Si è parlato molto di recente sull'interoperabilità della blockchain con il lancio di Cosmos e la potenziale minaccia per l'ecosistema di Ethereum. Questo pezzo sarà un file profonda immersione sui tecnicismi di Cosmos e Polkadot, ma ti fornirà anche le conoscenze preliminari necessarie per comprendere questi protocolli a livello tecnico (con immagini per aiutarti a capire).
In primo luogo, è importante sapere perché l'interoperabilità questioni. Nell'Internet esistente, possiamo accedere e modificare numerosi set di dati tramite API (interfacce specifiche dell'applicazione). Tuttavia, con le blockchain, i dati vengono silenziati dalla catena su cui esistono. Allora cosa significa avere interoperabilità?
- Trasferimento senza fiducia asset tra catene diverse
- Contratti intelligenti cross-chain che possono interagire tra loro
- Catene specializzate che può essere utilizzato da altri blockchain
Prima di entrare nei dettagli di un particolare approccio all'interoperabilità, vorrei dedicare un po 'di tempo a delineare alcuni dei basi dei sistemi distribuiti per aiutarci a comprendere i concetti in seguito. Tieni presente che le blockchain sono semplicemente un file insieme di macchine in tutto il mondo giungendo a un accordo su come dovrebbe essere una raccolta di dati.
I sistemi distribuiti sono, come suggerisce il nome, un gruppo di computer lavorare insieme per realizzare un molto obiettivo specifico. Un esempio di questo obiettivo potrebbe essere quello di offrire lo stesso contenuto in tutto il mondo a molte persone (come mantenere aggiornato il feed di notizie di Twitter). Nel tentativo di raggiungere questo obiettivo devono superare i seguenti problemi:
- Sincronizzazione. Ogni computer / sistema eseguirà la stessa attività al proprio ritmo e tempo.
- Ordinamento. Cercare di risolvere cosa è successo e quando con il tempo è ancora molto difficile poiché gli orologi iniziano a "andare alla deriva" dopo un periodo di tempo. Ciò rende l'ordine una sfida complicata poiché ogni sistema ha il proprio resoconto di ciò che è accaduto e quando.
- Fallimento. Il coordinamento tra i sistemi può fallire a causa di un arresto anomalo del sistema, della mancata ricezione / invio di messaggi ad altri sistemi correttamente o della scelta di agire in modo dannoso (bizantino)
Come gli esseri umani, il modo per risolvere la maggior parte dei problemi è attraverso una buona comunicazione. Con i computer, però, questo è un po 'più complicato poiché possono comunicare in modo asincrono or sincrono.
Cosa significa?
- Sincrono = ogni sistema ha un certo tempo assegnatogli per comunicare e si alternano. Pensaci conversazioni reali per gli umani.
- asincrono = ogni sistema può comunicare quando vuole e non ci sono supposizioni su quando parlerà. Pensalo come Slack per gli umani.
Tutto sommato, alla fine della giornata una blockchain dovrebbe avere sicurezza (accordo sulla stessa uscita) e vivacità (la catena continua a crescere e funzionare). Se la tua catena ha sicurezza ma non vivacità, lo farà smettere di produrre blocchi. Se ha vivacità ma nessuna sicurezza lo farà produrre molte forchette e non saprai qual è la blockchain corretta a meno che tu non abbia una regola (ad esempio la catena più lunga in Bitcoin)!
Practical Byzantine Fault Tolerance è un'implementazione sviluppata da Barbara Listov ed michele castro e introdotte nel 1999. Le catene Proof of Stake come Cosmos e Polkadot hanno elementi nel loro design ispirati a PBFT, quindi vale la pena delineare cos'è e come funziona.
- Una parte ascolterà numerose transazioni finché non può formare un blocco di queste transazioni. Ci riferiremo a questa festa come a proporre, Da quando loro offre un blocco.
- Una volta proposto un blocco, tutti partecipano a un file pre-votazione per confermare di aver sentito lo stesso blocco. È importante notare che un blocco potrebbe essere errato / dannoso ma essere comunque valido nella fase di pre-votazione poiché tutti stanno semplicemente cercando di giungere al consenso di aver ricevuto stesso dati / blocco.
- Una volta che più di ⅔ dei partecipanti concordano di aver ricevuto lo stesso blocco, si spostano nel file pre-impegnarsi passo. Viene quindi espresso un voto pre-commit per determinare se si tratta di un file un valido blocco e niente di dannoso sta succedendo.
- Se più di ⅔ dei partecipanti votano che il blocco è effettivamente valido e corretto, allora possiamo farlo con successo commettere questo blocco alla blockchain.
- L'altezza della blockchain viene aumentata e i passaggi 1-5 vengono ripetuti.
Da quanto abbiamo appreso sopra, possiamo vedere che i seguenti passaggi assicurano che il file minimo di blocchi è noto (con l'altezza della blockchain che aumenta una volta che si verifica un commit), ogni computer può impiegare il tempo per arrivare alla propria conclusione, quindi comunicare quale risultato è arrivato (sincronizzazione) e può gestire fallimento (nodo dannoso che propone un blocco o un nodo che non è in grado di votare).
Entra in Cosmos, fondata nel 2016 da Jae Kwon ed Ethan Buchman e cresciuta $ 17M+ nel loro ICO per ATOM. Il cosmo Hub é suo propria blockchain che si collega ad altre zone (blockchain) e quindi consente la comunicazione tra zone diverse. Qualsiasi blockchain proof-of-work come Bitcoin, Ethereum, ZCash o una blockchain specifica per l'applicazione dovrebbe essere collegata a una zona ponte tramite il framework di comunicazione Inter Blockchain.
Entrando nei dettagli architettonici, utilizza Cosmos Hub Tendermint poiché è un algoritmo di consenso (ispirato a PBFT) creato da Jae Kwon nel 2014. Ciò significa che ogni fase di votazione (pre-votazione e pre-commit) ha un periodo di tempo fisso per tutti per votare prima di passare alla successiva palcoscenico. Dopo che un blocco è stato finalizzato, non si può tornare indietro. Ciò significa che puoi avere pagamenti istantanei su dispositivi mobili e Internet delle cose poiché non appena la transazione si trova in un blocco viene finalizzata. Da nessuna conferma sono necessari questo è chiamato avere "finalità veloce".
Possono essere utilizzati gli ATOM detenuti dagli utenti diventare validatori nel sistema o in delegare ATOM a un validatore invece. La blockchain di Cosmos avrà Validatori 100 per cominciare e prevede di aumentare il limite tramite un parametro di governance in futuro. Solo coloro che dispongono di un potere ragionevole nella rete potranno partecipare alla sicurezza della rete.
Per rendere tutto questo meno teorico, descriverò una serie di passaggi per eventualmente convertire Da ETH a BTC. - l'esempio preferito di tutti.
- A zona di intermediario fidato sarà creato per Ethereum e ci sarà una serie di validatori che saranno responsabili della trasmissione dei messaggi dalla zona bridge di Ethereum al Cosmos Hub.
- Poiché sia Ethereum che Bitcoin sono probabilistici (c'è una possibilità che la catena attuale non sia quella corretta), i validatori devono aspettare per un certo numero di conferme per garantire che la transazione sia andata a buon fine.
- Una volta che i validatori sono certi che la transazione è definitiva, avvieranno una transazione dalla loro zona al Cosmos Hub che hanno effettivamente ricevuto l'Ether. L'hub lo farà quindi creare una forma di Cosmos Ether avvolto che terrà. Ogni altra zona del Cosmo sarà ora consapevole della presenza di un nuovo Cosmos Ether avvolto nel sistema.
- Supponendo che un tasso di cambio sia stato determinato in anticipo, lo sarà il Wrapped Cosmos Ether scambiati per Wrapped Cosmos Bitcoin. Questo Cosmos Bitcoin avvolto è quindi inviato alla zona Bitcoin dell'intermediario di fiducia e inviato all'indirizzo specificato sulla catena Bitcoin effettiva.
Ci sono alcune ipotesi / cose di cui essere consapevoli con questo modello:
- Il Cosmos Hub deve garantire che i saldi delle risorse Wrapped Cosmos vengano correttamente incrementati e decrementati. Sebbene questo sia un potenziale svantaggio, il team di Cosmos ha progettato il sistema in modo che chiunque possa creare il proprio hub. Essenzialmente Cosmos sarà una rete di hub e zone gestita da diversi gruppi.
- Si deve essere certi che ogni zona trasmetta i messaggi corretti sulle risorse inviate / ricevute. I mittenti devono anche fidarsi che i validatori impostati inoltreranno correttamente i loro messaggi e non ruberanno le loro risorse.
Polkadot viene fondata da Gavin Wood, cofondatore ed ex CTO di Ethereum e presidente della Web3 Foundation. Polkadot ha raccolto oltre 145M + alla fine del 2017 vendendo la valuta nativa DOT durante un crowdsale. Se Cosmos assomiglia a una rete aperta di hub e zone, Polkadot è un'unica "catena di relè" che offre numerosi vantaggi alle catene, chiamate "parachains" (abbreviazione di catene parallelizzabili), che si uniscono.
Un paio di aspetti chiave che Polkadot intende innovare sono:
- Ogni guadagno di parachain sicurezza condivisa dal gruppo di validatori della catena di rilancio. Una volta che una catena si è collegata alla rete Polkadot diventando una parachain, viene protetta con lo stesso livello di sicurezza dell'intera rete Polkadot. In Cosmos, ogni nuova catena necessita del proprio set di validatori e deve eseguire il bootstrap della propria sicurezza.
- Le parachains possono interagire con altre parachains usando comunicazione interchain a pagamento. Gli utenti che desiderano comunicare attraverso le catene non devono fidarsi di ogni catena a cui trasmettono messaggi, ma solo della singolare sicurezza dell'intera rete Polkadot. Ancora una volta, questo è diverso da come funziona Cosmos in cui un utente dovrebbe considerare attendibile la catena di origine, le catene di instradamento e la catena di destinazione con ciascuno dei propri set di convalida separati.
Il meccanismo di consenso di Polkadot è costituito da due componenti: NONNO ed BABE. GRANDPA è un gadget definitivo che attinge ad alcune idee alla base della regola di scelta del fork GHOST (come Casper di Ethereum) e BABE è un meccanismo di produzione di blocchi simile a Ouroboros di Cardano. L'introduzione di un gadget per finalità consente di "finalizzare" porzioni della catena e, probabilmente, di non essere mai ripristinate. Separare il gadget della finalità dalla produzione di blocchi consente al gadget della finalità più lenta di funzionare in un processo diverso dalla generazione di nuovi blocchi nella catena. Ciò significa che la produzione effettiva di blocchi può scalare diversamente dall'algoritmo Cosmos Tendermint associato a PBFT.
Nell'ecosistema Polkadot, hai le seguenti parti:
- Raccoglitrici - Produrre i blocchi per parachains e passare le informazioni ai validatori per la verifica.
- Nominatore - Assegna il proprio capitale ai validatori per partecipare al meccanismo di staking.
- Validator - Richiedono un elevato requisito di legame perché sono responsabili della sigillatura effettiva dei nuovi blocchi della catena di relè. I loro ruoli cruciali includono:
- Creazione di nuovi blocchi.
- Finalizzazione della catena di staffette attraverso la partecipazione a NONNO.
- Convalida dei blocchi parachain assicurando che le transazioni avvenute siano corrette e che i messaggi cross-chain siano stati elaborati.
- Pescatori - Cacciatori di taglie che "vanno a pescare" per malintenzionati guardando gli altri nodi della rete.
Un buon modo per pensare a Polkadot è come un sistema interconnesso che si collegherà ad altre catene con cui vorrà comunicare attraverso i ponti. Tutti i parachains e la catena di relè funzionano come uno, sistema unificato. Un parachain può incorporare una logica personalizzata e sarà responsabile della gestione delle proprie transizioni di stato durante la ricezione e l'invio di messaggi ad altre catene. Parachains sarà in grado di farlo comunicare con altri parachains ascoltandosi l'un l'altro, a differenza di Cosmos dove tutto deve essere instradato attraverso l'Hub.
L'architettura di Polkadot è elegante per i presupposti di progettazione di base che aveva fatto. Questo inizia con il fatto che parachain leggere passivamente le informazioni dai contratti-ponte, piuttosto che fare affidamento su contratti-ponte che inviano messaggi ad altri parachain. Ogni parachain viene trattata nessuna differenza a qualsiasi altro parachain. Ciò significa che il framework di comunicazione interchain di Polkadot è davvero privo di fiducia, poiché le parachain agiscono nell'interesse della catena di relè piuttosto che di qualsiasi parachain specifica che stanno convalidando. Inoltre, i validatori lo sono riassegnato a un altro parachain a intervalli e in modo casuale.
Facciamo un esempio che potrebbe essere più facilmente riconoscibile, come funzionerebbe se volessi convertire le valute da una parachain a un'altra? Prendiamo l'esempio popolare della conversione di ETH in BTC.
Raccoglitrici poiché il parachain di Ethereum passerebbe le intestazioni dei blocchi ai validatori nel loro parachain. Il validatori firmerebbe e pubblicherebbe le transazioni rilevanti nel contratto intelligente bridge Ethereum in un formato che può essere riconosciuto e comunicato con il paracatena zona. Qualsiasi ETH inviato sarebbe detenuto da un set di validatori Polkadot, che fornirebbe anche DOT come garanzia per le transazioni non valide. Il parachain di Ethereum comunicherebbe a sua volta con il parachain di Bitcoin, che rilascerebbe BTC all'indirizzo specificato attraverso il set di validatori che governa quel particolare parachain. Le decisioni di progettazione sono ancora in fase di finalizzazione, ma l'idea attorno alla loro comunicazione cross-chain è che sarà priva di fiducia.
Una cosa di cui essere consapevoli è che il meccanismo di parachain di Polkadot allocherà slot parachain tramite aste on-chain senza autorizzazione. Queste aste comporterebbero il blocco dei DOT per un certo periodo di tempo per mantenere il parachain connesso alla rete Polkadot. La governance sarà in grado di intervenire e risolvere la situazione in caso di situazioni urgenti in cui il parachain contiene un bug critico o serve a scopi dannosi. Polkadot sarà governato da un meccanismo di governance on-chain poiché ritiene che sia il modo migliore per governare le cripto-reti.
Come ha affermato Gavin Wood per questo articolo, "Credo che qualsiasi blockchain che non introduce la governance on-chain, incluso il fornire un meccanismo praticabile per emettere aggiornamenti, alla fine si avvelenerà attraverso il populismo tossico. Non credo che "processi off-chain", "segnalazione on-chain" e "consenso approssimativo" forniscano mezzi sufficienti per consentire ai veri stakeholder dell'ecosistema della catena di governare e guidare efficacemente una catena verso il successo a lungo termine. Credo inoltre che sia essenzialmente impossibile aggiornare la governance ".
Molti dei problemi fondamentali per l'interoperabilità sembrano essere risolti ad un livello elevato, tuttavia l'esecuzione è ancora molto indietro. Cosmos è stato lanciato a marzo 2019, ma ha solo Cosmos Hub attivo e funzionante. I prossimi passi sono finalizzare come il Comunicazione inter-blockchain framework funzionerà. Polkadot è pronto per il lancio fine del 2019 con solo la catena di relè che è attiva.
Nel complesso, sono estremamente entusiasta del lancio di Cosmos e Polkadot. Quello che sarà interessante vedere è l'adozione da parte degli sviluppatori e le lotte politiche di ciascuna catena e come si sviluppano. Le catene specifiche delle applicazioni sono un sogno irrealizzabile in questo momento poiché non solo l'infrastruttura di base è lontana dall'essere completata, ma gli sviluppatori dovranno pensare al risorse e persone avranno bisogno di dietro di loro per essere collegati e avere una sicurezza sufficiente.
Sarà anche un compromesso rilevante? È difficile da dire. Può essere La governance off-chain di Ethereum è proprio ciò che gli consente di prosperare nonostante la sua esecuzione della roadmap più lenta poiché consente una vera innovazione senza autorizzazione con le garanzie di una catena altamente protetta.
Il rovescio della medaglia di questo argomento è che tutte le reti crittografiche eseguiranno il bootstrap della loro sicurezza su un'altra catena, come Ethereum, per poi passare alla propria catena una volta che potranno garantirne la sicurezza attraverso la comunità esistente. Un buon esempio potrebbe essere MakerDAO, avrebbero risorse sufficienti per creare la propria catena e ottenere un sostegno politico sufficiente per far parte della para-catena di Polkadot. Se per qualche ragione non ha abbastanza sostegno per far parte della para-chain, potrebbe stabilire una zona ponte cosmo e avviare la propria sicurezza. Polkadot prevede di fornire bridge-slot per le catene che non sono in grado di fornire la sicurezza in pool ma forniscono comunque il messaggio che passa lungo la linea.
Penso che questo sia il tipo di domande sfumate che noi come comunità dobbiamo porci piuttosto che guardare alle catene come a un gioco a somma zero. Personalmente sono entusiasta di dove tutto questo ci porta e sono ricettivo al tuo feedback su questo pezzo. Contattami su Twitter @kermankohli.
Un ringraziamento speciale a Gavin Wood (Fondazione Web3), Logan Saether (Fondazione Web3), Billy Rennekamp (Cosmos), Chjango Unchained (Cosmos) per i loro contributi nell'assicurare l'accuratezza tecnica dell'articolo.
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