区块链:理解跨链桥安全性的关键:跨链通信的权衡取舍_DAP

如果说我在过去几年中明白了一个道理,那就是:一个同步的区块空间无法满足链上所有应用的需求。

在2018年时这一情况还不那么明显。而去年夏季DeFi的爆发以及进年夏天的NFT行情证明了一个事实,即存在很多应用的设计空间。而今年非以太坊的?第1层?公链的兴起,进一步证明了区块空间的需求非常高。

考虑到我们可能生活在一个多链世界中,不同链上的应用希望彼此跨链通信,因此充分了解各条链之间如何跨链工作,是很有价值的信息。我想从一个抽象的角度探索这一问题,不针对具体项目展开。

在这篇文章中,我想研究这些系统中固有的特定权衡。认真反思的话,这种权衡取舍会很明显。

我也是站在巨人的肩膀上讨论这一问题;伦敦帝国理工学院的博士生AlexeiZamyatin等人在一篇?优秀的论文?中详细阐述了这一点。我的目标是在该论文的核心论调后面添加一些颜色。

前SEC主席:Gary Gensle观点明显偏离了对政府职能的理解:金色财经报道,前SEC主席Jay Clayton表示,美国现任SEC主席Gary Gensle观点明显偏离了对政府职能的理解。除非政府确信自己会获胜,否则政府不应采取法律行动。Gemini交易所联合创始人Cameron Winklevoss同意这一观点,他称Gensler的行为完全滥用权力。[2023/6/30 22:10:15]

用论文作者的话来说,权衡就是,缺少以下两点中的任何一点,就无法进行跨链通信:

可信第三方(TTP)

或者超越异步的同步假设

它们之间的关系很基本且非常直观的,但需要深入研究一些术语。我希望在这里可以清楚地对直觉予以阐明。

声音 | 瑞士加密货币银行SEBA高管:需要一个加密银行让人们理解区块链在银行部门的用例:据消息,瑞士加密货币银行SEBA托管存储和交易银行业务负责人Phil Dettwiler表示,比特币确实是一个投资机会,鉴于其估值不断上升,他强调了比特币作为价值储存工具的资格。而Dettwiler被问及为什么在使用比特币不需要银行的情况下甚至需要加密银行时,他表示,需要一个加密银行来让人们理解区块链在银行部门的用例。Phil Dettwiler说:“纯粹的比特币最大化主义者可能永远不会进入一家银行,但看看区块链的三难困境:分散、可扩展性和安全性……我确实认为,为了增加安全,我正在减少一些权力下放,这是值得的,特别是在带来便利的同时。”[2020/2/15]

理论上的合理性

让我们简单讲一下同步假设——它们是用于思考分布式系统中通信的通用框架,且以难以理解而著称。

声音 | 联通尹正军:区块链底层技术等可以理解为数字经济的底层框架:金色财经报道,12月12日,区块链与数字经济高峰论坛暨2019第八届中关村大数据日上,联通大数据有限公司高级架构师尹正军演讲表示,区块链底层技术、P2P通信网络、大规模更高效的分布式存储计算技术、密码学等可以理解为数字经济的底层框架。数字经济类似于智慧城市,需要有一套科学、合理的度量标准。参考工信部的评价办法,数字经济分为基础指标和前瞻性指标,前瞻性指标包括5G、物联网、区块链等。[2019/12/14]

将分布式系统视为一种消息传递协议,尽管通信基础设施中出现故障或恶意对手,它仍需要工作,然后,我们可以定义在系统停止工作之前这些故障的严重程度。这正是同步假设的目标。

另一方面,在「异步」假设下运行的系统,默认假设网络/对手可能将消息延迟任何时间。

声音 | 孟岩:以数权为框架理解产业区块链:今日在《产业区块链的破局之路》暨《2019腾讯区块链白皮书》发布会上,数字资产研究院副院长孟岩发表了题为《从物权到数权:产业区块链的思考与实践》的主题发言。他表示,数权是凭借可信数字证据请求其他利益主体依据约定采取行动的权力,我们应该以数权为框架理解产业区块链。[2019/10/19]

后者网络更强大。就是说,一个系统可以更好地处理环境带入的不确定性。还有一些「中间地带」假设,通常称为「部分同步」,但在这里没有必要定义。

这与跨链通信有什么关系?好吧,上述论文表明,如果你有一个实现异步跨链通信的系统,你可以用它来解决一个叫做「公平交换」的老问题。

我们从一篇?更老的论文?中了解到,没有可信第三方就不可能进行异步公平交换。

BM:对代理如何运作和“dApp开发者”如何计费的理解可能需要调整:北京时间今日凌晨,BM在开发者群发表对代理如何运作和“dApp开发者”如何计费的理解:

??1)所有CPU/带宽都是“执行操作的用户”;

??2)所有存储都按照dApp的选择向用户或dApp付费;

??3)dApp开发人员希望授权用户将带宽委托给用户;

??4)授权带宽理论上可以用于任何dApp。

现在想象一下,你是一个社交媒体公司,希望为用户提供免费账户。用户在您的网站上注册,您为他们创建一个区块链账户,然后将一些带宽委托给他们。您的应用可以选择为每个授权用户支付有限的存储空间,这使他们能够在他们需要携带自己的存储空间之前,拥有N份杰出的帖子和V张投票。如果您的应用不想为用户支付存储费用,则该应用可能完全是BYOS(注:Bring your own storage,使用你自己的存储)和BYOB(注:Bring your own Bandwith,使用你自己的带宽)应用。如果用户不继续他们的订阅或停止使用您的服务,那么您可以将带宽重新分配给其他用户。[2018/4/30]

因此,没有可信第三方就不可能进行异步跨链通信。我们只能通过对系统进行更严格的同步假设,来放弃对可信第三方的需求。

理论->现实

到目前为止,这一切都只是停留在理论的纸面上。让我们谈谈真正的系统。从上一节中,我们知道要在两个链之间传递消息,要么:

无法假设一个完全异步的系统

或需要一个可信第三方

这里到底需要怎样的权衡取舍?将需要可信第三方的系统与需要更强同步假设的系统进行比较,可能会有所帮助。

可信第三方似乎很好理解。可信第三方只是存在于两条链之间的「低安全性/去中心化」中间人。而它们桥接的两条链依赖于与两条链无关的一个验证人集,这类跨链系统就是一个例子。

更强的同步假设表现为重试逻辑或超时之类。哈希时间锁定合约(HTLC)是一个说明性示例。几年前,HTLC被认为是跨链通信的重要原语。在HTLC中,更强的同步假设表现为必要的重试逻辑或?自由选项问题。

在上一节中,我指出具有最小同步假设的系统更擅长处理环境中的不确定性。在HTLC之类的情况下,如果有强大的经济动机使通信失败,则通信可能就会失败。就像做市商想要阻止或延迟价值转移,因为他们在两条链上都持有部分资产。

环境中足够强大的经济激励可能会使通信出现故障。

最后一点对于需要可信第三方的系统来说是正确的!在这种情况下,需要信任可信第三方有足够经济激励来维护「桥」的完整性。不同之处在于阻止通信的经济动机具体如何表达。

我相信这里有一种自然的二元性。您要么必须信任安全性较低的「中间人」,要么需要信任通信不会中断。

如果跨链通信引入了利润足够多的矿工可提取价值,无论上述两种情况的哪一种,通信都可能失败!要么是因为可信第三方腐败,要么是有足够大的做市商让它失败。

实例

现代跨链通信系统在这种权衡取舍中会如何分布?有?更好的文章?对所有系统进行了分类,我在本文中只展示几个说明性的例子。

Connext的nxtp?是跨链系统的经典例子,它增加了更强的同步假设。一旦用户完成与路由器的协商,就会有一个两阶段的准备/完成机制来完成「桥」两端的适当交易。如果通信未在超时内发生,则它不会发生。

另一方面,Solana?和以太坊之间的?虫洞桥引入了可信第三方。两条链之间存在的「监护人」验证器集需要对转移进行2/3多数证明,才能对交易放行。如果验证器集合已损坏或集体表决不希望传输通过,转移则不会发生。

需要强调的一件事是,这两种方法都不具备绝对的优势。权衡任一方的系统都会在营销材料宣称他们正在做出「正确」的权衡,但如前所述,两种权衡都意味着这些系统存在可能失败的方式。

还有一些系统使其中一种权衡显得不那么明显。我最喜欢的例子是用于快速提款的?OptimismDAI桥。这里的可信第三方是?Maker?DAO本身!用户要求DAO提供DAI流动性,从而为提议的fDAI资产提供完整性保障。

将DAO视为可信第三方有点奇怪,但如果我们认为任何安全性弱于链通信的东西都是「可信的」,那么DAO可以满足这个目的!我个人很高兴看到更多DAO扮演可信第三方的角色,以促进跨链通信。

任重道远

未来看起来是属于多链的世界,促进链之间的交流,那些做好准备的人将迎来真正的机会。对于我们使用这些新系统的人来说,了解他们正在做出的权衡很重要。

在这篇文章中,我研究了增强同步假设和可信第三方之间的一个基本权衡。链之间的界限对我来说非常有趣,所以我将在未来深入研究其中的其他因素。

如果您对这些内容感兴趣,请随时与我们联系!我喜欢更深入地探索未知。

撰文:LakshmanSankar,就职于以太坊基金会,从事生态开发和研究编译:PerryWang

感谢与?AlexObadia?和?VaibhavChellani?的对话,对本文有很大启发,并感谢他们两人对本文内容编辑的贡献。

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