng bộ hóa, tạo bằng chứng SNARK để xác minh chữ ký BLS hợp lệ và gửi bản cập nhật cho ứng dụng khách đèn chuỗi Gnosis.

Trên Gnosis Chain, khối Ethereum nơi đặt giao dịch tiền gửi được xác nhận (thường là 2 kỷ nguyên, khoảng 12 phút) và ứng dụng khách nhẹ đã được cập nhật to Sau một khối có chiều cao lớn hơn hoặc bằng khối này, Relayer sẽ tự động gửi giao dịch execMessage tới Gnosis AMB. Giao dịch execMessage chứa bằng chứng lưu trữ Merkle cho vị trí mà ứng dụng khách nhẹ đã cập nhật. Trong khi thực hiệnMessage, AMB sử dụng ứng dụng khách nhẹ để lấy trạng thái gốc Ethereum của vị trí được yêu cầu và xác minh bằng chứng lưu trữ Merkle để cho thấy rằng tin nhắn đã được gửi ở phía bên kia của AMB. Sau đó, AMB gọi hợp đồng thông minh nhận bằng cách sử dụng dữ liệu cuộc gọi được chỉ định trong tin nhắn.

Do sự trưởng thành của nền tảng công nghệ và chi phí xác minh trên chuỗi, nhóm đã chọn sử dụng ngôn ngữ Circom hoàn thiện nhất hiện tại và bằng chứng Groth16 rẻ nhất hệ thống xác minh trên chuỗi để tạo ZK-SNARK mà không cần sử dụng PLONK + KZG hoặc FRI mới hơn và nhanh hơn.

Điều đáng chú ý là mặc dù dự án nằm trên mạng thử nghiệm nhưng khả năng sử dụng của nó rất kém. Sau khi tác giả thử nghiệm, số lượng mã thông báo Succincts trên mạng thử nghiệm Goerli đã giảm sau khi đi qua các cầu nối, nhưng mạng Gnosis không nhận được mã thông báo và không có bản ghi cầu nối nào được hiển thị trên bảng điều khiển trên trang web. Và cần lưu ý rằng chuỗi chéo hiện tại là một chiều. Bạn chỉ có thể đi từ Goerli đến Gnosis chứ không thể đi ngược lại.

zkBridge của BerkleyRDI

zkBridge chứng minh các blockchain từ xa thông qua ZK-SNARK Tính chính xác của tiêu đề khối, do đó không có giả định tin cậy bên ngoài nào được đưa ra. Trên thực tế, zkBridge được bảo mật miễn là chuỗi khối được kết nối và giao thức máy khách cơ bản được bảo mật và có ít nhất một nút trung thực trong mạng chuyển tiếp tiêu đề khối. Tất nhiên, điều đáng chú ý là mặc dù ít nhất một nút trung thực có thể đảm bảo an ninh, nhưng quá nhiều nút không trung thực sẽ làm giảm đáng kể tính khả dụng của cầu nối chuỗi chéo. Máy khách nhẹ sẽ thường xuyên từ chối bằng chứng đến và không thể lấy được thông tin thực.

Minh họa giải pháp chuỗi chéo zkBridge

Nguồn hình ảnh: https://rdi.berkeley.edu/zkp/zkBridge/zkBridge.html

Cụ thể, zkBridge chủ yếu bao gồm Mạng chuyển tiếp tiêu đề khối và Hợp đồng cập nhật. Trong mạng chuyển tiếp tiêu đề khối, rơle lấy tiêu đề khối từ chuỗi khối C1 của người gửi, tạo chứng chỉ hợp lệ của tiêu đề khối và gửi tiêu đề và chứng chỉ khối đến hợp đồng cập nhật được đặt ở giữa chuỗi khối C2 của người nhận. Đối với hợp đồng cập nhật, khi bằng chứng liên quan được xác minh, tiêu đề khối tương ứng của C1 sẽ được lưu trữ.

Ngoài ra, hợp đồng cập nhật còn duy trì trạng thái máy khách nhẹ. Sau khi thêm tiêu đề khối mới, hợp đồng sẽ cập nhật trạng thái máy khách hạng nhẹ giống như mọi ứng dụng khách hạng nhẹ khác trên C1 và cập nhật chuỗi chính hiện tại của C1. Hợp đồng cập nhật cũng cung cấp một chức năng cho ứng dụng, qua đó ứng dụng trên C2 có thể lấy tiêu đề khối trên C1 ở độ cao nhất định. Sau khi có được thông tin tiêu đề khối, ứng dụng có thể thực hiện nhiều xác minh hơn (chẳng hạn như các giao dịch cụ thể) và xây dựng ứng dụng của riêng mình.

Để hệ thống zk-SNARK cơ bản tương thích với việc sử dụng trên chuỗi, cần phải tạo bằng chứng nhanh và chi phí xác minh bằng chứng trên chuỗi thấp. Những cải tiến chính của zkBridge là:

• deVirgo: sử dụng cách tiếp cận phân tán để tạo ra bằng chứng ZK-SNARK mà không cần giả định về độ tin cậy. Phương pháp deVirgo cải thiện đáng kể thời gian tạo bằng chứng ZK-SNARK ngoài chuỗi bằng cách chia tách công việc tính toán và phân bổ nó cho nhiều thiết bị hơn.

→Bằng chứng đệ quy: Để giảm chi phí trên chuỗi, zkBridge sử dụng bằng chứng đệ quy để nén bằng chứng ZK-SNARK xuống còn khoảng 131 byte thông qua hai lần đệ quy. Bước đầu tiên tạo ra bằng chứng deVirgo và bước thứ hai sử dụng trình tạo bằng chứng Groth16 để nén. Trình xác minh Groth16 tạo ra các bằng chứng về tính toàn vẹn để thực thi các mạch deVirgo.

Xử lý hàng loạt: zkBridge thực hiện hợp đồng cập nhật tiêu đề khối, lấy chiều cao khối làm đầu vào và trả về tiêu đề khối tương ứng. Tuy nhiên, zkBridge không gọi hợp đồng cập nhật khi mỗi khối mới được tạo. Trước tiên, người chứng minh có thể thu thập N tiêu đề khối để tạo ra một bằng chứng duy nhất. Giá trị N có thể được đặt càng lớn thì thời gian chờ đợi của người dùng càng lâu nhưng chi phí vận hành hệ thống càng thấp.

Hiện tại zkBridge đã triển khai một phiên bản Cosmos Client trên Ethereum bằng cách sử dụng Solidity. Theo các thử nghiệm, tiêu đề khối ZK của Vùng Cosmos có thể được tạo trong vòng 2 phút. -Bằng chứng SNARK, và về phía Ethereum, phí xác minh không đổi là 230 nghìn gas mỗi giờ. So sánh, nếu bằng chứng ZK-SNARK không được sử dụng, chi phí sẽ là 64 triệu Gas.

Điều quan trọng cần lưu ý là việc tính toán mạng chuyển tiếp sẽ có độ phức tạp truyền thông tương tự như MPC, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến thời gian chứng minh. Độ phức tạp truyền thông của giao thức kiểm tra tổng nhiều lớp GKR là O(N log2(số chữ ký)), trong đó N máy nằm trong mạng chuyển tiếp. Ngay cả đối với trường hợp có 32 chữ ký, việc có 32 máy trong mạng chuyển tiếp có thể dẫn đến một lượng lớn giao tiếp tuần tự trong mạng, ảnh hưởng đến hiệu suất đi kèm với điện toán phân tán.

zkIBC của Electron Labs

Cụ thể là zkIBC Đó là hy vọng mô phỏng giao thức truyền thông không cần tin cậy được sử dụng bởi chuỗi có chủ quyền Cosmos - Giao thức truyền thông liên chuỗi khối (IBC) và mở rộng việc sử dụng nó sang Ethereum. zkIBC sử dụng ZK-SNARK để xác minh trạng thái khách hàng đơn giản, nhanh chóng chứng minh các giao dịch trên Ethereum và theo kịp thời gian chặn của chuỗi đồng thuận Tendermint.

Khó khăn chính là ứng dụng khách Tendermint được sử dụng trong SDK Cosmos chạy trên đường cong Ed25519, không được chuỗi khối Ethereum hỗ trợ. Xác minh chữ ký Ed25519 trên. đường cong BN254 đắt tiền và không hiệu quả.

Lộ trình của dự án được chia thành năm giai đoạn: Nghiên cứu-triển khai chữ ký ed25519 proof-testnet-recursive Snark triển khai Snark để giảm dư thừa-mainnet. Vào ngày 2 tháng 2 năm 2023, mạng thử nghiệm Positron chính thức ra mắt công chúng, hỗ trợ chuỗi chéo giữa Near và Ethereum. Mạng thử nghiệm hiện tại cần đợi khoảng 20-30 phút để đạt được kết quả cuối cùng, bao gồm thời gian cuối cùng của mạng Goerli (15-20 phút), tạo ZK-Proof (5-8 phút), Gần khai thác chuỗi (10-20 giây).

Dự án tuyên bố là nguồn mở hoàn toàn. Sau khi thử nghiệm, quy trình chuỗi chéo sử dụng trơn tru, có thiết kế UI/UX tốt và hỗ trợ hai- cách chuỗi chéo.

Tư duy

Công nghệ blockchain đã phát triển đến một giai đoạn nhất định , thường phát triển thành một triết lý về sự đánh đổi. Trong chuỗi công khai, có bộ ba vấn đề về bảo mật-khả năng mở rộng-phân cấp; trong chuỗi chéo, cũng có thể có vấn đề nan giải về hiệu quả-bảo mật: việc theo đuổi hiệu quả sẽ dẫn đến giả định về sự tin cậy của bên thứ ba, dẫn đến bảo mật. Thiệt hại; việc theo đuổi bảo mật và sử dụng các nút và rơle hoàn toàn nhẹ sẽ phải chịu chi phí nghiêm trọng trên chuỗi.

Nhưng trên thực tế, từ góc độ thiết kế hệ thống, ngay cả giải pháp MPC không cam kết đáng tin cậy nhất cũng thực sự đảm bảo an ninh chuỗi chéo trong hầu hết các trường hợp. Lý do khiến nhiều cầu nối chuỗi chéo bị đánh cắp là vì theo đuổi tính minh bạch và mã nguồn mở. Những sơ hở ẩn giấu trong các mã phức tạp tạo cơ hội cho tin tặc.

LK Venture tin rằng với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, tính sẵn có của các giải pháp ZK dự kiến sẽ dần được đưa vào sử dụng trên quy mô lớn. nửa cuối năm 2023 và Cầu ZK cũng sẽ Thăng thiên. Người ta hy vọng rằng sự trưởng thành của công nghệ ZK Bridge có thể phá vỡ tình thế tiến thoái lưỡng nan về hiệu quả-bảo mật hiện tại mà các chuỗi chéo phải đối mặt và hiện thực hóa tầm nhìn về Kết nối Wanchain.

｜Tài liệu tham khảo:

1. zkBridge: Cầu nối chuỗi chéo không cần tin cậy được thực hiện（https://rdi . berkeley.edu/zkp/zkBridge/zkBridge.html)

2 Kết nối vũ trụ đa chuỗi mà không cần bằng chứng kiến thức（https://medium.com/@ingonyama/bridging-the-multichain-universe- with -zero-know-proofs-6157464fbc86)

3 Khám phá các cầu nối ZK（https://zkvalidator.com/exploring-zk-bridges/)

4. Sự kết hợp tổng thể giữa nhiều chuỗi khối（https://dune.com/springzhang/cross-blockchain-comparison-overview）

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia