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IBC跨链协议:章鱼网络 边界智能 NEAR Protocol彩虹桥 @刘毅@严澎屹@胡智威

9月1日,在算力智库主办的思想圆桌 Slibrary's Roundtalk「Bull is here, What’s next? Cross chain to Web 3.0」,邀请到了章鱼网络创始人刘毅、边界智能研究院院长胡智威和 NEAR Protocol 亚洲工程负责人严澎屹,讨论跨链的过去和未来。

章鱼网络:为 Substrate 应用链提供完整全面的跨链互操作能力

边界智能研究院:专注在 Cosmos 生态跨链技术

NEAR Protocol:NEAR彩虹桥是第一个无信任以太坊跨链桥

 Part 1 
2021年跨链发生了什么变化?
 

章鱼网络-刘毅

今年 IBC 协议的上线将会对跨链产生很大影响,我认为 IBC 是跨链协议的黄金标准。IBC 可以将应用层( application layer )从传输层和网络层( TAO,transport,authorization,organization )中剥离出来。 IBC  定义了数据是如何跨链被发送和接收,其简洁性和灵活性堪称区块链的 TCP/IP 协议。
跨链通信协议  IBC  是一个可靠且安全的模块间通信(互操作性)协议,可以实现数据的跨链可靠传输、验证和排序。应用场景包括跨链资产转移,原子交易,多链智能合约(基于或无需互通虚拟机)以及数据和代码多种形式的分片。
2019年初,我们就开始专注在跨链技术之上,与 Cosmos 、边界智能都有合作,也拿到 Cosmos 生态基金会 ICF 的资助,在 Substrate 上实现 IBC 协议。但是那时有很多人认为比特币和以太坊就是加密世界的全部,所以跨链没有必要,最多有个桥连接比特币和以太坊就够了。
随着时间推移,越来越多人意识到,单一公链不可能为所有的应用场景都做到最优。未来至少会有几个主要的公链生态,不同领域、不同特点的项目会选择适合自己的公链生态进行研发和构建。
2020年4月,章鱼网络提交的 GRANDPA Client 提案成为 IBC 跨链通信标准,编号为 ICS10 。GRANDPA ( GHOST-based Recursive ANcestor Deriving Prefix Agreement ) 是 Polkadot 中继链共识算法的最终性器件,并被众多Substrate 应用链采用。ICS10 定义了 GRANDPA 区块链与其他区块链的交互,是实现异构跨链的基础。
https://github.com/cosmos/ics/tree/master/spec/ics-010-grandpa-client
除了参与协议制定,我们已经开发出 Substrate IBC 模块,以及 Demo、CLI 等辅助工具,全部代码开源。
https://github.com/octopus-network/substrate-ibc
 
如今跨链已经开始走向大范围应用。Defi 是当前最大的应用领域,我们看到跨链和 Defi 已经有很好的结合,包括跨链的交易、借贷甚至衍生品市场。这些应用场景是有实际需求的,并且也吸引到了大量的用户,这说明跨链已经进入了大规模应用落地的阶段。
 
 

边界智能-胡智威:

我觉得最重大的进展也是 IBC 协议上线。 IBC 协议将帮助众多区块链实现互连,让 Token 可以自由移动,甚至可以实现应用之间的跨链交互。
IBC 除了支持与基于 Tendermint 的链,也支持异构链的跨链通信。不过在这些异构链上具体实现 IBC 协议的方式会各有不同。例如,以太坊与 IBC 模型中的定义相比有点不太一样,因为 PoW 的非确定性共识模型等。这正是 Gravity Bridg  现在正在做的事情。前几天,有公告宣布比特币也可以跨链到 Cosmos,这让我非常期待。
 
除此之外,刘毅老师也提到过,今年有很多的EVM兼容链。其中一些链还对于启用IBC 协议会存在一些困难。因为 IBC 协议为了最大化的兼容,设计了很多层的协议,这对于不同的链来全部实现可能会有点困难。
8 月 24 日,边界智能发布了精简 IBC 协议( Terse IBC,以下简称 TIBC )的 Pre-release v0.1.0 版本。TIBC 对 IBC 跨链通信协议进行一定的简化,以便快速对接异构链,同时增加跨链 NFT、跨链智能合约调用等增强功能。
https://github.com/bianjieai/tibc-relayer-go/releases/tag/v0.1.0

NEAR-严澎屹:

NEAR Protocol 的彩虹桥是一个真正无需信任、无需许可,并且通用的产品。这意味着任何人无需其他任何人的批准,都可以部署、使用,或者加入现有桥的维护,你只需要相信合约和代码就够了。
彩虹桥在技术上很有趣:不仅支持资产的转让和交易,也可以传输信息。比如说,我们想在 NEAR Protocol 上做一个 DAO ,你可以从以太坊上获取余额,然后在NEAR 的 DAO 上提案或者投票。
桥的本质是去中心化和易扩展性,所以跨链桥其实可以实现很多功能。
 Part 2 
如何平衡区块链的不可能三角

章鱼网络-刘毅

区块链的不可能三角就是「单一公链不可能为所有的应用场景都做到最优」的根本原因。去中心化、安全和高性能构成了区块链的“不可能三角”,事实上这是一个非常好的区块链设计思维框架。一个好的链是需要权衡的,每一个链都会根据自己的应用场景去设计,不可能做到适合所有的应用场景。
 
比如一个 1,000 TPS 的 BFT 共识的链,有不同类型、不同经济价值的应用程序在使用,就需要互相去竞争。一个链游和一个 DeFi 去竞争,哪怕只竞争区区5个TPS,也可能导致手续费上涨到几千美元甚至更多。这明显不是一个好的解决方案。
 
我们对标现实世界,如果你想建一个工厂,你不会选在曼哈顿或者浦东,你会选择租金便宜、交通便利的地方。
 
回到加密领域来说,也是同样的道理。金融类产品占据着头部主链,这就是加密世界的金融中心。如果你想做一款链上游戏,最优的选择是定制一条链,并且通过跨链桥能和其他公链进行交易。这和在郊区建厂然后在交易所里交易工厂的股票是一样的逻辑。
 
在加密世界里,将有上千或者更多的应用场景会定制自己的应用链,章鱼网络就是为此而生。本质上章鱼网络就是枢纽,通过章鱼的跨链桥去链接不同特性的链,为不同的 Web3.0 应用创新提供基础设施服务。
 
 

边界智能-胡智威:

IBC 协议通过让链之间互相传递信息,可以说是重新定义了区块链互联网,定义了区块链跨链应该具备的功能。IBC协议让不同的链互连,允许他们的链上资产自由移动,甚至可以与其他的应用程序交互,并且不是必须要通过 Cosmos Hub 。

现在IBC也已经在内置在 Cosmos 的 SDK 里, Cosmos 里的区块链都可以通过升级来兼容 IBC 协议。像使用者广泛的 Terra ,预计就是今年9月初升级兼容 IBC 。

 

NEAR-严澎屹:

对于用户来说,我们希望用户体验尽可能的简单直接。比如说 NEAR 跨链到以太坊的彩虹桥,用户可以在网页上登陆 metamsk 的账号,就能直接领取一个 NEAR 账户,从而把资产从 NEAR 转到以太坊的钱包里。

不仅如此,彩虹桥的设计考虑了多种跨链的应用场景,不仅支持转移ERC20的Token ,还支持交易 NFT,以及传输存储在合约上的信息,例如合约的状态或更改等。我们让任何在 NEAR 上可以通过加密手段证明的信息,在以太坊合约中也是可用的(反之亦然),包括阅读另一条链上的合约状态,以及调用在另一条链上的合约方法,并收到回调。这意味着用户可以用他们的 ETH 余额在 NEAR 的 DAO 投票,而不需要在以太坊上发送交易。同样的 NEAR 的区块头会在以太坊上基于solidity 的智能合约进行验证。
 
彩虹桥从一开始就是为了更多的跨链场景而设计,因为 NEAR 的分片技术可以支持不同的应用场景,比如章鱼网络就提出了应用链的星辰大海,让链服务于应用程序,结合彩虹桥,我们将看到越来越多的应用场景出现。
 
 
 Part 3 
明年跨链的趋势会是怎样的呢?

 

边界智能-胡智威:

IBC 协议现在可以让到 Token 自由地转移在不同的区块链上。但我期待的是在应用层的更多创新,比如刘老师聊到的调用另一条合约的信息。希望能通过 IBC 协议的底层提供更多通用的应用程序的跨链,而这种交互也许可以产生更多的合力,产生不同链之间的可组合性。章鱼网络这种应用专有链+跨链的方向可能会真正影响生态和行业。

 

章鱼网络-刘毅

我们在聊跨链的时候,最难的事情不仅仅是开发一个去中心化的跨链桥,其实还包括跨链效益和应用场景。
 
比如针对跨链到以太坊 GAS 费非常高的问题,今年已经有了一些有趣的进展。我们可以将桥分为两类:「基于信任的跨链桥」和「无信任的跨链桥」。
  • 基于信任的跨链桥,需要预先注册的检查人来执行。
    刚更新为 Avalanche Bridge (AB)的Avalanche 的跨链桥是一种新的模式:见证人通过 MPC,也就是多方安全计算,生成私钥片段用于签署门限签名,这把跨链交易变成了一个普通交易,非常经济有效。同时他们使用一些TEE技术来证明私钥生成过程是合法的。
  • 无信任的跨链桥,其中 NEAR 的彩虹桥是第一个上线的无信任以太坊跨链桥,Cosmos 的 Gravity Bridge 是第二个。
    这两个桥做出了非常有趣的设计选择。我认为Cosmos 跨链桥的主要优势在于,从 Cosmos 转账回以太坊,不需要等待 16 个小时,因为桥可以验证所有签名,但成本仍然很高。
    NEAR 的彩虹桥也有着相对的升级计划,但是前提是需要在共识层加入一个小组件,来生成和收集可以在以太坊上可以直接验证的 ECDSA-256K1 签名。
    我还和Illia探讨过另一种可能性:在彩虹桥里内嵌一个机制去生成生 ECD -SA 签名。如果这个能够实现的话,我们就不需要等 16 个小时了。
对于未来的话我还是希望到看到更具成本效益的桥。
 
另外,我和 NEAR 的创始人 Illia 从圣诞节就在讨论 NEAR  和  Cosmos 的跨链。由于 NEAR 和 Cosmos 都有可靠、高效的轻客户端,我们预期将有一个基于 IBC 协议的 Cosmos-NEAR 跨链桥,这件事情应该在1年内就能完成。

NEAR-严澎屹:

NAER跨到以太坊需要16个小时,主要受限于以太坊交易速度的限制。预计在今年第四季度NEAR会有一次非常重要的升级:结合 secp256k1 签名算法, NEAR 的彩虹桥可以非常快地进行区块头的验证。可以将 NEAR 转账到以太坊的时间从 16 小时减少到 10 分钟,甚至最短 6 分钟。
另一方面,我知道 Octopus Network 已经和 Cosmos 搭桥,主要是通过Octopus 的 Relayer。这是 NEAR Protocol 可以和章鱼网络一起做的事情,不仅将资产从章鱼带到 Cosmos,也可以考虑使智能合同可互操作的可能性。
章鱼网络正在以非常低的成本和非常强的可用性,为应用链构建坚实的基础。随着章鱼网络跨链桥的推出,我们非常期待与 NEAR Protocol 的跨链互操作,这将带来很多创新和全新的案例。
 

章鱼网络-刘毅

章鱼网络的跨链桥非常令人兴奋,为了让章鱼网络和 NEAR 直接通信,我和 Illia  讨论了很多好玩的方式:比如一个应用程序可以在 NEAR 上先启动智能合同,如果他们想拥有自己的链的话,可以无缝衔接到章鱼网络,所有智能合约之间的通信将直接有桥来承接,这是一个非常酷的想法。同时一个应用也可以从章鱼网络上迁移到 NEAR 的链上。
这意味着章鱼网络和 NEAR 链是完全兼容的。Web3.0 应用只需要专注于自己的业务逻辑和自己的资产本身。如果这座桥是足够强大的,也可以直接在 NEAR 链上操作,这可能是我们以后发展的方向。
 
我们一直在努力开发的Substrate IBC是非常重要的。这个关键组件 Substrate IBC 将为 Substrate 链提供更多跨链选项,他们可以加入 Cosmos 生态系统,或者他们可以加入章鱼网络,也可以继续在 Polkadot  生态。但无论哪种方式,他们都可以通过 IBC 协议与其他链互联。
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官网:https://oct.network
文档:https://docs.oct.network
Github:https://github.com/octopus-network
Email:hi@oct.network
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Medium:https://medium.com/oct-network
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章鱼网络OctopusNetwor
赋能应用链,开启Web3.0

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