🌉 Блокчейны и их кроссчейны: краткий обзор мостов
Сейчас существует более 100 действующих блокчейн-сетей. К 2027 году объем рынка блокчейнов вырастет с 2 миллиардов до 69 миллиардов, согласно исследованию Fortune Business Insights. Это вполне вероятный сценарий, но в том случае, если удастся решить ряд задач, которые тормозят mass adoption и, в целом, развитие блокчейн-разработки. Топовые девелоперы по всему миру пытаются преодолеть эти краеугольные камни вроде масштабируемости, высоких комиссий или скорости. Но еще бОльшая задача стоит перед теми разработчиками, которые пытаются наладить взаимодействие и совместимость между различными сетями, чтобы создать некое мультичейн-пространство.
Мы уже довольно много говорили про интероперабельность (совместимость) блокчейнов на митапах и в статьях: разбирали, что вообще такое блокчейн-мосты, и обсуждали актуальное состояние разработки мостов сразу с тремя специалистами во время двухчасового эфира.
В этом материале, вдогонку ко всей теме кроссчейн-мостов, мы решили сделать небольшой обзор на популярные кроссчейн-решения, чтобы разобраться, как обстоят дела с интероперабельностью нескольких крупных сетей: Bitcoin, Ethereum, Cosmos, Polkadot, Near и Solana. ✨
Немного теории и больших списков мостов
Для начала быстро вспомним, о каких мостах идет речь. Кроссчейн-решения, кроссчейн-мосты, решения по совместимости или интероперабельности — технология, позволяющая передавать токены из одного блокчейна в другой.
Блокчейны, как острова или отдельные государства, существуют в собственных экосистемах по собственным правилам, и изначально разработчики не стали утруждаться стандартизацией и совместимостью сетей. С ростом количества проектов в децентрализованном пространстве этот вопрос стал остро.
Под мостом чаще всего подразумевается использование управляющих смарт-контрактов и сервиса-оракула, который мониторит транзакции, прослушивает события в управляющем смарт-контракте. Мост может быть односторонним, получая информацию по другим каналам связи. Самое главное, что мост — это криптографическая проверка аутентичности информации. Кроссчейн-решения могут передавать активы в рамках одной сети — из L1 в L2, например.
Но мосты не передают токены в классическом понимании, на самом деле токены блокируются в одной сети и минтятся заново в другой. Об этом мы подробно рассказывали тут.
Уже существует более 40 кроссчейн-решений, список мостов можно посмотреть, например, в этой таблице или в этом Twitter-треде.
Биткоин-мосты и wrapped-BTC
Вначале был Биткоин. И он был самой популярной сетью до тех пор, пока не появился Ethereum, открыв миру возможности смарт-контрактов. Включение цифрового золота в экосистему Ethereum стало увлекательной идеей. Об этом неоднократно говорил Виталик Бутерин, и многие проекты пытались воплотить это в жизнь. Проект по связи между Биткоином и Ethereum BTC Relay от команды ConsenSys стал одним из первых проектов по интероперабельности.
В качестве альтернативы полноценному мосту были предложены wrapped-токены. Согласно исследованию DeFi Pulse, одному из самых надежных ресурсов анализа DeFI, более 270 000 BTC в сентябре 2021 фактически используются в DeFi в качестве wrapped-токенов. Также там показано, что 80% wrapped-биткоинов WBTC. Это огромная сумма, учитывая, сколько стоит биткоин сейчас.
Wrapped-токен — это криптовалюта, стоимость которой привязана к стоимости другой криптовалюты. Из названия следует, что исходный актив помещается в «обертку» (wrapper), своего рода цифровое хранилище, которое позволяет создавать wrapped-токены на другом блокчейне. Выпуск копий биткоинов (или других криптоактивов) на неродных блокчейнах, таких как Ethereum, не является сложной задачей. Проблемная и трудная часть — обеспечить привязку выпущенного токена к wrapped-активу и поддерживать эту привязку с течением времени. Интересным примером wrapped-токена на Ethereum является wrapped-эфир (WETH). Это ETH только в стандарте ERC-20, так как ETH был выпущен еще до создания этого стандарта, то пришлось использовать «wrapping».
Почитать научную работу про wrapped-токены.
Биткоины в сети Ethereum: tBTC
Начнем с tBTC — wrapped-биткоина в сети Ethereum. Один BTC равен одному tBTC. Если пользователи хотят переместить свои токены из сети Биткоина в Ethereum, мост блокирует BTC на Биткоине и минтит эквивалентные токены tBTC на Ethereum.
В tBTC минимизированы доверенные функции. В этой модели для одного tBTC, выпущенного на Ethereum, запрашивается связанный ECDSA (алгоритм цифровой подписи с эллиптической кривой) для подписания 1 BTC. Смарт-контракты используют ECDSA для связи друг с другом в блокчейнах. После запроса на хранение связанного ECDSA группа подписывающих сторон выбирается случайным образом из пула валидаторов и вносит 150% от стоимости 1 BTC в ETH в качестве обеспечения. Затем подписывающая группа генерирует биткоин-кошелек с использованием порогового протокола ECDSA. Пользователь отправляет 1 BTC на биткоин-кошелек. Затем пользователь генерирует подтверждение своей транзакции депозита и отправляет его в цепочку Ethereum. Затем он может выпустить эквивалентный tBTC. Если пользователи хотят сделать обратное и обменять tBTC обратно на BTC, они должны пройти тот же процесс.
Одним из ограничивающих факторов для tBTC является высокий коэффициент залога, который подписывающие стороны должны поставить. Сейчас разработчики tBTC работают над решением, позволяющим снизить размер необходимого обеспечения. Эта проблема будет сохраняться до тех пор, пока не появится какая-либо форма надежного протокола связи.
Интероперабельность в Cosmos
Протокол Cosmos IBC работает совсем по-другому. Это внутренний мост для блокчейнов в экосистеме Cosmos — Интернет суверенных блокчейнов (называемых зонами), сосредоточенных вокруг цепочки хабов, основная функция которых состоит в облегчении связи между зонами. IBC гарантирует, что все реестры, поддерживаемые в сети, могут активно взаимодействовать друг с другом. Больше информации про этот блокчейн можно узнать на Github проекта.
Cosmos IBC использует ретранслируемые SPV (Simple Payment Verifications) для поддержания соединения между зонами. Для связи с другой зоной блокчейн, отправляющий данные, должен зафиксировать некоторое состояние по определенному пути, выделенному для определенного типа сообщения и пункта назначения. Затем процесс ретранслятора отслеживает обновления на этих путях и ретранслирует сообщения, отправляя данные, хранящиеся по пути, и подтверждение этих данных в коррелирующий блокчейн.
Путь токенов через IBC:
1) Токены в блокчейне A блокируются на условном депонировании модулем IBC. Создается исходящий пакет, содержащий отправителя, получателя и сумму.
2) Пакет получен в блокчейне B. В случае проверки новые токены того же количества отчеканены и переданы получателю в блокчейне B.
3) Модуль IBC блокчейна B создает исходящий пакет для подтверждения передачи токенов.
4) Пакет получен в блокчейне A, и передача завершена.
Главный стимул для IBC заключается в том, что он позволяет блокчейнам обмениваться данными друг с другом без необходимости доверия — trustless.
Единственное ограничение заключается в том, что блокчейны должны быть построены поверх сети Cosmos, чтобы общаться через Cosmos IBC.
Мост Cosmos Gravity передает токены и данные между Ethereum и Cosmos. Мост состоит из четырех частей:
- Gravity.sol — это смарт-контракт на ETH для обновления корней Меркла в сети Cosmos. Безопасность, управляемая валидатором, установленным в Cosmos, зависит от безопасности PoS, реализованного в цепочке Cosmos.
- Модуля Gravity, который реализован в блокчейне Cosmos и работает вместе с валидаторами. Он отвечает за чеканку токенов.
- Оркестратора, который работает вместе с модулем Gravity. Валидаторы необходимы для запуска полного узла ETH, который оркестратор использует для прослушивания событий от Gravity.sol и трансляции их в Cosmos.
- Ретрансляторов (relayers), которые работают с пакетной обработкой транзакций, чтобы сэкономить газ на обмен токенов Cosmos/Eth. Пакетирование транзакций осуществляется набором ретрансляторов, которые отправляют пакет на Gravity.sol.
Этот мост использует почти ту же модель Relayed SPV, что и IBC. Большая разница в том, что Gravity использует смарт-контракт Ethereum с основной функцией для блокировки токенов ERC-20 на Ethereum, которые будут чеканиться на Cosmos. Если пользователь хочет перенести свои токены из Cosmos обратно в Ethereum, смарт-контракт освободит заблокированные токены и отправит их на соответствующий адрес. Хотя Gravity соединяет два огромных мира, Ethereum и Cosmos, мост ограничен только этими двумя блокчейнами.
Интероперабельность в Polkadot
Polkadot — релейный блокчейн-проект, в котором блокчейнам не нужны собственнные валидаторы, чтобы поддерживать работу сети. Блоки валидируются майнерами Polkadot, а проекты будут берут парачейн в аренду. Парачейны тут можно рассматривать в качестве клиентов основного релейного блокчейна для безопасности координации блокчейнов.
Polkadot также позволяет парачейнам и внешним сетям, таким как Биткоин или Ethereum, взаимодействовать через мосты. Мосты Polkadot могут быть спроектированы разными способами и могут состоять из различных конфигураций блокчейнов, смарт-контрактов и так называемых модулей времени выполнения. Это настраиваемые компоненты блокчейнов для разработки совместимых с Polkadot блокчейнов с фреймворком Substrateblockchain.
Дизайн Polkadot также позволит соединить две внешние сети. Например, Polkadot может разрешить передачу биткоинов (BTC) в Ethereum децентрализованным образом. Мост, работающий как парачейн на Polkadot, может иметь коллаторы, отслеживающие и преобразующие информацию между блокчейном ретрансляций Polkadot и внешним блокчейном, например, Биткоином. Другой мост парачейнов может работать таким же образом с другой цепочкой, например, Ethereum. Используя межсетевой обмен сообщениями (XCMP) между двумя мостами в экосистеме Polkadot, можно создать настраиваемый пользовательский интерфейс для взаимодействия с этими мостами. Таким образом, пользователь может использовать свои BTC для участия в смарт-контракте децентрализованного финансирования (DeFi) на Ethereum через Polkadot.
interBTC — проект, который позволит использовать Биткоины в других сетях. Протокол размещен как парачейн Polkadot и может быть легко использован в Ethereum, Cosmos, Kusama и других сетях с помощью технологии взаимодействия Polkadot.
Также в разработке находится протокол BTC Parachain. Он позволяет создавать PolkaBTC, взаимозаменяемый токен, который представляет Биткоин в экосистеме Polkadot.
Интероперабельность в Solana
Solana, возможно, сегодня является самым сильным соперником доминирующего положения Ethereum с точки зрения разработки мостов. Solana быстрее и дешевле, чем Avalanche, время блока составляет около полсекунды. Те, кто хочет отправить токены ERC-20 в Solana, могут использовать два основных моста: Sollet и Wormhole. Токены, отправляемые из Ethereum в Solana, упаковываются и чеканятся в соответствии со стандартом токенов SPL через Wormhole и Sollet, что позволяет использовать их в dApps Solana.
Wormhole — самый популярный из двух мостов. В отличие от Sollet, он позволяет пользователям передавать токены NFT, независимо от того, были ли они отчеканены как токен ERC-721 на Ethereum или как токен SPL на Solana. В то время как два моста взимают менее цента за одну кросс-цепную транзакцию, плата за газ Ethereum значительно выше.
В дополнение к Sollet и Wormhole было запущено решение для мультиблокчейного моста под названием Allbridge. Используя пулы ликвидности, содержащие более $1,5 млрд заблокированной стоимости, Allbridge позволяет переводить токены в Solana из Ethereum и других блокчейнов, таких как Binance Smart Chain, Avalanche и т.д.
Интероперабельность в Near
Мы уже говорили про мост Rainbow здесь. Он соединяет Ethereum с сетью NEAR и позволяет активам свободно перемещаться между двумя блокчейнами, чтобы пользователи могли подключать любой токен ERC-20 к NEAR. NEAR позволяет воспользоваться преимуществами низкой платы за газ, при этом сохраняя высокую скорость работы и возможности смарт-контрактов Ethereum.
Мост Rainbow использует ретрансляторы без необходимости доверия (trustless relays) для соединения NEAR и Ethereum, при этом требуя PoW для проверки транзакции. Мост также использует легкий клиент Ethereum на стороне NEAR, позволяя любому отправлять транзакции, которые могут быть проверены в блокчейне. Этот клиент EthOnNear использует DAG, которые предварительно вычисляются, чтобы сделать Ethash (алгоритм жесткого хеширования пространства) жизнеспособным в блокчейне на NEAR.
Rainbow использует оптимистичные доказательства мошенничества, чтобы избежать проведения дорогостоящей проверки подписи Ed25519 на стороне Ethereum. Ретрансляторы должны связать некоторое количество ETH со своим хедером, либо сожженным, либо востребованным субъектом, который отправляет действительное доказательство в течение некоторого окна вызова. Связи должно хватить, чтобы покрыть газ, необходимый для вызова. По истечении окна подпись считается действительной. Но в этом нет необходимости, если добавлен прекомпилятор Eth Ed25519 (EIP-665).
Rainbow хранит хедеры семь дней на стороне NEAR. Любой субъект должен завершить перевод из Eth в NEAR в течение семи дней, иначе он может потерять активы.
Интероперабельность в Ethereum
Ethereum — это огромное количество команд-разработчиков, миллионы пользователей и разработанная блокчейн-экосистема с dApps и DEXs. Практически все мосты совместимы с этой сетью. В основном, они позволяют пользователям Ethereum переносить токены ERC-20 в другие сети.
Мосты Ethereum предлагают способ отправки активов в EVM-совместимые сети, такие как Binance Smart Chain, Avalanche и Fantom, а также в несовместимые с EVM сети, такие как Solana и Terra. Решения и боковые цепи Ethereum Layer 2 также могут взаимодействовать с Ethereum через несколько мостов.
При переносе собственных активов Ethereum в цепочку, не совместимую с EVM, такую как Solana, мост, соединяющий две сети, использует два разных адреса кошелька и стандарты токенов. Это означает, что пользователям необходимо подключить кошелек, совместимый с Ethereum и Solana, например MetaMask и Phantom. Отправка средств в сеть, совместимую с EVM, — более простой процесс; пользователи могут подключаться через кошелек на основе Ethereum, например только MetaMask.
Механизм Optimistic rollups представляет собой оффчейн-протоколы,правляемые внутрисетевым контрактом Ethereum, что позволяет проводить более дешевые и быстрые транзакции, чем в основной сети Ethereum. Двумя ведущими механизмами тут являются Optimism и Arbitrum, совокупная TVL которых превышает 2,5 миллиарда. Популярность решений Layer 2 резко возросла, поскольку появилось множество проектов DeFi, таких как Uniswap и Sushi.
Один из самых популярных протоколов, позволяющих переместить токены Ethereum из L1 в L2 — инструмент Arbitrum One Bridge. Для вывода средств в основную сеть понадобится семь дней. Это один из главных недостатков решений второго уровня на базе Optimistic rollups. Другие похожие проекты на Ethereum: xPollinate, Hop.Exchange, Synapse Bridge, инструмент Mosaic и AnySwap.
Cyber Academy — образовательная платформа для блокчейн-разработчиков. Присоединяйтесь к нам ✨
Анонсы | Website | Twitter | Телеграм-чат | GitHub | Facebook | Linkedin
