Каждый блокчейн работает как остров в мире блокчейна, со своим набором законов, сообщества и отличительных особенностей. Но что, если эти острова смогут общаться друг с другом, обмениваться ресурсами и даже торговать? Здесь возникает кросс-чейн коммуникация. Кросс-чейн коммуникация функционирует аналогично сети мостов, позволяющих различным блокчейнам соединяться друг с другом. Это концепция, изменяющая игру, которая добавляет совершенно новый уровень связности и потенциала для мира блокчейна.

Почему важна межцепочная коммуникация?

Представьте, как легко переносить цифровой актив с одной блокчейна на другую или использовать сервис на одном блокчейне, сохраняя свои активы на другом. Возможности бесконечны, и именно такие инновации помогают связывать, быть удобными в использовании и надежными в мире блокчейна.

Мы работаем над более инклюзивной и взаимосвязанной средой блокчейна с использованием Cross-Chain Communication. Представьте Cross-Chain Communication как переводчика в комнате, полной людей, говорящих на разных языках. У каждого блокчейна свой собственный 'язык', и кросс-чейн платформы выступают в роли переводчика, помогая различным блокчейнам понимать и сотрудничать.

Как блокчейны общаются друг с другом?

Прежде чем мы перейдем к взаимодействию нескольких блокчейнов, давайте разберемся, что такое блокчейн. Блокчейн - это децентрализованная база данных, что означает, что она не находится в одном месте или не управляется одной сущностью. Это публичная запись транзакций, в которой может участвовать любой желающий. Каждый 'блок' в блокчейне состоит из списка транзакций, и каждый новый блок связан с предыдущим, чтобы построить 'цепочку.

Общение между блокчейнами, однако, не так просто, как, скажем, отправка текстового сообщения другу. Поскольку каждый блокчейн имеет собственный протокол и технологию, прямой контакт проблематичен. Кросс-чейн коммуникация сияет в этой ситуации. Она предлагает 'общий язык', который различные блокчейны могут понимать, что позволяет им обмениваться данными и общаться друг с другом. Для поддержки этих взаимодействий системы кросс-чейн коммуникации используют различные техники, такие как релеи, хэш-блокирование и атомарные свопы.

Одиночные блокчейн-системы похожи на изолированные острова. Они следуют своему собственному набору норм и правил, которые другие могут не понимать. Поскольку каждому блокчейну приходится воспроизводить эквивалентные системы и услуги индивидуально, эта изоляция может привести к неэффективности. Более того, пользователи и разработчики иногда оказываются зажатыми в единой блокчейн-экосистеме, подавляя инновации и ограничивая возможности. Путем обеспечения возможности связи и работы этих 'островов', межцепочная коммуникация открывает мир возможностей.

Как работает межцепочечное взаимодействие?

Взаимодействие между блокчейнами - это критическая инновация в экосистеме блокчейн, позволяющая различным сетям блокчейн взаимодействовать и обмениваться информацией. Эта взаимодействуемость необходима для создания более взаимосвязанного и эффективного блокчейн-ландшафта. Ниже мы более подробно рассмотрим основные технологии, обеспечивающие это взаимодействие: ретрансляторы, хэш-временные заблокированные контракты (HTLC) и атомарные свопы.

Реле

Реле - это специализированные узлы, которые действуют как мосты между отдельными сетями блокчейнов. Они отслеживают состояние и транзакции одного блокчейна и передают эту информацию другому. Это подобно наличию посла, который понимает и говорит на языках двух различных стран, облегчая четкое и точное взаимодействие между ними.

Например, ретранслятор может прослушивать определенное событие на блокчейне А, такое как выполнение смарт-контракта. Как только он обнаруживает это событие, узел-ретранслятор затем передает доказательство этого события на блокчейн B, что может вызвать соответствующее действие, например, выпуск средств. Это доказательство часто состоит из криптографических доказательств, которые можно проверить с помощью принимающего блокчейна, обеспечивая подлинность транзакции.

Хэш-временные замковые контракты (HTLC)

HTLCs - это тип умного контракта, который обеспечивает безопасность кросс-цепных транзакций, требуя выполнения двух условий: криптографического доказательства платежа и временного ограничения. Они необходимы для сценариев, где две стороны должны обмениваться активами, не доверяя друг другу или третьей стороне.

На практике HTLC заблокирует транзакцию с помощью хэш-функции, требуя от получателя предоставить правильное секретное представление (часть данных, которая хешируется в заранее определенное значение), чтобы разблокировать транзакцию. Если получатель не предоставит представление в указанный срок, транзакция аннулируется, и средства возвращаются отправителю. Этот механизм особенно полезен при атомарных свопах.

Атомные свопы

Атомные свопы — это прямой обмен криптовалютами между различными блокчейнами, который использует HTLC для обеспечения полной доверительности свопа. Термин "атомный" относится к тому факту, что сделка либо происходит в полном объеме, либо отменяется полностью, гарантируя, что одна сторона не может обмануть другую.

Для того чтобы произошел атомарный своп, две стороны соглашаются на обмен, скажем, биткоина на эфириум. Каждая из них создает HTLC на своих соответствующих блокчейнах (биткоин и эфириум) с определенным временным интервалом и криптографическими условиями, которые должны выполнить обе стороны. Если хотя бы одна из сторон не сможет выполнить условия в предусмотренный срок, своп не происходит, и активы возвращаются.

Объединенный консенсус

Концепция объединенного консенсуса относится к ситуации, когда несколько блокчейн-сетей приходят к взаимному соглашению о состоянии общих данных. Это часто достигается с помощью ретрансляционной цепочки, которая представляет собой центральную цепочку, к которой подключаются все участвующие блокчейны. Ретрансляционная цепочка отвечает за проверку транзакций и обеспечение согласованности между различными сетями.

Платформы, такие как Ethereum 2.0 и Cosmos, реализуют эту идею для создания более масштабируемой и совместимой блокчейн-экосистемы. Например, Ethereum 2.0 переходит на механизм консенсуса типа proof-of-stake и вводит осколочные цепочки, которые будут зависеть от цепочки-маяка (вид ретрансляционной цепочки), чтобы координировать и завершать транзакции. С другой стороны, Cosmos использует протокол межблокчейнового взаимодействия (IBC), чтобы позволить различным блокчейнам общаться и взаимодействовать друг с другом через Cosmos Hub.

В заключение, технологии межцепных коммуникаций развиваются для решения проблем взаимодействия в пространстве блокчейн. Понимая принципы и механизмы Реле, HTLC, Атомарных свопов и объединенного консенсуса, мы можем оценить сложность и утонченность этих решений, направленных на создание безупречно взаимосвязанной сети блокчейнов.

Популярные платформы межцепочечного взаимодействия

Протокол взаимодействия между цепями Chainlink (CCIP)

Источник: https://docs.chain.link/ccip

Протокол CCIP Chainlink разработан для улучшения совместимости различных блокчейнов, позволяя им взаимодействовать с внешними данными и системами безопасно. В отличие от Polkadot и Cosmos, которые создают структурные каркасы для соединения и взаимодействия блокчейнов, CCIP фокусируется на передаче данных и команд между различными сетями. Это стандарт с открытым исходным кодом, который позволяет смарт-контрактам запрашивать и получать данные из других цепочек или отправлять их туда.

Основное отличие CCIP заключается в его оракульном подходе. Chainlink знаменит своими оракулами, которые соединяют блокчейны с внешними источниками данных. С CCIP Chainlink расширяет эту возможность, включая в нее не только данные, но и сообщения между блокчейнами и движения токенов. Это означает, что CCIP может облегчать сложные операции, где смарт-контракт на одном блокчейне может запускать действия или подтверждать транзакции на другом блокчейне, используя безопасную и децентрализованную сеть оракулов Chainlink.

Пересылка сообщений между цепями Polkadot (XCM)

XCM Полкадота - это язык для взаимодействия блокчейнов в сети Полкадот друг с другом. Он разработан для работы с уникальной архитектурой Полкадота, которая состоит из центральной Цепи Реле и различных Парачейнов (индивидуальных блокчейнов, подключенных к Цепи Реле). XCM позволяет этим Парачейнам отправлять сообщения друг другу, включая транзакции, вызовы смарт-контрактов и передачу активов.

Реле-цепь в Polkadot является сердцем безопасности и взаимодействия сети. Он координирует общую безопасность, консенсус и межцепочечную взаимодействие системы. XCM использует эту архитектуру, позволяя различным блокчейнам общаться друг с другом, не нуждаясь в доверии друг к другу, поскольку Реле-цепь обеспечивает бездоверительного посредника.

Межцепное взаимодействие Cosmos (IBC)

Подход Cosmos к межцепочной коммуникации осуществляется через его протокол IBC, который предназначен для того, чтобы различные независимые блокчейны или "зоны" могли общаться и передавать токены друг другу. Эти зоны подключены к центральному блокчейну, известному как Космос Хаб, который поддерживает межоперабельность сети.

IBC - это прямой протокол связи, который позволяет блокчейнам обмениваться информацией и токенами друг с другом, сохраняя при этом свою суверенность. Это достигается благодаря стандартизированному протоколу для межблокчейн-транзакций, что является существенным отличием от XCM Polkadot, где связь осуществляется через центральную цепь-реле.

Сравнительный анализ

Сравнивая CCIP с XCM от Polkadot и IBC от Cosmos, мы можем наблюдать следующее:

• Область функциональности: CCIP не только о передаче активов, но также о отправке общих данных и команд по цепочкам, которые могут использоваться для запуска сложных взаимодействий между цепочками. XCM и IBC более сосредоточены на передаче активов и конкретной межблокчейновой коммуникации.
• Структура сети: Polkadot использует структуру цепочки ретрансляции и парачейнов, где Цепочка Ретрансляции обеспечивает безопасность и совместимость для всей сети. Cosmos использует модель Хаба и Зон, с Хабом Cosmos в центре, обеспечивающим совместимость. Однако CCIP разработан для работы с децентрализованной сетью оракулов Chainlink и может быть интегрирован в любую блокчейн-сеть.
• Децентрализация и безопасность: Хотя все три стремятся обеспечить безопасное и доверительное общение, их подходы отличаются. Общая модель безопасности Polkadot означает, что все Парачейны получают выгоду от безопасности Релейной Цепи. Зоны Cosmos должны обеспечить свою собственную безопасность, хотя они могут использовать безопасность Космос Хаба. CCIP полагается на безопасность децентрализованной сети оракулов Chainlink.
• Принятие и интеграция: дизайн CCIP в качестве стандарта с открытым исходным кодом позволяет более широкому принятию на различных блокчейнах, не ограничиваясь конкретным фреймворком или архитектурой. В отличие от этого, XCM адаптирован для экосистемы Polkadot, а IBC разработан для сети Cosmos, что может ограничить их использование только в этих конкретных экосистемах.

В заключение, оракул, основанный на CCIP, не зависящий от сети, предоставляет другой взгляд на межцепочечную коммуникацию по сравнению с более структурированными и сетевыми подходами Polkadot и Cosmos. У каждого свои сильные стороны и идеальные случаи использования, способствующие разнообразию и устойчивости блокчейн-экосистемы.

LayerZero: Обзор

LayerZero - это протокол взаимодействия между блокчейнами, разработанный для обеспечения возможности децентрализованным приложениям работать на различных блокчейнах. Он предоставляет инфраструктуру для разработчиков, позволяющую создавать приложения, взаимодействующие без проблем с различными блокчейн-сетями, без ограничения экосистемы одной цепочки.

Как работает LayerZero

LayerZero достигает взаимодействия путем объединения внебиржевых агентов и онлайн-контрактов. Протокол состоит из двух основных компонентов:

• Stargate: Это приложение пользовательского уровня LayerZero, которое выступает в качестве интерфейса для взаимодействия между цепями. Оно позволяет пользователям отправлять и получать активы по разным цепям с удобным интерфейсом.
• Релеи и оракулы: LayerZero использует сеть релеев и оракулов для обеспечения коммуникации между блокчейнами. Релеи отвечают за передачу сообщений между цепями, в то время как оракулы предоставляют необходимые данные для проверки состояния транзакции на другой цепи. Этот двойной подход обеспечивает как доставку, так и проверку межцепочечных сообщений.

Уникальные особенности LayerZero

• Ультралегкие узлы: Вместо полного узла LayerZero работает с ультралегкими узлами, которые требуют минимальных данных для проверки транзакций межцепочек, что значительно снижает необходимые ресурсы для работы.
• Безопасность конечной точки: LayerZero предоставляет уникальную функцию безопасности, позволяя пользователям указывать оракулов и релеи, которым они доверяют, что дает им контроль над безопасностью своих транзакций межцепочно.
• Некастодиальный: протокол некастодиальный, что означает, что пользователи сохраняют контроль над своими активами во время процесса взаимодействия между цепями, что является критическим аспектом для приложений децентрализованных финансов (DeFi).

Сравнение с CCIP, Polkadot и Cosmos

LayerZero stands out for its simplicity and flexibility. Unlike CCIP, which is designed to work within Chainlink’s oracle network, LayerZero’s approach does not rely on a specific set of oracles or relayers. This means that LayerZero can be more easily integrated with a variety of blockchains compared to the more specialized or network-centric solutions like Polkadot’s XCM and Cosmos’ IBC.

Протокол LayerZero разработан с учетом блокчейн-независимости, что означает, что он может обеспечивать коммуникацию между любыми блокчейнами, реализующими его стандарт. Это в отличие от Polkadot и Cosmos, которые требуют, чтобы блокчейны соответствовали их конкретным архитектурным моделям (цепочка ретрансляции и парачейны для Polkadot, и Центр и Зоны для Cosmos).

Кроме того, упор LayerZero на определенные пользователем параметры безопасности позволяет создать гибкую модель доверия. Это контрастирует с общей безопасностью Polkadot или зависимостью IBC от безопасности отдельных зон Cosmos.

В плане принятия гибкость LayerZero и подход, нейтральный к блокчейну, позиционируют его как сильного претендента на широкое использование, особенно для приложений, которые стремятся поддерживать присутствие на нескольких блокчейнах одновременно. Он позволяет не только передавать активы, но и выполнять кросс-чейн смарт-контракты, что может стать революционным моментом для DeFi и других децентрализованных приложений.

В заключение, протокол LayerZero дополняет существующие решения межцепочной коммуникации, предлагая универсальный и ориентированный на пользователя подход. Его способность работать на нескольких цепях без тяжелых инфраструктурных требований делает его привлекательным вариантом для разработчиков, ищущих эффективное и безопасное взаимодействие между цепями. Включение LayerZero в обсуждение технологий межцепочной связи обеспечивает более полное представление о текущем ландшафте и различных подходах к достижению взаимодействия в экосистеме блокчейна.

Обеспечение безопасности в межцепочной коммуникации

Когда речь идет о межцепочной коммуникации, безопасность имеет высший приоритет. В ряд платформ и методов, о которых мы уже говорили, встроены криптографические алгоритмы и процедуры согласования, чтобы обеспечить безопасность межцепочных транзакций. Давайте немного более вдумаемся в эти вопросы безопасности:

Протоколы консенсуса

Эти стратегии необходимы для достижения соглашения между сетевыми узлами относительно законности транзакций. Они обеспечивают основу доверия в децентрализованной среде, гарантируя, что все участвующие узлы соглашаются перед тем, как транзакция попадает в блокчейн.

Криптографические проверки

Эти проверки гарантируют, что данные, которыми обмениваются или передаются через блокчейны, защищены от несанкционированного доступа и являются законными. Криптография — это первая линия защиты от злонамеренных попыток изменить или подделать данные транзакций.

Кросс-цепное взаимодействие развивается как захватывающее сочетание инноваций, безопасности и сотрудничества, постоянно расширяя границы того, что могут делать блокчейны, работая вместе. Цель не просто разрешить коммуникацию, а сделать это безопасным и надежным образом. Например, Swingby использует доказательство резерва Chainlink для защиты своего кросс-цепного моста, тем самым повышая безопасность кросс-цепных транзакций. Это иллюстрирует важность внедрения надежных методов безопасности для обеспечения целостности и доверенности кросс-цепного взаимодействия.

Применение межцепных коммуникаций

Кросс-цепное взаимодействие (CCC) играет ключевую роль в улучшении межцепной интероперабельности блокчейн, с платформами, такими как Chainlink, Cosmos, Polkadot и LayerZero, обеспечивающими необходимую инфраструктуру для широкого круга секторов для использования этой технологии.

Финансовый сектор

В финансовом секторе CCC позволяет пользователям легко переводить активы с одной цепи на другую. Например, пользователь, удерживающий токены в сети Ethereum, может без проблем перевести их на Binance Smart Chain (BSC) с использованием протокола LayerZero. Этот перевод не ограничивается простыми обменами токенов; он также может включать в себя более сложные финансовые инструменты. Например, пользователь может взять кредит на платформе DeFi на Ethereum и использовать свои активы на BSC в качестве залога, все это облегчается CCC.

Игры и NFT

В игровом секторе CCC позволяет передавать игровые активы, такие как NFT, между различными блокчейн-сетями. Игрок может заработать уникальный цифровой коллекционный предмет в игре, работающей на сети Ethereum, а затем передать его в игру на сети Polygon, чтобы разблокировать новый контент или торговать в маркетплейсе этой игры. Эта интероперабельность повышает полезность и ликвидность NFT и игровых токенов.

DeFi

Приложения децентрализованных финансов (DeFi) получают большую выгоду от CCC. Например, пользователь может участвовать в пуле ликвидности на Uniswap, а затем использовать свою долю пула в качестве залога для займа на DeFi-платформе на другом блокчейне. Такие протоколы, как CCIP, которые обеспечивают безопасные и проверяемые транзакции между сетями, делают эту возможность возможной.

Управление цепочкой поставок

CCC трансформирует управление цепочкой поставок, обеспечивая возможность отслеживания продукции по различным блокчейн-сетям. Путь продукта от производства до доставки может быть записан на разных блокчейнах, причем каждый этап можно проверить через CCC. Это гарантирует подлинность и снижает риск мошенничества. Например, материалы для роскошной сумки могут быть отслежены на одном блокчейне, ее сборка - на другом, а продажа - на третьем, с возможностью взаимосвязи всех данных через CCC.

Имена пользователей Web3

В пространстве Web3 CCC позволяет создавать универсальные имена пользователей, которые могут использоваться в различных блокчейн-сетях. Это означает, что пользователь может иметь единое имя пользователя, позволяющее ему получить доступ к сервисам и взаимодействовать с ними на Ethereum, Tezos или любом другом интегрированном блокчейне. Это не только улучшает пользовательский опыт, но также готовит почву для более взаимосвязанной и удобной для пользователя экосистемы Web3.

Будущее межцепочной коммуникации

С различными инициативами, которые находятся в работе, область межцепочечной коммуникации постоянно расширяется. Эти инициативы нацелены на улучшение взаимодействия между блокчейн-сетями, делая экосистему более инклюзивной и изобретательной. Среди выдающихся будущих проектов:

Interledger

Interledger, задуманный как открытый протокол, обеспечивает плавный перевод платежей между несколькими регистрами. Коннекторы внутри Interledger, как маршрутизаторы в интернете, транзитируют денежные пакеты через независимые платежные сети, инкапсулируя основу межцепных коммуникаций в финансовом секторе.

Avalanche

Это платформа с открытым исходным кодом, разработанная для обеспечения возможности создания децентрализованных приложений и установок блокчейн для бизнеса в рамках единой взаимодействующей, высокомасштабируемой экосистемы. Она демонстрирует интеграцию бизнес-решений и децентрализованных приложений через межцепочную коммуникацию.

Гравитация

Как протокол, независимый от блокчейна, Gravity представляет собой децентрализованные соединения между всеми формами цифровых активов, независимо от их исходящих блокчейн-сетей.

Эти инициативы, среди прочего, находятся на передовой в области межцепных соединений, выталкивая границы и распространяя инновации в среде блокчейна.

Роль Cross-Chain в децентрализованной сети

Взаимодействие межцепочное, кажется, является критическим шагом к по-настоящему децентрализованной сети (web 3.0). Оно демонтирует барьеры и организует более интегрированную, децентрализованную цифровую экономику, облегчая безпрепятственное взаимодействие между многочисленными блокчейнами. Эта новая парадигма способствует появлению веб-ориентированной на пользователя сети, в которой владение данными и конфиденциальность имеют приоритет.

В отличие от существующей веб-парадигмы, в которой данные часто находятся в распоряжении централизованных сущностей, децентрализованная веб-парадигма дает людям возможность владеть своими собственными данными. Кросс-цепное взаимодействие улучшает это, позволяя данным легко перемещаться по нескольким блокчейн-сетям, оставаясь под контролем пользователя. Из-за изоляции, присущей одиночным блокчейн-системам, приложения часто ограничиваются одним блокчейном.

Перекрестная цепочка связи разрушает эти границы, позволяя приложениям работать на нескольких блокчейнах и тем самым улучшая взаимодействие. Разработчики больше не ограничены ограничениями отдельных сетей блокчейнов. С введением кросс-цепного соединения разработчики теперь имеют доступ к многим сетям, создавая среду, идеальную для инноваций.

Настройка кросс-цепочечного кошелька

Для начала изучения области межцепных коммуникаций необходимо иметь межцепной кошелек. Межцепной кошелек позволяет управлять активами с различных блокчейнов в одном месте. Вот простое пошаговое руководство по настройке межцепного кошелька:

1. Выберите Кросс-цепочечный Кошелек:Исследуйте и выберите кошелек, поддерживающий несколько блокчейнов. Некоторые популярные варианты включают Gate Wallet, Atomic Wallet и Trust Wallet.
2. Скачать и установить: Скачайте приложение кошелька на ваше устройство и следуйте инструкциям по установке.
3. Защитите свой кошелек: Настройте надежный пароль и сделайте резервную копию своей сид фразы в безопасном месте.
4. Добавить активы: Теперь вы можете добавлять различные активы блокчейн в свой кошелек и управлять ими без проблем.

Как только ваш кошелек настроен, выполнение транзакции между цепями становится вашим следующим приключением. Вот упрощенный план действий:

1. Выберите активы: Выберите активы, которые вы хотите отправить, и блокчейн, на который вы хотите их отправить.
2. Введите данные: Введите адрес получателя и сумму, которую вы хотите отправить.
3. Подтвердите транзакцию: Просмотрите детали транзакции, уделите особое внимание любым комиссиям и подтвердите транзакцию.
4. Отслеживание транзакции: Используйте свой кошелек или блокчейн-исследователь, чтобы отслеживать статус вашей транзакции до ее завершения.

Заключение

По мере того, как мы приближаемся к началу новой эры, путь обучения и исследований в мире межсетевой коммуникации, несомненно, будет захватывающим. Волновой эффект инноваций, стимулируемый межсетевой коммуникацией, быстро трансформируется в более интегрированную, децентрализованную цифровую среду.

Этот путь представляет собой не только технологический прогресс, но и шаг ближе к по-настоящему децентрализованной цифровой среде, где господствует совместимость. Целостное понимание, полученное благодаря этому курсу, вместе с практическим опытом и взаимодействием с сообществом, обеспечивает прочную основу для всех, кто заинтересован в более глубоком изучении области межцепочечной коммуникации и ее безграничного потенциала.