Cosmos投研之Cosmos的晦涩难懂的技术

     Cosmos系列共有五节,分别是:Cosmos晦涩难懂的技术、Cosmos上的应用链、$ATOM的量价、ATOM2.0、长期追踪ATOM需要注意的指标;今天讲解第一节:Cosmos的晦涩难度的技术。


2022年的Cosmos算的上是风生水起,不仅生态在一天天壮大,而且在币圈整体下跌的时候,币价表现($ATOM)也是比BTC和ETH硬的多。Delphi Labs这个知名的区块链机构在2022年9月份发表的文章《Find a Home for labs》中,更是相当于直接明牌在众多公链中把票投给了Cosmos。在网上也很容易搜到类似这样的图片(见下图1)来显示 整个Cosmos的生态有多么庞大。

简单来说,Cosmos是一个区块链生态系统,可以相互扩展和互操作。在Cosmos之前,区块链是孤立的、无法相互通信。同时很难建立这样的网络,并且只能处理每秒少量的交易。Cosmos通过新的技术愿景解决了这些问题。

Cosmos的愿景是让开发人员轻松构建区块链,并通过允许他们彼此进行交易(通信)来打破区块链之间的障碍。**最终目标是创建一个区块链网络,一个能够以去中心化方式相互通信的区块链网络。**通过Cosmos,区块链可以保持主权,快速处理交易并与生态系统中的其他区块链进行通信,使其成为各种场景的最佳选择。

Cosmos通过一系列开源工具实现这个愿景,如Tendermint,Cosmos SDK 和 IBC,旨在让人们快速构建自定义、安全、可扩展和可互操作的区块链应用。下文详细介绍。

(1)Tendermint BFT 的含义

Tendermint 是一个共识引擎和BFT共识算法。在Tendermint之上可以使用任何编程语言构建一个状态机,Tendermint将负责信息的(按照共识要求的一致性和安全性)复制。

BFT代表拜占庭容错(Byzantine Fault-Tolerance)。分布式系统中的拜占庭故障是一些最难处理的问题。一个拜占庭容错共识算法是一个共识算法,可以保证多达三分之一的拜占庭或恶意行为者的情况下分布式系统的安全。

Tendermint BFT引擎通过使用 ABCI(Application Blockchain Interface) 协议连接到应用程序。这个协议可以用任何编程语言进行封装,开发者可以选择适合他们适合的语言。此外,Tendermint BFT性能极高,具有1秒数量级的出块时间,每秒处理数千个交易。

开发者可以选择多种语言
开发者可以选择多种语言

(2)Cosmos SDK的含义

Tendermint BFT将区块链的开发时间大大缩减,但从头构建一个安全的ABCI应用(实现ABCI协议)仍然是一项艰巨的任务。这就是为什么需要Cosmos SDK 。

Cosmos SDK和其他应用层的框架
Cosmos SDK和其他应用层的框架

**Cosmos SDK的目标是创建一个模块生态系统,允许开发人员轻松地创建特定应用的区块链,而无需从头开始编写应用的每个功能。**它可以让开发者轻松构建自己的区块链应用程序。SDK提供了很多的模块,或者说是工具,这些模块包括账户管理、资产管理、治理、Staking等等,来给开发者进行开发。

为什么大多数区块链协议都是在像以太坊这样的虚拟机区块链之上开发的?因为创建区块链比智能合约要困难得多。但有了Cosmos SDK之后就不再是这样。开发人员可以轻松地开发整个特定应用的区块链,这有几个优点。除次之外,还将拥有更多的灵活性,安全性,性能和主权。

(3)IBC的含义

Cosmos是一个区块链生态系统,具有许多不同的应用程序和区块链之间的互操作性。IBC(Inter-Blockchain Communication)是一种协议,允许不同的区块链之间进行安全和可靠的通信和交换价值。IBC协议旨在提供一个标准化的桥梁,以便不同的区块链之间进行交流和交换价值。因此Cosmos的IBC交易量是指通过IBC协议在Cosmos生态系统中不同区块链之间进行的价值交换的数量。

IBC背后的工作原理相当简单。以链A上的一个帐户想要发送10个ATOM币到链B为例介绍。

1.跟踪(Tracking):

链B会不间断地接收链A的报头,反之亦然。这允许每个链跟踪其他链的验证者集合。从本质上讲,每个链运行一个其他链的轻客户端。

2.锁定(Bonding):

当IBC转移被启动时,ATOM被锁定(Bonding)在链A上。

链A的ATOM币被锁住
链A的ATOM币被锁住

3.中继证明(Proof Relay):

需要一个从链A转移到链B的10个ATOM被锁定的证明。

4.验证(Validation):

链B上针对链A的区块头的证明进行验证,如果有效,则在链B上创建10个ATOM凭证。

在链B上创建ATOM凭证
在链B上创建ATOM凭证

值得一提的是, 在链B上创建的ATOM不是真正的ATOM, 因为ATOM仅存在于链A上。它们是链A中ATOM在链B上的表示形式, 同时还证明了这些ATOM被冻结在链A上。

(4)Cosmos的Hub和Zone

复杂来说,Zones是常规的异构链,Hubs是专门为将Zones连接在一起而设计的区块链。当一个Zone创建与Hub的IBC连接时,Hub可以自动访问 (即发送和接收) 连接到它的所有Zone。因此,每个Zone只需要为有限的Hub建立有限的连接。Hubs还防止Zone之间的双花问题。这意味着, 当一个Zone从Hubs接收Token时, 它只需要信任此Token的原始Zone和Hub。

通俗来说,下图中间的这个叫做Hub,而其他的Zone就是Cosmos生态下的其他应用链,Zone可以通过IBC的技术和其他Zone进行交换。这是一个技术的创新。

在Cosmos网络中推出的第一个Hub是Cosmos Hub。Cosmos Hub 是一个开放的权益证明(POS)的区块链,其原生Staking代币是ATOM。

现在,Cosmos生态链之间的互通已经实现,未来,技术团队是想实现Cosmos(生态)链与L1/L2的互通。

Cosmos(生态)链与L1/L2的互通
Cosmos(生态)链与L1/L2的互通
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