Порушення ізоляції блокчейн-острівців: детальне пояснення того, як крос-ланцюгова технологія формує відкритий взаємопов’язаний криптосвіт

Скільки загальнодоступних блокчейнів (L1 і L2) існує на даний момент?

Можливо, комусь буде важко одразу точно відповісти на це запитання. За даними DefiLlama, наразі існує 225 зареєстрованих публічних мереж, не кажучи вже про численні нові та неопубліковані. Можна з упевненістю сказати, що криптосвіт – це хаотичний всесвіт, що складається з кількох блокчейнів. У цьому багатоланцюжковому криптосвіті кожен блокчейн має свої унікальні технологічні характеристики, підтримку спільноти, інструменти розробки та екосистему. Наприклад, існують публічні мережі POW на чолі з біткойнами, публічні мережі на основі EVM, як-от Ethereum, а також численні L2, характерні високошвидкісні публічні мережі, такі як Solana, і публічні мережі на основі Move, представлені Aptos і Sui. Ця різноманітність справді пропонує більше можливостей для децентралізованих програм (DApps) і фінансових інновацій. Однак це також несе низку проблем.

Взаємодія, обмін активами та інформацією між різними блокчейнами, стала актуальною проблемою для вирішення. У минулому різні блокчейн-системи були ізольовані одна від одної, кожна з яких містила велику кількість активів і даних, але не могла ефективно взаємодіяти з іншими мережами. Це було значною перешкодою для досягнення справді децентралізованого криптосвіту. Щоб вирішити цю проблему, з’явилася крос-ланцюгова технологія, яка намагається зруйнувати ці ізоляції та забезпечити безперебійний обмін активами та інформацією між різними системами блокчейну. Для розробників і користувачів крос-чейн технологія означає не тільки більшу ліквідність і вибір, але й більш відкритий і взаємопов’язаний світ блокчейну. У цій статті ми дослідимо, навіщо нам потрібна крос-ланцюгова технологія, її основні концепції, категоризацію, методи впровадження та виклики, а також те, як вона формує наш майбутній криптосвіт.

Частина 1: Потреба в міжланцюговій технології

Чи справді крос-чейн технологія потрібна для досягнення справді децентралізованого, взаємопов’язаного майбутнього блокчейну? Багато людей можуть мати різні відповіді. Під впливом серії інцидентів безпеки в області крос-ланцюжків деякі стали скептично ставитися до них, автоматично асоціюючи крос-ланцюги з «псевдопропозиціями» або «пастками». Це і трагедія цих людей, і всієї галузі. Проте беззаперечно, що співіснування кількох ланцюгів є поточною ринковою структурою, і зі збільшенням кількості публічних ланцюгів і Layer2 (зведених пакетів), а також їх екосистем, що поступово розвиваються, технологія крос-ланцюгів неминуче стане фундаментальною вимогою в поточна структура ринку. Ви можете знайти відповідь у наступних двох аспектах:

По-перше, сумісність стає все більш очевидною проблемною точкою. Серед понад 225 публічних ланцюжків кожна може мати свої специфічні програми, активи та користувачів. Однак, якщо вартість, створена в цих ланцюжках, не може бути передана іншим, їхній потенціал буде сильно обмежений. Ця проблема виходить за рамки торгівлі активами, включаючи дані, логіку та сумісність програм.

Це проблема «острова», з якою стикається нинішній світ блокчейнів. Ці острови багаті на ресурси, але через свою ізольованість вони не можуть їх повністю використовувати. Уявіть собі, якби основні платформи в Інтернеті не могли спілкуватися одна з одною; наш онлайн-досвід буде значно зменшений. Аналогічна ситуація і на блокчейні.

По-друге, ліквідність активів є основою будь-якої фінансової системи. У традиційному фінансовому світі активи можуть вільно переміщатися між біржами, банками та фінансовими установами. Однак у поточній сфері блокчейну ліквідність активів у різних мережах обмежена. Це не тільки впливає на досвід торгівлі користувачами, але й обмежує подальший розвиток децентралізованих фінансів (DeFi).

Таким чином, незалежно від того, чи йдеться про сумісність чи ліквідність активів, існує практична потреба в крос-ланцюжкових технологіях, включаючи традиційні міжланцюгові мости активів (Bridge) і протоколи взаємодії (Interoperability Protocol). У наступних розділах ми спробуємо класифікувати всі міжланцюгові рішення з технічної точки зору та представимо ці дві категорії окремо для кращого розуміння.

Частина 2: Категоризація крос-ланцюгових рішень

Технологія крос-ланцюгів стрімко розвинулась останніми роками, надаючи низку методів вирішення проблем взаємодії між ланцюгами. Ці крос-ланцюгові рішення можна класифікувати по-різному на основі різних вимірів. Тут ми представляємо структуру міжланцюгового аналізу, запропоновану засновником Connext Арджуном Бхуптані, класифікуючи протоколи сумісності (перехресні мости) на основі методів перевірки повідомлень на три основні категорії: власну перевірку, зовнішню перевірку та локальну перевірку.

Нативний перевірений

)

(Джерело: Connext, Арджун Бхуптані)

У моделі Native Verified легкий клієнт або вузол вихідного ланцюга запускається в цільовому ланцюжку, щоб перевірити повідомлення з вихідного ланцюга. Основною перевагою цього методу є його висока надійність і децентралізація. Оскільки логіка перевірки легкого клієнта ідентична логіці перевірки блоків інших типів вузлів, вона забезпечує надійний механізм міжланцюжкової перевірки.

Ключову роль у цьому механізмі відіграє головний ретранслятор, який відповідає за передачу інформації про заголовок блоку вихідного ланцюга легкому клієнту цільового ланцюга для перевірки. Проблеми цього методу включають його залежність від базового механізму консенсусу та потенційну складність, особливо коли кількість залучених ланцюгів збільшується.

Проекти, які використовують власну перевірку, включають Cosmos IBC, Near Rainbow Bridge, Snowbridge тощо. Зведений вхід/вихід також є формою власної перевірки.

Зовні перевірено

(Джерело: Connext, Арджун Бхуптані)

Методи зовнішньої перевірки включають введення зовнішнього набору валідаторів для перевірки міжланцюжкових повідомлень. Ця група зазвичай складається з кількох об’єктів, і валідатори можуть мати різні форми, як-от багатосторонні обчислювальні системи (MPC), оракули, групи з кількома підписами тощо. Безперечною перевагою цього підходу є його висока масштабованість, оскільки його можна легко розширити до будь-якого блокчейну (мости, що використовують зовнішню перевірку, наразі домінують у просторі міжланцюгових мостів).

Однак важливо зазначити, що запровадження зовнішнього набору валідаторів також означає запровадження нових припущень безпеки. Безпека в цій моделі визначається найнижчим рівнем безпеки серед ланцюга A, ланцюга B і зовнішніх валідаторів, що потенційно збільшує вразливість системи.

Приклади протоколів із зовнішньою перевіркою включають Wormhole (Portal Bridge), Axelar, Chainlink CCIP, Multichain і, по суті, LayerZero також використовує підхід зовнішньої перевірки.

Перевірено локально

(Джерело: Connext, Арджун Бхуптані)

На відміну від наведених вище методів, Locally Verified, також відомий як однорангова перевірка, фокусується на прямій перевірці між сторонами транзакції. Цей метод часто включає контракт із блокуванням часу хешування (HTLC), де сторони можуть взаємно перевіряти транзакції одна одної. Оскільки сторони угоди зазвичай мають суперечливі економічні інтереси, можливість змови значно зменшується.

Помітною перевагою цього методу є його децентралізований характер і висока надійність для сторін транзакції. Однак він стикається з проблемами, такими як потреба, щоб обидві сторони були одночасно в мережі, і його нездатність підтримувати загальну передачу даних між ланцюжками (це означає, що локальна перевірка підходить лише для мостів Swap, насамперед для міжрівневих мостів активів Ethereum).

Типовими прикладами локальної перевірки є Connext, cBridge, Hop тощо.

Підводячи підсумок, можна сказати, що кожен із цих трьох міжланцюгових технологічних методів має свої переваги та обмеження та представляє лише один вимір класифікації. Вибір методу на практиці залежить від конкретних вимог програми, міркувань безпеки та природи задіяних ланцюжків. У міру того як криптосфера продовжує розвиватися, ми з нетерпінням чекаємо більш інноваційних підходів для вирішення проблем міжланцюгових взаємодій.

Частина 3: міжланцюгова передача активів і передача повідомлень

Ознайомившись з основними поняттями та класифікаціями міжланцюжкових рішень, давайте глибше заглибимося в відмінності між міжланцюжковою передачею активів і передачею повідомлень.

Перехресний ланцюг активів

Перехресний ланцюжок активів дозволяє цифровим активам плавно мігрувати з одного блокчейну в інший. Це найпоширеніша та популярна крос-чейн програма, яка вирішує основну проблему: як представити та використовувати ті самі активи в різних ланцюгах. Загальні принципи роботи крос-ланцюга активів включають:

Lock-and-Mint

Найпоширенішим методом у процесі міжланцюжкової передачі активів є lock-and-mint. Простіше кажучи, коли активи переміщуються з вихідного ланцюжка до цільового, вони блокуються у вихідному ланцюжку та «карбуються» в цільовому ланцюжку. (Подібні механізми включають запис і викуплення, які не будуть тут докладно розглядатися через обмеження простору. Типовим прикладом є метод перехресного ланцюга, прийнятий емітентом USDC Circle.)

(Джерело зображення: web3edge, @0xPhillan)

Наприклад, коли BTC використовується як токен в Ethereum, вихідний BTC блокується, а еквівалентна кількість токенів Wrapped Bitcoin (WBTC) генерується в Ethereum. Це гарантує, що загальна пропозиція BTC залишається незмінною, тим самим зберігаючи дефіцитність активу. Окрім WBTC, деякі офіційні мости Ethereum Layer2, такі як Polygon Bridge і Arbitrum Bridge, а також Rainbow Bridge, який з’єднує Ethereum з екосистемою Near, також використовують механізм блокування та монетизації/спалювання.

Обмін пулу ліквідності

Свопи пулу ліквідності передбачають використання спеціального пулу ліквідності для полегшення транзакцій між мережами. Користувачі вносять свої активи з одного ланцюга в пул ліквідності та вилучають еквівалентну вартість активів з пулу іншого ланцюга. Перевага цього методу полягає в тому, що він пропонує швидкі транзакції та обміни, але може стягувати комісію, оскільки постачальники ліквідності (LP) зазвичай очікують повернення ліквідності, яку вони пропонують.

(Джерело зображення: web3edge, @0xPhillan)

З точки зору механізму, ризики безпеки таких перехресних ланцюгових мостів в основному несуть LP. Якщо пул буде зламано, ліквідність, яку надають LP, може бути вкрадена. Дисбаланс у пулі ліквідності також може призвести до випаровування міжланцюжкової вартості активів, передаючи кризу користувачам міжланцюжків. Міжланцюгові мости, що використовують пули ліквідності, включають ThorSwap, Hop Exchange, Synapse Bridge тощо.

Атомні обміни

Атомні свопи дозволяють двом сторонам обмінюватися активами безпосередньо без посередників. Вони використовують Hash Time Locked Contracts (HTLC), щоб гарантувати, що обмін є «атомарним», тобто транзакція виконується повністю або не виконується взагалі. У перехресних ланцюжкових мостах атомарного свопу доступ до активів здійснюється через закриті ключі. Якщо одна сторона діє зловмисно, інша може отримати свої активи через блокування часу (що відкривається через певний час), не потребуючи централізованої довіри третьої сторони. Типові проекти, що використовують атомарні свопи, включають Connext, cBridge та інші.

(Джерело зображення: web3edge, @0xPhillan)

Межланцюговий обмін повідомленнями

На відміну від перехресного ланцюга активів, міжланцюговий обмін повідомленнями включає не лише активи, але й усі типи інформації, що передаються з одного ланцюга до іншого, наприклад виклики за контрактом та оновлення стану.

Стан синхронізації

Поширеним методом міжланцюжкового обміну повідомленнями є синхронізація стану. Це означає, що стан ланцюга або його частини синхронізовано з іншим ланцюгом. Наприклад, ланцюг ретрансляції Polkadot відповідає за синхронізацію станів його різних парачейнів.

Прослуховування подій і реагування

Коли подія (наприклад, підтвердження транзакції або виклик смарт-контракту) відбувається в одному ланцюжку, інший ланцюжок можна налаштувати, щоб слухати ці події та реагувати за потреби. Наприклад, ChainBridge від ChainSafe використовує цей метод для обробки міжланцюжкових повідомлень.

Насправді, незалежно від того, чи йдеться про крос-ланцюжок активів чи міжланцюговий обмін повідомленнями, основним завданням є забезпечення цілісності, безпеки та своєчасності інформації. У міру розвитку технологій нові крос-ланцюгові рішення продовжуватимуть з’являтися, забезпечуючи більш надійну та гнучку підтримку взаємодії в багатоланцюжному середовищі.

Частина 4: Проблеми крос-ланцюгової технології**

• У міру того, як технологія блокчейн розвивається і розвивається, технологія крос-ланцюга стає важливим напрямком досліджень. Його мета — полегшити безперебійний обмін активами та даними між різними блокчейнами. Однак досягти цієї мети непросто. Подібно до «неможливої трійці» в окремих блокчейнах, існує «трилема труднощів» у сфері сумісності крос-ланцюгів.
• Згідно зі структурою, запропонованою Арджуном Бхуптані, будь-яке крос-ланцюжкове рішення може задовольняти щонайбільше два з наступних трьох критеріїв:
• • Розширюваність: підтримує довільну передачу повідомлень.
• • Ненадійність: не створює нових припущень про довіру.
• • Можливість узагальнення: можна легко адаптувати до більшої кількості блокчейнів.

(Джерело: Connext, Арджун Бхуптані)

Якщо неможливо відповідати всім трьом критеріям одночасно, потрібно знайти компроміси та баланси, які можуть бути більш складними щодо окремих блокчейнів. До них належать компроміси між безпекою та довірою, уніфікованістю та різноманітністю, упакованими активами та рідними активами тощо. Це виклики, які крос-ланцюгова технологія повинна вирішити, оскільки вона продовжує розвиватися. Різноманітні міжланцюгові мостові проекти намагаються оптимізувати або навіть прорвати ці трилеми з різних точок зору, прагнучи досягти найвищої загальної продуктивності.

Частина 5: Резюме та прогноз

Технологія крос-ланцюга є ключовим напрямком у розвитку блокчейну, який навіть вважається святим Граалем у цій галузі. Це життєво важливо для подолання «ізоляції» блокчейну та досягнення взаємозв’язку між кількома ланцюгами. Від перехресного ланцюжка активів до перехресного ланцюжка повідомлень, усі Web3 Builders прагнуть реалізувати єдину та спільну екосистему блокчейну.

Однак, як обговорювалося, крос-ланцюгова технологія все ще стикається з багатьма проблемами. Але завдяки глибшим дослідженням і технологічному прогресу ми з нетерпінням чекаємо подолання цих викликів і досягнення більш безпечної, ефективної та безперебійної міжланцюжкової екосистеми.

Відмова від відповідальності:

1. Цю статтю передруковано з [Wormhole CN]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Wormhole CN]. Якщо є заперечення щодо цього передруку, будь ласка, зв’яжіться з командою Gate Learn , і вони негайно розглянуть це.
2. Відмова від відповідальності: погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору та не є жодною інвестиційною порадою.
3. Переклади статті на інші мови виконує команда Gate Learn. Якщо не зазначено вище, копіювання, розповсюдження або плагіат перекладених статей заборонено.