Toàn cảnh về công nghệ chuỗi chéo và các hình thức ứng dụng

Đọc bài viết này mất 111 phút

Paka Labs đã xuất bản một báo cáo dài 10.000 từ. Công nghệ chuỗi chéo sẽ viết lại tình trạng rời rạc trong thế giới blockchain như thế nào?

Tiêu đề gốc: "Báo cáo 10.000 từ của Paka Labs (1/4) | Kết nối quần đảo Chengdalu: Cái nhìn toàn cảnh về công nghệ chuỗi chéo và các hình thức ứng dụng》
Tác giả gốc: MIDDLE.X, Paka Labs
Người biên tập gốc: Shawn Lin, 1PAR Research

1. Lời nói đầu
Công nghệ chuỗi chéo được coi là Chén thánh trong lĩnh vực blockchain và là công nghệ then chốt để đạt được khả năng tương tác giữa hàng ngàn chuỗi . Mọi người thường so sánh tầm quan trọng của nó với TCP/IP trên Internet. Chính xác là do bộ giao thức TCP/IP cung cấp cơ chế liên kết điểm-điểm giúp chuẩn hóa cách dữ liệu được đóng gói, đánh địa chỉ, truyền, định tuyến và nhận tại đích mà các thiết bị đầu cuối trên toàn thế giới được kết nối vào mạng. vào những gì chúng ta biết ngày nay là Internet.

Với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp blockchain, nhiều chuỗi công khai và chuỗi được cấp phép khác nhau không ngừng xuất hiện và trăm bông hoa đang nở rộ. Tuy nhiên, hầu hết các chuỗi không thể kết nối và tương tác vì lý do kỹ thuật, sinh thái, cạnh tranh và các lý do khác, dẫn đến sự tách biệt giữa người dùng, tài sản, ứng dụng và dữ liệu, tạo thành "hiệu ứng đảo". Về cơ bản, lý do chính dẫn đến tình trạng này là: sự đa dạng hóa nhu cầu của người dùng và những hạn chế về khả năng mở rộng của blockchain.

Để kết nối các hòn đảo biệt lập thành một lục địa, ngành này đã tích cực khám phá công nghệ chuỗi chéo. Bài viết này sẽ mô tả và phân tích các dạng kỹ thuật chính của chuỗi chéo hiện tại và đưa ra ví dụ về các dự án chuỗi khối điển hình hiện đang dành riêng để giải quyết các vấn đề chuỗi chéo. Đã có nhiều báo cáo nghiên cứu về chuỗi chéo, nhưng dựa trên nghiên cứu trước đó, bài viết này sẽ cố gắng đi sâu vào bản chất của công nghệ, phân tích các khái niệm dễ nhầm lẫn, nắm bắt khuôn khổ ngữ cảnh và bao gồm những phát triển mới nhất.

2. Những gì nên được chuyển đổi trong chuỗi chéo

Trao đổi mã thông báo 2.1

Mỗi blockchain Mỗi blockchain đều có pass riêng của nó. Token trở thành vật mang giá trị vì chúng bao hàm một số quyền và lợi ích nhất định. Các token trong chuỗi có thể được trao đổi một cách đáng tin cậy, nhưng việc trao đổi token giữa các chuỗi được “tách biệt nhau bằng các chuỗi”. Chỉ bằng cách hiện thực hóa việc trao đổi đáng tin cậy các chứng chỉ liên chuỗi thì vai trò quan trọng của blockchain với tư cách là "Internet giá trị" mới được hiện thực hóa.

Hiện đang thông qua center Nền tảng giao dịch có thể thực hiện trao đổi mã thông báo chuỗi chéo, ví dụ: nạp BTC vào nền tảng giao dịch, đổi lấy ETH và sau đó rút về ví ETH. Nhưng mọi người không hài lòng với các giải pháp tập trung và hy vọng tiến hành trao đổi đáng tin cậy trực tiếp trên chuỗi. Ví dụ: người dùng A muốn sử dụng BTC để trao đổi ETH do người dùng B nắm giữ. Sẽ có vấn đề trong quá trình này, nếu cả hai đồng ý trên một giao dịch, nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu A thực hiện chuyển khoản và B không giữ lời hứa? Điều này đòi hỏi phải sử dụng công nghệ chuỗi chéo và khớp hệ thống để hai lần chuyển tiền có thể được thực hiện đồng thời. Hoán đổi nguyên tử dựa trên khóa thời gian băm là một công nghệ điển hình để hiện thực hóa kịch bản này.

2.2 Chuyển mã thông báo

Chuyển mã thông báo đề cập đến việc lưu thông tài sản gốc trên chuỗi này sang chuỗi khác. Điều này không thể đạt được trực tiếp và bất kỳ mã thông báo nào chỉ có thể được gắn vào chuỗi máy chủ của nó. Nói chung, việc chuyển mã thông báo đạt được bằng cách khóa tài sản gốc trên chuỗi nguồn và phát hành một lượng tài sản cố định tương đương mô phỏng tài sản gốc trên chuỗi mục tiêu. Làm thế nào để đảm bảo sự an toàn và độ tin cậy của quá trình này là một thách thức lớn đối với công nghệ chuỗi chéo.

Chuyển mã thông báo và trao đổi mã thông báo đều có thể giải quyết vấn đề giá trị liên chuỗi trao đổi, nhưng cả hai không hoàn toàn giống nhau. Nếu A muốn đổi 1 BTC lấy 10 ETH của B, quá trình này chỉ yêu cầu trao đổi mã thông báo, nhưng nếu A muốn sử dụng 1 BTC trên Ethereum thì cần phải chuyển mã thông báo. Ngoài việc giải quyết vấn đề trao đổi giá trị, chuyển token còn có thêm tiện ích. Chúng tôi có thể sử dụng tính năng chuyển mã thông báo để cho phép các tài sản trên chuỗi A tham gia vào các ứng dụng DeFi trên chuỗi B nhằm xây dựng một nền tài chính mở toàn diện hơn. Chúng tôi cũng có thể chuyển mã thông báo từ chuỗi đắt tiền sang chuỗi kinh tế để tiết kiệm chi phí giao dịch hoặc chuyển từ một chuỗi chuỗi chậm sang chuỗi nhanh để đạt được sự mở rộng hoặc chuyển từ chuỗi không có quyền riêng tư sang chuỗi quyền riêng tư để đạt được quyền riêng tư trong giao dịch. Có thể nói rằng các vấn đề mà việc chuyển mã thông báo có thể giải quyết là tập hợp các vấn đề mà trao đổi mã thông báo có thể giải quyết.

2.3 Truyền thông tin

Chuỗi chéo theo nghĩa hoàn chỉnh sẽ thực sự cho phép bất kỳ thông điệp nào giữa các chuỗi được truyền đi một cách đáng tin cậy. Bất kỳ giao dịch xuyên chuỗi nào về cơ bản đều bao gồm một loạt các lần chuyển tin nhắn xuyên chuỗi. Ví dụ: chuyển mã thông báo, với tư cách là một loại giao dịch chuỗi chéo, bao gồm hai lần chuyển tin nhắn xuyên chuỗi, lần lượt:

Chuỗi nguồn khóa mã thông báo và will Thông báo khóa và bằng chứng của nó được chuyển đến chuỗi mục tiêu;

Liên kết đích nhận thông tin, xác minh tính xác thực của nó, truyền mã thông báo ánh xạ và gửi biên nhận trở lại chuỗi nguồn.

Do đó, chúng ta có thể nói, Truyền thông tin xuyên chuỗi bao gồm chuyển thông tin xuyên chuỗi. Vấn đề được giải quyết bằng cách truyền thông tin xuyên chuỗi là siêu tập hợp chuyển mã thông báo xuyên chuỗi.

Thông qua truyền thông tin xuyên chuỗi, một chuỗi có thể đọc và xác minh trạng thái cũng như thông tin của chuỗi khác và hợp đồng thông minh của một chuỗi có thể sử dụng trạng thái và thông tin nhất định của các chuỗi khác làm điều kiện kích hoạt để thực thi. Do đó, thông qua truyền thông tin xuyên chuỗi, các chức năng chuỗi chéo phong phú có thể được hiện thực hóa, chẳng hạn như cho vay chuỗi chéo, huy động vốn từ cộng đồng chuỗi chéo, thanh toán chuỗi chéo, phái sinh chuỗi chéo, DAO chuỗi chéo, v.v. Nếu các chuỗi khối có thể gọi các chức năng của nhau một cách linh hoạt và sử dụng dịch vụ của nhau thì các chuỗi sẽ được kết hợp thành một mạng cộng tác dịch vụ khổng lồ để đạt được sự kết nối của hàng nghìn chuỗi mà chúng ta mong đợi.

3. Tổng quan về công nghệ chuỗi chéo

Một số hình thức công nghệ chuỗi chéo hiện tại chỉ thực hiện trao đổi mã thông báo, chẳng hạn như khóa thời gian băm và DEX chuỗi chéo; một số chuyển tiếp thông báo bằng cách thiết lập một tập hợp các giao dịch trên chuỗi Để xác minh trạng thái, một số đã đề xuất một bộ giao thức truyền thông để thực hiện giao tiếp giữa các chuỗi khối, một số đã đề xuất kiến trúc hệ thống mới và các giao thức xây dựng chuỗi để hỗ trợ khả năng truy cập của nhiều chuỗi khối hơn.

Do tính độc lập của mỗi loại mặt khác, không thể thiết lập kết nối trực tiếp và các chuỗi không thể trực tiếp nhận biết sự thay đổi trạng thái của nhau. Vì vậy, cần phải xây dựng những cầu nối thông tin liên lạc. Về mặt lựa chọn cầu nối truyền thông, nó thường được chia thành năm loại hình thức kỹ thuật chính, cụ thể là trao đổi nguyên tử dựa trên khóa thời gian băm, nhân chứng, chuỗi bên nút nhẹ, chuỗi chuyển tiếp và trình xác thực dùng chung, sẽ được mở rộng trong Phần 3.1 -3.5 Tường thuật:

3.1 Hoán đổi nguyên tử dựa trên khóa thời gian băm

Khóa thời gian băm là một tập hợp các phương thức mã hóa có thể đạt được các giao dịch tài sản chuỗi chéo không đáng tin cậy. Ví dụ: nếu tôi sử dụng 1 BTC và 10 giao dịch ETH của bạn thì tính nguyên tử của giao dịch có thể đạt được thông qua khóa băm. Nguyên tắc đại khái như sau:
Người dùng A tạo một mật khẩu ngẫu nhiên r và tính giá trị băm m=hash(r) của r và đặt giá trị m Gửi cho người dùng B;

với Đồng thời, người dùng A thực hiện giao dịch chuyển 1 BTC cho người dùng B. Sự thành công của giao dịch này có điều kiện. Người dùng B phải xuất trình mật khẩu r để thành công. Nếu không, giao dịch sẽ tự động thất bại sau khi thời gian đặt trước;

Sau người dùng B thấy giao dịch do A thực hiện cũng bắt đầu giao dịch chuyển 10 ETH cho người dùng A. Việc giao dịch này thành công cũng có điều kiện, người dùng A cần xuất trình r để thành công, nếu vượt quá thời gian định sẵn thì giao dịch sẽ tự động thất bại . Mấu chốt ở đây là người dùng B tạo một giao dịch yêu cầu tạo ra giá trị r làm điều kiện thành công. Anh ta không cần lấy giá trị của mật khẩu r. Anh ta chỉ cần biết giá trị m để tạo ra nó. Và chúng ta biết rằng các phép toán băm là không thể đảo ngược. Biết m không thể suy ra r;

Sau khi người dùng A nhìn thấy giao dịch do B thực hiện, anh ta đưa ra giá trị r, làm cho giao dịch do B thực hiện thành công và nhận được 10 ETH do B chuyển và giá trị r được tiết lộ;

Người dùng B cũng nhận được r do A trình bày ở giá trị bước trước , để giao dịch do A thực hiện thành công và nhận được 1 BTC do A chuyển.

Thông qua cơ chế trên, giữa hai Giao dịch trên các chuỗi khác nhau được kết hợp thành một sự kiện, sự kiện này chỉ có thể thành công nói chung hoặc thất bại nói chung. Sẽ không có trường hợp chuyển từ A sang B thành công nhưng chuyển từ B sang A không thành công và ngược lại.

Việc triển khai cơ chế này dựa trên hai công nghệ là "giao dịch thành công có điều kiện" và "giao dịch thất bại có điều kiện". Trong trường hợp trên, Điều kiện kích hoạt Đối với một giao dịch thành công là tạo ra tiền ảnh băm r và điều kiện để giao dịch thất bại là tiền ảnh băm r không được tạo ra lâu hơn thời gian định trước. Chúng ta cũng có thể gọi chúng tương ứng là khóa băm và khóa thời gian.

Trong BTC, khóa thời gian băm có thể được triển khai thông qua opcode CLTV hoặc opcode CSV. Trong các chuỗi Turing-complete như Ethereum, , sau đó là thời gian băm khóa có thể được thực hiện thông qua hợp đồng thông minh. Trên thực tế, hợp đồng thông minh có thể đạt được các giao dịch thành công có điều kiện đa dạng và phức tạp hơn nhiều và các giao dịch thất bại có điều kiện so với khóa thời gian băm.

Chúng ta có thể thấy rằng khóa thời gian băm thực hiện các giao dịch nguyên tử được loại bỏ trung gian giữa cả hai bên trong chuỗi mà không có bất kỳ giả định tin cậy nào. Đồng thời, chúng tôi cũng nhận thấy phương thức giao dịch này không thân thiện với người dùng, điều này chủ yếu thể hiện ở ba khía cạnh sau:

Cả hai bên tham gia giao dịch phải đồng thời Online, quá trình tham gia được thực hiện nghiêm ngặt nên người khởi tạo giao dịch phải chờ nếu không tìm được đối tác trực tuyến.

Đối với BTC, việc tạo giao dịch có khóa thời gian băm được hoàn thành bằng cách tạo hai giao dịch ở dưới cùng. Do sự phức tạp của cơ chế cơ bản, nó được đơn giản hóa và thể hiện dưới dạng một giao dịch trong quy trình giao dịch được đề cập ở trên. Nếu giao dịch thành công, cả hai giao dịch sẽ được tải lên chuỗi và bạn sẽ phải trả thêm phí xử lý.

Trong các giao dịch thực tế, sẽ có vấn đề về tỷ giá hối đoái. Đối tác có thể lựa chọn có hoàn tất giao dịch hay không dựa trên việc tỷ giá hối đoái có lợi cho mình hay không. Đặc biệt khi số tiền lớn, đối tác có động lực mạnh mẽ để làm như vậy, dẫn đến các giao dịch nguyên tử có thể không phù hợp với các giao dịch lớn.

Ngoài ra, về mặt triển khai chuỗi chéo, khóa thời gian băm có những hạn chế. Họ chỉ có thể thực hiện trao đổi nguyên tử mã thông báo chuỗi chéo, nhưng không thể thực hiện chuyển mã thông báo và chuyển thông tin chuỗi chéo rộng hơn. Do đó, trong In các ứng dụng chuỗi chéo thực tế, nó thường được sử dụng kết hợp với các công nghệ chuỗi chéo khác.

3.2 Nhân chứng

Witness, còn được gọi là Notary trong tiếng Anh, đôi khi được dịch là công chứng viên. Đây là một vai trò đặc biệt được thiết lập để truyền tải thông tin xuyên chuỗi và lưu ký tài sản xuyên chuỗi. Vào năm 2012, Ripple đã phát hành Giao thức InterLedge (ILP), lần đầu tiên cho phép chuyển giao chuỗi chéo thông qua nhân chứng của bên thứ 3. Kể từ đó, cơ chế nhân chứng đã được áp dụng trong nhiều dự án chuỗi chéo, chủ yếu là tài sản được neo bằng BTC.

Các dự án chuỗi chéo khác nhau có cài đặt khác nhau cho nhân chứng: Nhân chứng có thể là một chủ thể duy nhất, nhưng trong hầu hết các trường hợp, đó là nhiều chủ thể; phương thức tạo nhân chứng có thể được cấp phép hoặc truy cập tự do; để đạt được tài sản chuỗi chéo, nhân chứng sẽ phải quản lý Tài khoản lưu ký, phương thức quản lý tài khoản lưu ký có thể được kiểm soát độc lập hoặc kiểm soát của nhiều bên, cơ sở để người dùng tin tưởng vào nhân chứng có thể đến từ uy tín của chính nhân chứng hoặc có thể đến từ việc tài sản thế chấp quá mức của nhân chứng.

3.2.1 Cách tạo nhân chứng

Cách đơn giản nhất là thành lập một nhóm nhân chứng được phép với các thành viên cơ bản cố định. Việc gia nhập và rút lui của các thành viên sẽ được các thành viên hiện tại xem xét và biểu quyết. Phương pháp này tương đối tập trung, phương pháp phi tập trung hơn là truy cập tự do, bất kỳ đối tượng nào cũng có thể trở thành nhân chứng miễn là đáp ứng các điều kiện đã thiết lập, chẳng hạn như cầm cố tài sản tương ứng. Quyền truy cập miễn phí mang lại thêm rủi ro, có thể mang lại những nhân chứng ác ý và tạo ra nguy cơ thông đồng. Do đó, một số giao thức chuỗi chéo chọn thêm cơ chế trích xuất ngẫu nhiên: mỗi thao tác không được ký bởi tất cả các nhân chứng mà một nhóm nhân chứng được chọn ngẫu nhiên từ tập hợp các nhân chứng đủ điều kiện. Bằng cách này, nhân chứng có thể được thêm vào Chi phí của thông đồng.

3.2.2 Cơ sở tin tưởng của người dùng vào nhân chứng

Nhân chứng có thể có được sự tin tưởng thông qua việc thế chấp quá mức, có nghĩa là giá trị tài sản thế chấp của nhân chứng phải lớn hơn giá trị tài sản tài khoản được quản lý. Nếu có tổn thất trong tài khoản tài sản được quản lý, người dùng sẽ mất thế chấp. Jinzhong đã nhận được tiền bồi thường. Việc thế chấp quá mức làm cho tài sản do người dùng quản lý trở nên cực kỳ an toàn, nhưng việc thế chấp quá mức sẽ mang lại chi phí vốn cho nhân chứng và chi phí vốn của nhân chứng sẽ được chuyển thành phí xử lý chuỗi chéo cao.

Các nhân chứng cũng có thể dựa vào thiện chí của mình để xác nhận, bất chấp sự tin cậy là giả định, nhưng ưu điểm của nó là phí xuyên chuỗi thấp, thậm chí có thể miễn phí nên vẫn thu hút được một lượng lớn người dùng.

3.2.3 Phương thức lưu ký tài sản: địa chỉ kiểm soát độc lập và địa chỉ kiểm soát nhiều bên

Mỗi nhân chứng có thể kiểm soát một địa chỉ kiểm soát độc lập để tạo thành ma trận địa chỉ giám hộ nhằm đảm nhận việc ủy thác quyền giám hộ của người dùng. Cần lưu ý rằng địa chỉ kiểm soát độc lập không nhất thiết phải là một địa chỉ chữ ký duy nhất. Vì lý do bảo mật, nhân chứng có thể sử dụng công nghệ phân chia khóa riêng và đa chữ ký để quản lý địa chỉ kiểm soát độc lập. Ví dụ: nhân chứng là thành viên của Đối với nhiều công ty, địa chỉ của nhân chứng có thể được quản lý chung bởi nhiều giám đốc điều hành hoặc cổ đông của công ty thông qua phân đoạn khóa riêng và đa chữ ký. Tuy nhiên, bất kể công nghệ nào được sử dụng để quản lý địa chỉ, miễn là đó là địa chỉ được kiểm soát bởi một chủ thể duy nhất, chúng tôi gọi đó là địa chỉ được kiểm soát độc lập.

Thêm trong phần này trường hợp, địa chỉ ký quỹ là địa chỉ được nhiều bên cùng kiểm soát. Có thể tất cả các nhân chứng cùng nhau quản lý một địa chỉ hoặc các nhân chứng có thể được nhóm lại với nhau và mỗi nhóm cùng quản lý một địa chỉ. Trong trường hợp này, phải sử dụng công nghệ kiểm soát nhiều bên như đa chữ ký hoặc bảo vệ khóa riêng.

3.2.3.1 Đa chữ ký

Multi-Sig, hay Multi-Sig trong tiếng Anh, là công nghệ sử dụng nhiều khóa riêng để cùng kiểm soát một tài khoản. Công nghệ Multi-Sign có thể nhận ra rằng một địa chỉ phải được ký bởi người ký M-of-N. Chuyển giao, 1

Trong BTC, địa chỉ nhiều chữ ký là địa chỉ loại P2SH, BTC thông thường địa chỉ có được bằng cách băm khóa chung, trong khi địa chỉ đa chữ ký dựa trên băm tập lệnh. Loại địa chỉ này có giới hạn về giá trị N, N<15; trong các chuỗi khối hoàn chỉnh Turing như Ethereum, địa chỉ nhiều chữ ký có thể được triển khai thông qua hợp đồng thông minh và giá trị N cũng có thể là vô hạn.

3.2.3.2 Phân chia khóa riêng

Công nghệ bảo vệ khóa riêng, còn được gọi là công nghệ khóa phân tán, là công nghệ kiểm soát nhiều bên với độ bảo mật lý thuyết cao hơn. Công nghệ này ra đời từ phương pháp tính toán an toàn cho nhiều bên do ông Yao Qizhi, người đoạt giải Turing, đề xuất ( sMPC, Tính toán Muti-Party an toàn), kết hợp với công nghệ ngưỡng (TSS), cũng có thể đạt được quản lý chữ ký M-of-N. Công nghệ này hỗ trợ chia khóa riêng của tài khoản thành nhiều đoạn và gán cho nhiều người ký, khi số lượng khóa riêng của đoạn đã ký đạt đến một ngưỡng thì tài sản tài khoản có thể được vận hành. Về mặt triển khai cụ thể, phân đoạn khóa riêng có nhiều phương pháp triển khai kỹ thuật khác nhau, liên quan đến kiến thức về mật mã phức tạp và sẽ không được thảo luận trong bài viết này.

Phân tích khóa riêng Lý do tại sao sharding an toàn hơn là vì sharding được làm mới liên tục, tức là thỉnh thoảng, sharding sẽ được thực thi lại và các phân đoạn được trao cho mọi người sẽ thay đổi. Nếu kẻ xấu muốn đánh cắp tài sản bằng cách lấy phân đoạn của mọi người, hắn phải lấy được khóa riêng của những người ký khác nhau trong cùng một đơn vị thời gian. Nếu không, khóa riêng hoàn chỉnh sẽ không thể được tổng hợp.

3.2.3.3 Quản lý thành viên nhóm ký kết

Cho dù đó là phân chia khóa đa chữ ký hay khóa riêng, nhóm người ký không thể là một nhóm luôn có các thành viên cố định, do đó sẽ liên quan đến việc tăng hoặc giảm số lượng thành viên trong nhóm người ký. Trong công nghệ phân chia khóa riêng, nó chỉ cần được phân chia lại và các phân đoạn được phân phối cho nhóm người ký mới sẽ được tạo ra sau khi tăng hoặc giảm. Trong công nghệ đa chữ ký có hai trường hợp xảy ra:

Trên các chuỗi khối Turing-complete như Ethereum, bạn có thể Đặt nhóm người ký quy tắc quản lý thành viên thông qua lập trình hợp đồng thông minh. Ví dụ: nếu hơn 2/3 số người ký hiện tại ký và đồng ý thì việc bổ sung người ký mới có thể được chấp thuận hoặc việc loại bỏ người ký cũ có thể được chấp thuận.

Trên BTC thì không có thể Chỉnh sửa các thành viên nhóm người ký của địa chỉ đa chữ ký P2SH. Nếu khóa riêng của người ký bị rò rỉ hoặc cần thoát, bạn chỉ có thể tạo địa chỉ đa chữ ký P2SH mới và chuyển tài sản sang địa chỉ mới.

3.2.4 Cải thiện theo hướng phân cấp

Nhìn chung, mô hình nhân chứng là một phương pháp chuỗi chéo tương đối dễ thực hiện, có tính linh hoạt cao và chi phí thích ứng thấp. Phiên bản ban đầu của mô hình nhân chứng tương đối tập trung, nhưng mọi người không hài lòng với điều này nên họ đã cải tiến nó thông qua nhiều phương pháp khác nhau để làm cho nó trở nên phi tập trung hơn, chẳng hạn như sử dụng quyền truy cập nhân chứng phi tập trung hơn. địa chỉ, v.v. Kết quả là, nhiều kế hoạch cải tiến khác nhau đã được đưa ra. Mặc dù các kế hoạch cải tiến này đạt được sự phân quyền nhưng chúng cũng mang lại một mức độ phức tạp nhất định.

3.3 Chuỗi bên nút nhẹ

Sự xuất hiện của sidechain bắt nguồn từ nỗ lực của mọi người nhằm mở rộng công suất của BTC. Vào tháng 10 năm 2014, nhóm BlockStream đã phát hành “Sidechain White Paper”, lần đầu tiên đề xuất một giải pháp chuỗi chéo “neo”. Pegged, đôi khi được dịch là "nêm", thể hiện trạng thái có thể đọc được của chuỗi neo đối với chuỗi neo. Trạng thái này còn được gọi là "chuỗi neo là chuỗi bên của chuỗi neo".

Đầu tiên mọi người hy vọng chuyển các giao dịch BTC từ chuỗi chính BTC. chuỗi bên, để giảm áp lực lên chuỗi chính BTC, RSK do nhóm RootStock phát triển vào năm 2016 được coi là chuỗi bên sớm nhất của BTC. Bản chất của công nghệ chuỗi bên là làm cho chuỗi chính có thể đọc được đối với chuỗi bên bằng cách tích hợp các nút ánh sáng của chuỗi chính trên chuỗi bên. Công nghệ này có thể được áp dụng cho các chuỗi chéo với một chút chuyển đổi. Chúng ta chỉ cần triển khai hợp đồng nút nhẹ của chuỗi nguồn trên chuỗi mục tiêu và chuỗi mục tiêu có thể được chuyển đổi thành chuỗi bên của chuỗi nguồn, hiện thực hóa chuyển từ chuỗi nguồn tới chuỗi đích Chuỗi chéo một chiều.

Cái gọi là nút nhẹ đề cập đến một nút nhỏ hơn chỉ lưu trữ thông tin tiêu đề khối. Các nút nhẹ không lưu trữ tất cả các giao dịch trên chuỗi nhưng có thể xác minh xem giao dịch có tồn tại trên chuỗi hay không thông qua thông tin tiêu đề khối. Hợp đồng nút nhẹ là hợp đồng thông minh bao gồm các nút nhẹ. Bằng cách triển khai hợp đồng nút nhẹ của chuỗi nguồn trên chuỗi đích, tính xác thực của các thông báo từ chuỗi nguồn có thể được xác minh. Quá trình này đại khái như sau:

Khi chuỗi nguồn A yêu cầu truyền thông tin giao dịch xuyên chuỗi đến chuỗi mục tiêu B, người khởi tạo giao dịch sẽ gửi chi tiết giao dịch, chiều cao khối và chứng chỉ SPV giao dịch (tham khảo đường dẫn Mekre của giao dịch) tới chuỗi B;

Đã triển khai ở chuỗi B The A- hợp đồng nút ánh sáng chuỗi trên nền tảng giao dịch, thông qua chứng nhận SPV, tính toán lại giá trị băm tiêu đề khối của nền tảng giao dịch trong khối;

Giá trị băm thu được được so sánh với giá trị băm tiêu đề khối tương ứng trong nút nhẹ. Nếu chúng nhất quán, điều đó cho biết rằng giao dịch đã thực hiện xảy ra trong khối này, nếu nó không nhất quán thì có nghĩa là giao dịch không tồn tại trong khối này.

Mặc dù ai cũng có thể gửi Mục tiêu chuỗi gửi chi tiết giao dịch và chứng chỉ SPV của nó, nhưng trong các ứng dụng chuỗi chéo thực tế, thường có một vai trò chuyên trách để thực hiện việc này chứ không phải người khởi tạo giao dịch. Trong bài viết này, chúng tôi gọi vai trò này là Người chuyển tiếp. Ngoài việc giúp người dùng gửi tin nhắn xuyên chuỗi, Relayer còn chịu trách nhiệm chuyển tiêu đề khối của chuỗi nguồn đến chuỗi đích để thiết lập hợp đồng nút nhẹ.

Người chuyển tiếp, giống như nhân chứng, được thiết kế để truyền tải thông điệp xuyên chuỗi A vai trò cụ thể được đảm nhận, nhưng có hai điểm khác biệt giữa Người chuyển tiếp và nhân chứng:

Người chuyển tiếp không chịu trách nhiệm lưu giữ tài sản. Nếu cơ chế chuỗi bên được sử dụng để đạt được chuỗi chéo, các mã thông báo bị khóa trong quá trình chuỗi chéo sẽ được lưu trữ trong một hợp đồng lưu ký cụ thể.

Đối với giả định về sự tin cậy của Người chuyển tiếp, Thêm thoải mái hơn nhân chứng. Chúng ta phải tin tưởng rằng hầu hết các nhân chứng đều trung thực, nhưng miễn là ít nhất một trong số nhiều Người chuyển tiếp trung thực, chúng ta có thể tin tưởng rằng tin nhắn xuyên chuỗi là đáng tin cậy. Chúng ta sẽ thảo luận thêm về vấn đề này trong Phần 3.3.3.

Các cặp trong chuỗi chéo khác nhau dự án Relayer được gọi khác nhau. Trong một số dự án, vai trò của Realyer được phân chia, Relayer chịu trách nhiệm truyền các tiêu đề khối (Head Relayer) và Relayer (Message Relayer) chịu trách nhiệm truyền các thông điệp giao dịch được xác định là hai vai trò. Một số dự án không có vai trò Người chuyển tiếp chuyên dụng và các chức năng của Người chuyển tiếp được hợp nhất vào các vai trò khác. Ví dụ: người xác nhận chuỗi nguồn trực tiếp đảm nhận vai trò của Người chuyển tiếp. Tuy nhiên, bản chất kỹ thuật của giải pháp chuỗi bên nút nhẹ luôn là: Relayer truyền tiêu đề khối của chuỗi nguồn đến chuỗi đích, thiết lập nút nhẹ và sau đó khi Relayer chuyển thông tin giao dịch từ chuỗi nguồn đến chuỗi mục tiêu, nó sử dụng Thông tin tiêu đề khối trên nút ánh sáng sẽ xác minh tính chính xác của thông tin giao dịch.

3.3.1 Neo hai chiều

Điều chúng ta cần hiểu là mối quan hệ giữa chuỗi chính và chuỗi bên là tương đối, và hai chuỗi có thể là chuỗi bên của nhau. "Chuỗi nguồn" và "chuỗi đích" mà chúng tôi đề cập ở bài viết trước cũng là những khái niệm tương đối. Trong sự kiện nhắn tin xuyên chuỗi, nguồn của tin nhắn thường được gọi là chuỗi nguồn và người nhận tin nhắn được gọi là chuỗi target. chain.

Cả hai bên trong chuỗi có thể đạt được thành công chung bằng cách chôn vùi ánh sáng của nhau đọc thông tin trên chuỗi kia và liên kết với nhau, hình thức này gọi là neo hai chiều (Two-Way-Pegging), ở hình thức này, hai chuỗi trở thành chuỗi bên của nhau. Có các nhóm Relayer ở cả hai hướng chịu trách nhiệm truyền tải thông tin cho nhau.Tất nhiên, hai nhóm Relayers (B→A Relayer &A→B Reayer) cũng có thể là cùng một nhóm người, được sáp nhập vào cùng một vai trò, và chịu trách nhiệm truyền tải thông tin hai chiều. .

3.3.2 Chuỗi bên và chuỗi con

Khi nói đến chuỗi bên, cần phải phân tích nó bằng một khái niệm dễ nhầm lẫn khác, đó là chuỗi con. Chuỗi con không có cơ chế đồng thuận và token gốc riêng, tính bảo mật của nó hoàn toàn dựa vào chuỗi chính và mang tính một chiều. Bản thân chuỗi bên là một chuỗi khối hoạt động độc lập, mối quan hệ giữa chuỗi bên và chuỗi chính là một khái niệm tương đối và mang tính hai chiều.

Một số bản mở rộng của Ethereum chuỗi ở dạng chuỗi bên và một số ở dạng chuỗi con. Chuỗi mở rộng sử dụng phương pháp Plasma và phương pháp chuỗi bên là chuỗi bên của Ethereum (Chuỗi bên Plasma là một dạng khác của chuỗi bên, không phải chuỗi bên nút nhẹ), trong khi chuỗi mở rộng sử dụng kênh trạng thái và Rollup phương thức là Ethereum, chuỗi con của Fang.

Chuỗi con vượt qua giao dịch từ Chuỗi chính được chuyển sang chuỗi phụ và trạng thái cuối cùng thường xuyên được đồng bộ hóa với chuỗi chính để mở rộng hiệu suất của chuỗi chính. Do đó, chuỗi phụ còn được gọi là "chuỗi gửi". Tên của chuỗi gửi chính xác hơn tên của chuỗi con, gần với bản chất kỹ thuật của nó.

Mục đích của sub- chuỗi là Mở rộng, bản chất của việc mở rộng là tiết kiệm tài nguyên của chuỗi chính, do đó chuỗi chính sẽ không tiêu tốn tài nguyên máy tính để xác minh các giao dịch do chuỗi phụ gửi. Bản thân chuỗi con cần có cơ chế để chứng minh tính xác thực của nội dung được gửi khi gửi. Trong số đó, kênh trạng thái, Optimistic Rollup và Arbitrum Rollup sử dụng bằng chứng gian lận để chứng minh, trong khi Zk Rollup và Validium sử dụng bằng chứng không có kiến thức để tạo ra bằng chứng hợp lệ.

Thông tin một chiều này giữa chuỗi con và chuỗi chính Tương tác gửi cũng được coi là một dạng công nghệ chuỗi chéo trong một số tài liệu, nhưng Paka Labs tin rằng mặc dù chuỗi bên và chuỗi con được sinh ra từ nỗ lực mở rộng năng lực chuỗi khối, nhưng các công nghệ liên quan đến chuỗi con chỉ có thể được sử dụng để tạo ra chuỗi mở rộng và không thể áp dụng cho chuỗi chéo giữa hai chuỗi khối độc lập. Nó không nên được phân loại là công nghệ chuỗi chéo.

3.3.3 Ưu điểm của chuỗi bên nút nhẹ

Nếu cơ chế chứng kiến tập trung vào Tin cậy (tin cậy), thì công nghệ chuỗi bên nút nhẹ tập trung vào Xác minh (xác minh). Thông tin giao dịch được xác minh thông qua tiêu đề khối và độ tin cậy của nó được đảm bảo bằng mật mã. Liệu giao dịch có tồn tại hay không có thể được biết chỉ bằng một lần xác minh và là chắc chắn. Không thể giả mạo tiêu đề khối được chuyển bởi Người chuyển tiếp vì hợp đồng nút nhẹ có thể xác minh nghiêm ngặt khối như nút đầy đủ và tiêu đề khối giả không thể được phê duyệt. Quá trình xác minh của các nút nhẹ hoàn toàn giống với quy trình xác minh của các nút khai thác trong mạng chuỗi nguồn. Lấy BTC làm ví dụ, cần xác minh các bước sau:

Cấu trúc dữ liệu của khối có giá trị về mặt cú pháp;

Xác minh bằng chứng công việc rằng hàm băm của tiêu đề khối là ít hơn độ khó mục tiêu (xác nhận rằng nó chứa đủ Bằng chứng công việc);

khu vực Dấu thời gian của khối đi trước thời gian xác minh hai giờ (cho phép sai sót về thời gian);

Xác minh rằng kích thước khối nằm trong giới hạn độ dài, nghĩa là, nhìn vào khối Xem kích thước có nằm trong phạm vi đã đặt hay không;

Giao dịch đầu tiên (và chỉ giao dịch đầu tiên) là giao dịch coinbase, tức là một khối và người khai thác chỉ có thể tự thưởng cho mình một lần;

Xác minh các giao dịch trong khối và đảm bảo tính hợp lệ của chúng: xác minh xem MerkleRoot có được lấy từ các giao dịch trong thân khối, tức là gốc cây thu được bằng cách xây dựng lại cây Merkle khối để xem liệu nó có bằng giá trị hashMerkleRoot trong tiêu đề khối hay không.

Những kẻ chuyển tiếp độc hại nếu họ thông đồng với làm điều ác, cách khả thi duy nhất là chuyển tiêu đề khối của một khối trên chuỗi phân nhánh, nhưng đối với một mạng lành mạnh, chuỗi phân nhánh cuối cùng sẽ không trở thành chuỗi dài nhất và hợp đồng nút nhẹ chỉ cần chờ xác nhận đủ khối Thế là xong (đối với các nút nhẹ BTC, chỉ cần đợi 6 khối). Đối với chuỗi loại BFT, hợp đồng nút nhẹ chỉ cần xác minh số chữ ký của khối để biết khối đó có phải là khối cuối cùng hay không.

Chỉ chuỗi nguồn hoặc chuỗi chuỗi mục tiêu Chỉ khi có sự tổ chức lại chính nó thì nó mới ảnh hưởng đến tính bảo mật của hợp đồng nút nhẹ. Tác hại lớn nhất mà Relayer có thể gây ra cho mạng là một cuộc đình công tập thể, khiến mạng ngừng phục vụ.

Hơn nữa, Relayer không chịu trách nhiệm để quản lý Đối với các tài sản được quản lý, Người chuyển tiếp độc hại không thể đánh cắp tài sản được quản lý như một nhân chứng độc hại. Tài sản bị khóa do chuỗi chéo được lưu trữ trong hợp đồng. Nếu không có vấn đề gì với mã hợp đồng của tài sản được lưu trữ trong hợp đồng thì bảo mật của chúng sẽ ở cấp độ chuỗi nơi đặt hợp đồng.

Do điều kiện khắc nghiệt để Relayer làm điều ác, gây hại ít hơn, rất dễ để Người chuyển tiếp trong các chuỗi bên dựa trên nút không cần phải có tài sản thế chấp quá mức như nhân chứng. Có thể đạt được nhiều đợt phát hành tài sản neo xuyên chuỗi hơn với chi phí thấp hơn.

Có thể thấy ánh sáng đó node Giải pháp chuỗi bên có nhiều ưu điểm hơn giải pháp nhân chứng về chi phí và bảo mật chuỗi chéo. Đây là giải pháp kỹ thuật được ưu tiên để đạt được chuỗi chéo giữa hai chuỗi. Tuy nhiên, một số chuỗi không hỗ trợ hợp đồng thông minh và không thể triển khai hợp đồng nút nhẹ và hợp đồng lưu ký, trong trường hợp này, giải pháp thay thế duy nhất là sử dụng giải pháp nhân chứng.

3.3.4 Phát triển công nghệ nút nhẹ: "giảm béo" và "giảm gánh nặng"

Chúng tôi biết rằng kích thước khối của BTC là 1M và tiêu đề khối của nó chỉ là 80byte. Cho đến thời điểm xuất bản bài viết này, kích thước tiêu đề khối lịch sử của BTC chưa vượt quá 60M (chiều cao khoảng 690.000), nhưng tổng số tiêu đề khối lịch sử của Ethereum ra đời sau này đã vượt quá 5 G (chiều cao khoảng 13 triệu). TPS cao, tốc độ tạo khối cực kỳ nhanh và khối lượng tiêu đề khối lịch sử của nó có thể sớm vượt quá Ethereum.

Xu hướng như vậy , mang lại thách thức cho chuỗi bên nút nhẹ, chủ yếu được phản ánh ở hai khía cạnh:

Tiêu đề khối lớn hơn sẽ làm cho nút nhẹ trở nên cồng kềnh và chiếm không gian lưu trữ khổng lồ của chuỗi mục tiêu;

Tốc độ sản xuất khối của chuỗi nguồn nhanh hơn sẽ dẫn đến nút nhẹ hợp đồng Cần phải đồng bộ hóa và xác minh thường xuyên các khối mới.

Cả hai điều này sẽ Kết quả này trong mức tiêu thụ gas khổng lồ của các hợp đồng nút nhẹ trên chuỗi mục tiêu. Trong những trường hợp nghiêm trọng, việc sử dụng công nghệ chuỗi bên nút nhẹ để đạt được việc triển khai chuỗi chéo sẽ trở nên không khả thi về mặt kinh tế.

Phải làm gì, quay lại lời khai của mọi người kế hoạch? Tuy nhiên, ưu điểm của công nghệ light-node sidechain rất hấp dẫn nên chúng tôi vẫn hy vọng sẽ tiếp tục sử dụng nó. Có cách nào để sửa đổi và mở rộng hợp đồng nút nhẹ mà không làm mất khả năng xác minh SPV của nó không?

Các nhà nghiên cứu trong ngành blockchain đã cải tiến công nghệ sidechain của nút nhẹ theo hai hướng. Đầu tiên là "giảm kích thước" hợp đồng nút nhẹ để kích thước của nó nhỏ hơn và không tăng tuyến tính khi tăng số khối. Thứ hai là "giảm gánh nặng" cho hợp đồng nút nhẹ và chuyển liên kết xác minh khối ra khỏi- chuỗi, do đó Hợp đồng nút nhẹ chỉ thực hiện xác minh giao dịch SPV.

3.3.4.1 "Giảm kích thước" hợp đồng nút nhẹ

Chúng ta cần hiểu một giao thức mới có tên là "FlyClient", được đề xuất bởi Benedikt Bunz và những người khác tại Đại học Stanford trong bài báo "FlyClient: Máy khách siêu nhẹ cho tiền điện tử" Giao thức nút ánh sáng mới. Các nút ánh sáng Flyclient không cần lưu trữ tất cả các tiêu đề khối mà chỉ cần lưu trữ các tiêu đề khối mới nhất. Thông qua tiêu đề khối mới nhất, tất cả các tiêu đề khối lịch sử có thể được "khôi phục" bất kỳ lúc nào. Chức năng này được thực hiện thông qua thuật toán mã hóa có tên là "Merkel Mountain".

Dãy núi Merkle (MMR) là tên viết tắt của Dãy núi Merkle. Một biến thể của Merke Tree, chúng tôi sử dụng giá trị băm của tất cả các khối lịch sử của chuỗi khối làm nút lá, tạo giá trị gốc MMR thông qua thuật toán MMR và ghi giá trị này vào tiêu đề Khối mới nhất, giá trị này có thể được sử dụng để xác minh tất cả các tiêu đề khối lịch sử.

Có thể xóa các nút ánh sáng FlyClient liên tục Các tiêu đề khối lịch sử chỉ giữ lại các tiêu đề khối mới nhất để giữ cho chúng "nhẹ". Khi tiêu đề khối cần được khôi phục, nó có thể được truy xuất từ nút đầy đủ thông qua Relayer và giá trị gốc MMR trong tiêu đề khối mới nhất có thể được sử dụng để xác minh xem tiêu đề khối được khôi phục có chính xác hay không.

Nếu chuỗi nguồn có tính xác suất cuối cùng Trong chuỗi giới tính, khi nút ánh sáng Flyclient nhận được tiêu đề khối mới nhất do Người chuyển tiếp phân phối, sẽ có một bước xác minh bổ sung, đó là yêu cầu Người chuyển tiếp cung cấp ngẫu nhiên tiêu đề khối lịch sử để kiểm tra ngẫu nhiên. Điều này được thực hiện để ngăn chặn một hình thức lừa đảo mới dành riêng cho các nút ánh sáng Flyclient. Các phương pháp gian lận cụ thể và thuật toán kiểm tra tại chỗ tương đối phức tạp và sẽ không được mở rộng trong phần này. Trong các chương giới thiệu trường hợp tiếp theo, chúng sẽ được giới thiệu dựa trên các dự án xuyên chuỗi cụ thể.

Nút ánh sáng Flyclient thực sự được hiện thực hóa "Nén con voi thành một chiếc bánh quy", để hợp đồng nút ánh sáng chuỗi nguồn được triển khai trên chuỗi mục tiêu có thể dễ dàng cài đặt và triển khai, làm cho chuỗi chéo chuỗi bên nút ánh sáng khả thi hơn về mặt kinh tế. Nhưng đối với hầu hết các blockchain hiện tại, giá trị gốc MMR không phải là một phần cố định của tiêu đề khối, do đó, Relayer phải tự chạy toàn bộ nút, tính toán giá trị gốc MMR, thêm giá trị MMR vào tiêu đề khối và chuyển nó đến blockchain. nút ánh sáng. . Một số blockchain mới hơn đã sử dụng giá trị gốc MMR làm một phần cố định của tiêu đề khối. Các chuỗi công khai tương đối trưởng thành hiện tại cũng đang đề xuất nâng cấp fork mềm để thêm giá trị gốc MMR vào cấu trúc cố định của tiêu đề khối. Các chuỗi khối có giá trị MMR vốn có trong tiêu đề khối sẽ thân thiện hơn với việc phát triển chuỗi chéo.

3.3.4.2 Hợp đồng nút nhẹ " Giảm gánh nặng"

Đối với các hợp đồng nút nhẹ, việc xác minh tiêu đề khối mới nhất là liên kết tiêu thụ nhiều Gas nhất. Việc tiêu thụ liên kết này không liên quan gì đến số lượng yêu cầu chuỗi chéo do người dùng thực hiện mà chỉ liên quan đến chặn tốc độ sản xuất của chuỗi nguồn. Nếu chuỗi nguồn tạo ra các khối nhanh chóng thì mức tiêu thụ gas trong liên kết này có thể lớn đến mức không thể chấp nhận được.

Các nhà nghiên cứu tôi nghĩ chuyển quy trình xác minh khối mới, tiêu tốn nhiều Gas nhất, ra ngoài chuỗi. Đề cập đến kế hoạch mở rộng của Ethereum lớp 2, hai giải pháp zkRelayer và bằng chứng gian lận đã liên tiếp được đề xuất. zkRelayer sử dụng phương pháp chứng minh không có kiến thức để tạo bằng chứng xác minh khối ngoài chuỗi và gửi nó đến chuỗi. Bằng chứng gian lận sử dụng một bộ cơ chế khuyến khích kinh tế để khuyến khích Người chuyển tiếp gửi các khối chính xác: người thách thức luôn giám sát các khối do Người chuyển tiếp gửi. , nếu phát hiện ra rằng người chuyển tiếp độc hại đã gửi một khối không chính xác, sau khi nút ánh sáng xác minh, người thách thức có thể nhận được tiền gửi của người chuyển tiếp độc hại. Nếu khối do người chuyển tiếp gửi chưa được thử thách, nó sẽ mặc định là chính xác khối và nút ánh sáng Hợp đồng được bao gồm trực tiếp mà không cần xác minh.

3.4 Chuỗi chuyển tiếp

Để xây dựng một mạng lưới xuyên chuỗi rộng hơn, chúng ta thường cần kết nối không chỉ hai chuỗi mà nhiều chuỗi. Nếu cái nêm hai chiều nêu trên được thiết lập giữa mỗi hai chuỗi, chúng sẽ tách rời nhau. Mối quan hệ giữa các chuỗi, số lượng kết nối và chi phí thích ứng sẽ tăng theo cấp số nhân khi số lượng chuỗi tăng lên.Do đó, ý tưởng chuyển tiếp được đề xuất: thiết lập một chuỗi chuyển tiếp và tất cả các chuỗi khác được thiết lập với chuỗi chuyển tiếp Kết nối, giống như tất cả các thiết bị đầu cuối ở nhà đều được kết nối với bộ định tuyến. Kết quả là chi phí ngay lập tức giảm từ n(n-1)/2 xuống n (n là số chuỗi).

Chuyển tiếp giải pháp là một biến thể của giải pháp chuỗi bên và việc phân loại nó thành giải pháp kỹ thuật với chuỗi bên là hợp lý. Sơ đồ chuyển tiếp có khả năng mở rộng cao và hiện là sơ đồ chuỗi chéo được sử dụng rộng rãi nhất. Để trình bày đầy đủ về sơ đồ chuyển tiếp, bài viết này liệt kê nó một cách riêng biệt.

Đôi khi, trong mô hình chuỗi chéo chuỗi kép, Người chuyển tiếp sẽ hoạt động với tư cách là người xác minh của một chuỗi khối độc lập. Chuỗi độc lập được coi là một tổng thể và đảm nhận các chức năng vận chuyển tiêu đề khối và vận chuyển tin nhắn xuyên chuỗi. Có sự đồng thuận nội bộ về thông tin sẽ được di chuyển. Loại blockchain độc lập này thường được gọi là chuỗi cầu nối, nhưng nó không phải là chuỗi chuyển tiếp. Ví dụ: cầu PoS của Polygon và cầu vồng PoA của Near chỉ là chuỗi cầu chứ không phải chuỗi chuyển tiếp.

Chìa khóa để phân biệt hai loại này là, Sự khác biệt nằm ở đường dẫn giao tiếp xuyên chuỗi:

Chuỗi bridge có thể được hiểu chỉ là nơi chứa các Relayers, và chức năng của nó vẫn là vận chuyển các tiêu đề khối và tin nhắn xuyên chuỗi, trong khi chuỗi chuyển tiếp là trạm truyền tin nhắn thiết lập mối quan hệ chuỗi bên lẫn nhau với mỗi chuỗi truy cập. Nhiều nền văn học không phân biệt rõ ràng hai khái niệm này nhưng bản chất của hai khái niệm này hoàn toàn khác nhau.

3.4.1 Kết nối các chuỗi khối hiện có

Ở chế độ chuyển tiếp, người xác nhận chuỗi chuyển tiếp thường , chịu trách nhiệm về giả sử các chức năng của Relayer và chuyển tiếp các tin nhắn giữa các chuỗi. So với neo hai chiều, chế độ chuỗi rơle có khả năng mở rộng hơn, chuỗi kết nối với chuỗi rơle được gọi là chuỗi truy cập.

Để kết nối với hệ thống hiện có Blockchain yêu cầu một chuỗi chuyển tiếp để thích ứng với chuỗi truy cập tương ứng. Mặc dù mô hình chuỗi chuyển tiếp đã tiết kiệm đáng kể chi phí kết nối nhưng vẫn phải đối mặt với những thách thức sau:

Cần xây dựng các kế hoạch thích ứng khác nhau dựa trên đặc điểm của các chuỗi truy cập khác nhau để đạt được khả năng tương thích chủ động, vốn đòi hỏi khối lượng công việc lớn;

Các chuỗi khác nhau có mức độ bảo mật khác nhau, điều này sẽ liên quan đến các chuỗi chéo của các chuỗi truy cập khác nhau Tín dụng các vấn đề để bảo vệ tính bảo mật của toàn bộ mạng chuỗi chéo;

Các chuỗi khối mới lần lượt xuất hiện. Nếu các chuỗi truy cập có đặc điểm mới xuất hiện, các giải pháp thích ứng mới cần được phát triển

3.4.2 Cụm giao thức truyền thông + giao thức xây dựng chuỗi

So với khả năng tương thích chủ động, có nhiều rắc rối hơn- cách miễn phí, là tạo ra một tiêu chuẩn xây dựng chuỗi blockchain mới. Blockchain được phát triển theo tiêu chuẩn này có cùng nguyên tắc mã hóa (Cryptographic Primitive), cơ chế đồng thuận và kiến trúc truyền thông, và có thể dễ dàng kết nối với chuỗi chuyển tiếp để đạt được Tương thích thụ động . Bộ đôi chuỗi chéo Polkdot và Cosmos đã triển khai ý tưởng này. Cả hai đều tạo ra một bộ tiêu chuẩn xây dựng chuỗi. Polkadot tạo ra Substrate và Cosmos tạo ra Cosmos SDK. Mặc dù vậy, khả năng tương thích tích cực vẫn cần thiết cho các chuỗi khối quan trọng hiện có. Các mô-đun chuỗi chéo không đồng nhất được thiết kế ở cả Polkadot và Cosmos để kết nối chuỗi Ethereum và chuỗi BTC.

Dự án chuỗi chéo của cụm giao thức truyền thông + giao thức xây dựng chuỗi đầy hứa hẹn, lý do chính là nó được kỳ vọng sẽ giải quyết được vấn đề chuỗi chéo một lần và mãi mãi. Có lẽ tầm nhìn về sự kết nối của hàng nghìn chuỗi mà chúng ta mong đợi cuối cùng không phải là cấu trúc mạng mà là cấu trúc cây, tức là biến một chuỗi chuyển tiếp nào đó trở thành lớp 0 của thế giới blockchain và các chuỗi khác, bao gồm cả phần lớn các chuỗi đẳng cấu, và một số ít các chuỗi không đồng nhất, được kết nối dưới dạng lớp 1, lớp 2...

Trong chuỗi chuyển tiếp+ Trong Với kiến trúc đa chuỗi của chuỗi truy cập, chuỗi chuyển tiếp không còn chỉ là một cầu nối mà là một trung tâm, mà chúng ta có thể gọi là “trung tâm chuỗi”. Mặc dù Link Hub chịu trách nhiệm gửi tin nhắn xuyên chuỗi nhưng nó cũng cần xử lý các vấn đề như định tuyến tin nhắn giữa các chuỗi và thời gian tin nhắn.

3.5 Trình xác thực được chia sẻ

Cosmos và Polkadot, cũng là cụm giao thức truyền thông + giao thức xây dựng chuỗi, cả hai đều chứa đựng ý tưởng về chuyển tiếp, nhưng nếu để ý một chút, chúng ta sẽ thấy rằng sự khác biệt giữa hai giao thức này là rất lớn.

Cosmos Hub The mối quan hệ được thiết lập với Zone là mối quan hệ "neo hai chiều" điển hình. Giao thức nhắn tin chuỗi chéo của Cosmos IBC vẫn dựa vào hợp đồng nút nhẹ được tích hợp trong chuỗi nhận để thực hiện xác minh SPV của các tin nhắn chuỗi chéo, nhưng Polkadot's In the cross- Giao thức nhắn tin chuỗi XCMP, công nghệ nút nhẹ không được sử dụng để xác minh tính hợp pháp của tin nhắn chuỗi chéo. Thay vào đó, một phương pháp khác được sử dụng. Paka Labs đã tinh chỉnh nó và gọi nó là "trình xác nhận được chia sẻ". Được liệt kê như một phân loại riêng biệt của công nghệ chuỗi chéo . (Phân tích thêm về XCMP và IBC sẽ được thực hiện trong chương ví dụ sau.)

Lược đồ trình xác thực chung có nghĩa là nhiều chuỗi chia sẻ cùng một bộ trình xác thực và những người xác minh chung này chịu trách nhiệm xác minh sơ đồ thông báo chuỗi chéo. Polkadot tách việc thu thập và xác minh các khối thành hai chức năng, chịu trách nhiệm cho hai nhóm vai trò là Người thu thập và Người xác thực. Mỗi parachain có người thu thập riêng, nhưng parachain không có người xác nhận riêng, việc xác minh khối là trách nhiệm của chuỗi chuyển tiếp người xác nhận. Điều này tương đương với việc mỗi parachain từ bỏ một phần của quy trình đồng thuận cho chuỗi chuyển tiếp. Do đó, các chuỗi song song của Polkadot có thể tương tác giống như các phân vùng khác nhau của cùng một chuỗi khối mà không cần thêm cơ chế tin cậy.

Cần lưu ý rằng wave Thay vì yêu cầu tất cả người xác thực xác minh tất cả các chuỗi, thẻ sử dụng cách tiếp cận tiết kiệm hơn. Tại một thời điểm cụ thể, nhóm chứng nhận của mỗi parachain là khác nhau. Nhóm chứng nhận của mỗi parachain được chỉ định ngẫu nhiên bởi chuỗi chuyển tiếp và phân phối lại theo định kỳ. Thông qua cơ chế phân bổ ngẫu nhiên này, rất khó để các bộ xác thực độc hại đoàn kết lại để thực hiện độc ác. Cơ chế này có thể được so sánh với hệ thống quân sự của thời nhà Tống cổ đại của Trung Quốc: không có binh thường, cũng không có binh thường.

Trình xác thực được chia sẻ của Polkadot Về cơ bản là một cơ chế sharding, tương tự như Ethereum 2.0, Harmony, Near và các chuỗi khối khác sử dụng cơ chế sharding để cải thiện khả năng mở rộng. Nhưng điểm khác biệt là chuỗi phân đoạn và chuỗi beacon được tích hợp trọn đời, trong khi parachain của Polkadot có thể được tách rời và kết hợp với chuỗi chuyển tiếp bất kỳ lúc nào. Khi được tách rời, parachain là một blockchain độc lập. .

4. Khung nhận thức của công nghệ chuỗi chéo

Hiện nay có gần một trăm dự án chuỗi chéo đang hoạt động. Các cầu nối chuỗi chéo khác nhau sử dụng các giải pháp kỹ thuật chuỗi chéo khác nhau. Các dự án sử dụng cùng một loại giải pháp kỹ thuật có thiết kế khác nhau cho vai trò hệ thống và tên khác nhau . Có một số phương pháp phân chia các chức năng vai trò và tạo ra nhiều vai trò hơn, một số phương pháp hợp nhất các chức năng vai trò và lược bỏ một số vai trò. Ngoài ra còn có một số dự án sử dụng nhiều công nghệ chuỗi chéo. Có thể nói là chói mắt, nhưng nếu bạn hiểu nó rõ ràng Nếu bạn hiểu bản chất của công nghệ chuỗi chéo, bạn có thể loại bỏ cái sai và giữ lại cái đúng và hiểu kỹ về nó. Để làm được điều này, chúng ta cần một khuôn khổ nhận thức để hiểu công nghệ chuỗi chéo.

Chúng ta có thể bắt đầu với những vấn đề cần giải quyết trên toàn chuỗi:

4.1 Cách đảm bảo tính nguyên tử của các giao dịch chuỗi chéo

Vấn đề này đề cập đến việc một giao dịch xuyên chuỗi hoàn chỉnh phải được thực hiện thành công hoặc thất bại nói chung. Không thể có thành công một phần và thất bại một phần. Nếu không, người dùng sử dụng chức năng chuỗi chéo sẽ có thể phải đối mặt với tổn thất tài sản. Có hai ý tưởng để đạt được điều này: một là sử dụng các phương tiện mật mã để ghép nhiều giao dịch phụ trong một giao dịch chuỗi chéo, chẳng hạn như sơ đồ hoán đổi nguyên tử dựa trên khóa thời gian băm; hai là thực hiện nhiều giao dịch chuỗi chéo giao dịch phụ có thời gian nghiêm ngặt, có ba ý nghĩa:

Chỉ khi giao dịch phụ 1 hoàn toàn thành công (thành công hoàn toàn có nghĩa là giao dịch được đóng gói vào khối và hình thức cuối cùng), giao dịch phụ 2 mới có thể được thực hiện, v.v. -giao dịch 2 có thể được thực hiện. Giao dịch phụ 3 chỉ có thể được thực hiện sau khi giao dịch 2 hoàn toàn thành công;

Nếu giao dịch phụ 3 không thành công, trạng thái thành công của giao dịch phụ 2 sẽ được giữ lại để người dùng có thể thử lại giao dịch phụ 3 nhiều lần;

Nếu giao dịch phụ 3 luôn thất bại, người dùng có thể rút lần lượt giao dịch phụ 2 và giao dịch phụ 1.

Ngoài khóa thời gian băm Trong hầu hết các trường hợp, các giải pháp chuỗi chéo khác dựa vào phương pháp thứ hai để đảm bảo tính nguyên tử của các giao dịch chuỗi chéo. Điều này liên quan đến một câu hỏi, làm thế nào để đánh giá liệu một giao dịch đã đạt đến đích cuối cùng hay chưa. Có nhiều cơ chế đồng thuận cho các blockchain, nhưng theo cơ chế hình thành tính hữu hạn của chúng, chúng có thể được chia thành hai loại: tính hữu hạn có thể chứng minh được và tính hữu hạn có tính xác suất. đảo ngược. Tuy nhiên, đối với các chuỗi khối không phải BFT, chuỗi dài nhất được coi là chuỗi cuối cùng. Tuy nhiên, chuỗi dài nhất có thể bị thay đổi do phân nhánh. Do đó, các giao dịch đã đóng gói có thể bị đảo ngược. Đối mặt với tình huống này, phương pháp thường được áp dụng là Đó là phải chờ thêm xác nhận khối cho đến khi xác suất khối bị nền tảng giao dịch đảo ngược là cực kỳ thấp.

Có thể thấy rằng các khối giống BFT với Chuỗi cuối cùng có thể chứng minh được là thân thiện hơn với các chuỗi chéo.Do đó, dù là Cosmos hay Polkadot, các tiêu chuẩn xây dựng chuỗi của họ đều áp dụng cơ chế đồng thuận kiểu BFT. Cần lưu ý rằng BFT chỉ là một cách xác nhận cuối cùng và là một phần của cơ chế đồng thuận.Mặc dù các chuỗi khối BFT nói chung là sự đồng thuận PoS, trong khi các chuỗi khối không phải BFT nói chung là sự đồng thuận PoW, nhưng không có mối quan hệ liên quan tuyệt đối nào.

4.2 Cách nhận biết một chuỗi khác

Một hệ thống blockchain đóng và độc lập với hệ thống blockchain khác. Mỗi chuỗi là một "Khu vườn có tường bao quanh" và không thể trực tiếp nhận biết các giao dịch cũng như tác động của chúng trong một chuỗi khác. Một chuỗi là một hệ thống ngoài chuỗi đối với chuỗi khác, vì vậy nhận thức về chuỗi này với chuỗi khác thực sự là một vấn đề tiên tri.

Do đó, bất kỳ Công nghệ chuỗi chéo dù phát triển thế nào cũng không thể tránh khỏi vai trò “người trung gian”, các hệ thống độc lập với nhau, khi bắt đầu giao dịch chuỗi chéo, làm thế nào chuỗi mục tiêu có thể xác nhận giao dịch khóa nguồn chuỗi trước khi phát hành nội dung được ánh xạ? Nó đã hoàn tất. Một “người trung gian” đáng tin cậy sẽ chịu trách nhiệm truyền và xác minh các tin nhắn xuyên chuỗi giữa hai chuỗi. Người trung gian này, trong sơ đồ nhân chứng, được biểu thị như một tập hợp nhân chứng bao gồm một chủ thể hoặc nhiều chủ thể, trong sơ đồ chuỗi/chuyển tiếp bên, nó được thể hiện dưới dạng bộ Chuyển tiếp và trong sơ đồ trình xác thực chung, nó được chia sẻ. bộ xác thực. Về nguyên tắc, chỉ có công nghệ khóa thời gian băm là không có trung gian, nhưng yêu cầu người khởi tạo giao dịch và đối tác phải trực tuyến cùng một lúc. Để cải thiện trải nghiệm, chúng tôi cần có một bên trung gian đóng vai trò là đối tác công khai, hoặc những gì chúng tôi gọi là nhà cung cấp thanh khoản.

Trong quá trình xác minh giao dịch, Trong sơ đồ nhân chứng, nhân chứng xác minh giao dịch bằng cách chạy nút hoặc kết nối với các nút khác. Trong sơ đồ chuỗi bên/chuyển tiếp, tính xác thực của thông báo chuỗi nguồn được xác minh bằng cách triển khai nút ánh sáng chuỗi nguồn trên chuỗi đích. Trong sơ đồ trình xác thực được chia sẻ, trình xác thực được chia sẻ sẽ hoàn thành việc xác minh trong quá trình đồng thuận chuỗi nguồn và chuỗi mục tiêu có thể được tin cậy vô điều kiện.

4.3 Cách quản lý tài sản được giữ lại một cách an toàn

Tài sản thế chấp Các vấn đề về quyền giám sát tồn tại trong các tình huống chuyển giao tài sản xuyên chuỗi. Như đã đề cập ở trên, bản chất của việc chuyển giao tài sản xuyên chuỗi là khóa tài sản trong chuỗi nguồn và tạo ra tài sản mô phỏng trên chuỗi mục tiêu. Sau đó, bảo mật lưu ký đối với tài sản lưu giữ là một thành phần quan trọng của bảo mật chuỗi chéo.

Có bốn Các loại địa chỉ lưu ký là tài khoản kiểm soát độc lập, tài khoản đa chữ ký nhiều bên, tài khoản phân đoạn khóa riêng của nhiều bên và tài khoản hợp đồng. Ba loại đầu tiên được sử dụng kết hợp với cơ chế nhân chứng để tạo thành các loại cơ chế nhân chứng khác nhau ; chuỗi bên/phương tiện Trong giải pháp chuỗi chéo tiếp theo, tài khoản hợp đồng được sử dụng để quản lý tài sản được giữ lại. Trên thực tế, giải pháp side chain/relay cũng có thể được kết hợp với giải pháp lưu ký tài khoản không theo hợp đồng, nhưng hầu như không có dự án nào thiết kế theo cách này, vì tài khoản hợp đồng có độ bảo mật cao hơn. theo cách này, nhiều khả năng Nó được dự định như một giải pháp chuyển tiếp trước khi hoàn tất việc phát triển hợp đồng lưu trữ.

Trên thực tế, chuỗi chéo tài sản Trong kịch bản chuyển nhượng, có một giải pháp khác không yêu cầu quyền giám sát tài sản, đó là giải pháp Burn-Mint, tài sản trên chuỗi nguồn không còn bị khóa mà trực tiếp bị phá hủy, sau đó tài sản cố định sẽ được phát hành trên chuỗi mục tiêu. . Giải pháp này chỉ phù hợp với các chuỗi có mức độ liên kết cao, nếu không, tài sản bị đốt cháy không thể đúc ngược và tài sản sẽ không bao giờ được trả lại sau khi vượt qua chuỗi, điều này rõ ràng là không thể chấp nhận được. Cơ chế Burn-Mint được sử dụng để tạo chuỗi chéo giữa các chuỗi song song của Polkadot.

4.4 Cách thực hiện điều chỉnh đa chuỗi

Giải pháp chuỗi bên để thích ứng đa chuỗi là giải pháp chuyển tiếp. Thông qua chuỗi chuyển tiếp, nó thiết lập mối quan hệ chuỗi bên tương hỗ với chuỗi truy cập từng cái một, tốt hơn so với việc thiết lập giữa các chuỗi truy cập ... Chi phí thích ứng của mối quan hệ này thấp hơn nhiều. Mặc dù vậy, việc chuỗi chuyển tiếp tương thích tích cực với nhiều chuỗi truy cập không đồng nhất vẫn rất rắc rối, chúng cần được điều chỉnh riêng biệt, tốt hơn là nên thiết lập một bộ tiêu chuẩn truyền thông và tiêu chuẩn xây dựng chuỗi từ trên xuống dưới để cho phép nhiều hơn các chuỗi mới sẽ được thiết lập một lần và mãi mãi. Trở thành một chuỗi đẳng hình tương thích trực tiếp và thụ động.

Sơ đồ chứng kiến và sơ đồ khóa thời gian băm, so với chuỗi bên /The Giải pháp chuỗi chuyển tiếp linh hoạt hơn, trước đây chỉ cần thiết lập tài khoản lưu ký trên chuỗi truy cập mới để hoàn thành khả năng tương thích với chuỗi truy cập mới, trong khi giải pháp sau chỉ cần chuỗi truy cập hỗ trợ chức năng khóa băm và khóa thời gian. .

Lược đồ xác thực được chia sẻ chỉ dành cho Nó phù hợp với các chuỗi chéo đồng nhất và không thể tương thích tích cực với các chuỗi không đồng nhất hiện có, nếu cần khả năng tương thích thì các giải pháp chuỗi chéo khác phải được áp dụng.

4.5 Tóm tắt

Tổng quan về 5 danh mục thông qua công nghệ chuỗi chéo trên:

Hoán đổi nguyên tử dựa trên khóa thời gian băm
Cơ chế chứng kiến
Chuỗi bên nút nhẹ
Chuỗi chuyển tiếp
Trình xác thực được chia sẻ

Và 4 khía cạnh hiểu biết về công nghệ chuỗi chéo:

Tính nguyên tử của giao dịch chuỗi chéo
Xác minh tin nhắn chuỗi chéo
Quyền lưu ký tài sản
Thích ứng đa chuỗi

Về cơ bản, chúng tôi có thể nắm bắt chính xác bối cảnh của giải pháp chuỗi chéo và hình thành sự hiểu biết về khuôn khổ. Trong các chương tiếp theo, chúng tôi sẽ cung cấp các ví dụ và phân tích kỹ thuật về các dự án chuỗi chéo điển hình hiện tại.

Liên kết gốc

p>

p>

p>