Μια σύντομη ιστορία του Cross-Chain: Explaining Nine Different Cross-Chain Solutions

Οι λύσεις cross-chain ήταν το πιο πολυσυζητημένο θέμα τον περασμένο χρόνο. Με την άνοδο των υποδομών δημόσιων αλυσίδων, υπήρξε τεράστιο ενδιαφέρον για το πώς μιλούν και επικοινωνούν διαφορετικές αλυσίδες. Λύσεις έχουν προταθεί και εφαρμοστεί, αλλά καμία από αυτές δεν λύνει τα θεμελιώδη προβλήματα χωρίς δραστικές ανταλλαγές. Τώρα εξετάζουμε τις διαφορετικές προσεγγίσεις διασταυρούμενης αλυσίδας και αποκαλύπτουμε γιατί και πώς θα διαμορφώσουν το μέλλον της υποδομής διασταυρούμενης αλυσίδας.

Αρχικά, ας συζητήσουμε τι είναι η τεχνολογία cross-chain και γιατί χρειάζεται. Λόγος χρήσης: οι αλυσίδες είναι ετερογενείς και απαιτούν από τους προγραμματιστές σημαντικό χρόνο για να παρακολουθούν τις διαφορές και τις προκλήσεις κατά τη μετακίνηση στοιχείων. Οι γέφυρες είναι λιγότερο ασφαλείς και δεν μπορούν να είναι 100% αξιόπιστες, επειδή συνήθως ανήκουν στις ομάδες έργου blockchain και είναι εξαιρετικά συγκεντρωτικές (ακατάστατες χωρίς συντονισμό από κάθε ομάδα). Ο στόχος του blockchain layer-1 είναι η τυποποίηση, αλλά η κατάτμηση των αλυσίδων layer-1 οδηγεί στην ανάγκη ενός στρώματος υποδομής cross-chain που βρίσκεται ακόμη και κάτω από τα layer-1s.

Η ιστορία των μηχανισμών διασταυρούμενης αλυσίδας πρέπει να σχεδιαστεί και να συγκριθεί για να κατανοηθούν οι λύσεις διασταυρούμενης αλυσίδας και να συγκριθούν οι διαφορές και τα χαρακτηριστικά τους.

Χειροκίνητη Μεταφορά

 
Η πρώτη λύση διασταυρούμενης αλυσίδας είναι η μη αυτόματη μεταφορά περιουσιακών στοιχείων. Η διαδικασία ξεκινά με τη μεταφορά στοιχείων ενεργητικού από τον χρήστη σε ένα συγκεκριμένο πορτοφόλι στην αλυσίδα Α και μια κεντρική οντότητα παρακολουθεί το πορτοφόλι για μεταφορές και τα καταγράφει στο Excel. Στη συνέχεια, μετά από ένα πεπερασμένο χρονικό διάστημα (συνήθως για σκοπούς παρακολούθησης), η οντότητα πιστώνει τα περιουσιακά στοιχεία στην αλυσίδα Β κατά την επαλήθευση. Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η ευκολία εφαρμογής, αλλά είναι επιρρεπής σε ανθρώπινα λάθη και έχει εγγύηση πολύ χαμηλής ασφάλειας. Δεν υπάρχει επίσης αποκέντρωση σε αυτή την προσέγγιση.

Ημιαυτόματη Μεταφορά

Η επόμενη επανάληψη βελτιώνεται με τη μεταφορά στοιχείων ενεργητικού από τον χρήστη σε ένα συγκεκριμένο πορτοφόλι ή/και έξυπνο συμβόλαιο στην αλυσίδα Α. Στη συνέχεια, ένα κεντρικό πρόγραμμα παρακολουθεί τη διεύθυνση για μεταφορές. Ένα τέτοιο πρόγραμμα στέλνει αυτόματα στοιχεία ενεργητικού στην αλυσίδα Β κατά την επαλήθευση. Το θετικό εξακολουθεί να είναι η ευκολία υλοποίησης χωρίς υπερβολική πολυπλοκότητα ή κωδικοποίηση και οι εγγραφές μπορούν να διατηρηθούν στην αλυσίδα αντί για τοπικά. Το μειονέκτημα είναι ότι το κεντρικό πρόγραμμα μπορεί να παρουσιάζει σφάλματα ή να παρουσιάζει δυσλειτουργία. Ο κεντρικός πιστωτικός λογαριασμός μπορεί επίσης να εξαντληθεί. Η εγγύηση ασφάλειας είναι επίσης χαμηλή και δεν υπάρχει αποκέντρωση.

Κεντρική ανταλλαγή

Όταν οι απλές λύσεις cross-chain δεν είναι επεκτάσιμες, οι κεντρικές ανταλλαγές ευδοκιμούν στις ανάγκες διασταυρούμενης αλυσίδας. Λειτουργούν βάζοντας τους χρήστες να μεταφέρουν περιουσιακά στοιχεία στο κεντρικό τους κέντρο και στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την «εσωτερική» ανταλλαγή της ανταλλαγής, μετατρέπουν τα «στοιχεία X» στην αλυσίδα Α σε «στοιχεία Υ» στην αλυσίδα Β μέσω της λογιστικής καταγραφής. Το πλεονέκτημα είναι προφανές – είναι η πιο εύκολη λύση στη χρήση – δεν απαιτείται κωδικοποίηση και υπάρχει υψηλή αξιοπιστία στις ανταλλαγές επιπέδου 1. Αλλά το πρόβλημα εκθέτει το αντίθετο μειονέκτημα - τον κεντρικό έλεγχο του πότε είναι διαθέσιμη κατάθεση/απόσυρση. Η κεντρική ανταλλαγή παρέχει υψηλή ασφάλεια με το μειονέκτημα της ελάχιστης αποκέντρωσης.

Κεντρική Γέφυρα

Η επόμενη πρόοδος βελτιώνεται έχοντας μια ξεχωριστή υποδομή για τη μεταφορά περιουσιακών στοιχείων μέσω αλυσίδων - μια γέφυρα. Μια κεντρική γέφυρα λειτουργεί με τη μεταφορά στοιχείων ενεργητικού από τον χρήστη και, στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τη δυνατότητα μεταφοράς της γέφυρας, ξεκινά τη μεταφορά στοιχείων X στην αλυσίδα Α στα στοιχεία Υ στην αλυσίδα Β. Ένας κεντρικός (ή ένα σύνολο) αναμεταδότη είναι υπεύθυνος για τη διαδικασία:

Κλειδώστε τα στοιχεία X στην αλυσίδα Α
Επαλήθευση
Περιουσιακά στοιχεία νομισματοκοπείου Υ στην αλυσίδα Β
Το πλεονέκτημα αυτής της γέφυρας είναι η πλήρως αυτόματη διαδικασία χωρίς καμία χειροκίνητη διακοπή. Και το μειονέκτημα εξακολουθεί να είναι ο κεντρικός έλεγχος του πότε είναι διαθέσιμη κατάθεση/απόσυρση. Επίσης, η γέφυρα μπορεί να πέσει ή να παραβιαστεί, με αποτέλεσμα να μην λειτουργεί κατά καιρούς. Άρα η ασφάλεια είναι μέτρια και δεν υπάρχει ακόμη αποκέντρωση.

Αποκεντρωμένη γέφυρα με MPC

Η επόμενη επανάληψη είναι η αποκέντρωση του μοντέλου επαλήθευσης αντί για μια κεντρική γέφυρα. Μια γέφυρα MPC (Multi-Party Computation) ξεκινά βάζοντας τους χρήστες να μεταφέρουν στοιχεία σε αυτήν. Χρησιμοποιώντας τη δυνατότητα μεταφοράς της γέφυρας, ξεκινά τη μεταφορά στοιχείων X στην αλυσίδα Α σε στοιχεία Υ στην αλυσίδα Β. Συνήθως υπάρχει ένα αποκεντρωμένο σύνολο αναμεταδοτών που είναι υπεύθυνο για τη διαδικασία:

Κλειδώστε τα στοιχεία X στην αλυσίδα Α χρησιμοποιώντας MPC
Επαλήθευση χρησιμοποιώντας MPC
Περιουσιακά στοιχεία νομισματοκοπείου Υ στην αλυσίδα Β χρησιμοποιώντας MPC
Το θετικό του MPC είναι η πλήρως αυτόματη διαδικασία χωρίς καμία χειροκίνητη διακοπή και οι κόμβοι ρελέ δεν χρειάζεται να είναι κεντρικοί. Το μειονέκτημα είναι το υψηλό υπολογιστικό και επικοινωνιακό κόστος του MPC. Επίσης, οι κόμβοι μπορεί να παραβιαστούν ή να δημιουργηθούν συμπαιγνία. Η ασφάλεια είναι μέτρια, ενώ η αποκέντρωση είναι επίσης μέτρια.

Γέφυρα Atomic Swap με HTLC

Μια άλλη κατηγορία γεφυρών προκύπτει ανάλογα με την τεχνολογία Atomic swap (Lightning Network). Λειτουργεί ως εξής: ο χρήστης μεταφέρει περιουσιακά στοιχεία σε μια γέφυρα ατομικής ανταλλαγής και, στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τη δυνατότητα μεταφοράς της γέφυρας, ξεκινά τη μεταφορά των περιουσιακών στοιχείων Χ στην αλυσίδα Α σε στοιχεία Υ στην αλυσίδα Β:

Δημιουργήστε ένα νέο συμβόλαιο HTLC – Hash Lock Timed
Καταθέστε περιουσιακά στοιχεία Χ σε σύμβαση στην αλυσίδα Α
Δημιουργήστε κλειδί κλειδώματος κατακερματισμού + κρυπτογράφηση ενός μυστικού για τελική ανάληψη εντός του χρόνου T στην αλυσίδα Β
Παρουσιάστε κρυπτογραφημένο μυστικό για σύμβαση στην αλυσίδα Β για απόσυρση περιουσιακών στοιχείων Υ
Ή έχει περάσει ο χρόνος T και ανακτήστε τα περιουσιακά στοιχεία Χ από τη σύμβαση στην αλυσίδα Α με το κρυπτογραφημένο μυστικό
Το σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι δεν υπάρχει κεντρικός κόμβος/διεργασία που να ελέγχει τη μεταφορά της γέφυρας. Και το μειονέκτημα είναι σχετικά κοινό – υψηλό κόστος ανάπτυξης HTLC και εκτέλεσης κλήσεων HTLC. Λόγω έλλειψης εμπιστοσύνης, η διατήρηση υψηλής ασφάλειας και η διαδρομή ελέγχου είναι δύσκολη. Η ασφάλεια αυτής της προσέγγισης είναι υψηλή και η αποκέντρωση είναι επίσης υψηλή, δεδομένων των παραπάνω μειονεκτημάτων.

Διαλειτουργικότητα πολλαπλής αλυσίδας με Light Client + Oracle

Μετά τις προσεγγίσεις της γέφυρας υψηλού κόστους, γεννιούνται περισσότερες εφαρμογές για τη μείωση αυτού του κόστους. Η τεχνολογία ελαφρού πελάτη έχει γίνει ο πιο πρόσφατος κανόνας για την απλούστευση των διασταυρούμενων επαληθεύσεων. Η διαδικασία έχει ως εξής:

Πρώτον, ο χρήστης μεταφέρει τα στοιχεία X σε ένα συμβόλαιο πρωτοκόλλου διαλειτουργικότητας πολλαπλής αλυσίδας στην αλυσίδα Α
Ένα μήνυμα μεταφοράς ορίζεται στη σύμβαση και λαμβάνεται από αποκεντρωμένους κόμβους αναμετάδοσης
Οι κόμβοι στέλνουν αποδείξεις στο συμβόλαιο του πρωτοκόλλου στην αλυσίδα Β
Οι ενημερώσεις κεφαλίδας αποκλεισμού (ελαφρός πελάτης) διαχειρίζονται το δίκτυο Oracle για να διασφαλιστεί η παράδοση και η εγκυρότητα
Ο χρήστης αποσύρει τα περιουσιακά στοιχεία Υ από τη σύμβαση του πρωτοκόλλου στην αλυσίδα Β κατά την επικύρωση
Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι δεν απαιτείται ενδιάμεσο διακριτικό ή αλυσίδα από τη μεταφορά έως την ολοκλήρωση. Η άμεση επιβεβαίωση είναι δυνατή μετά την ενημέρωση των κεφαλίδων μπλοκ. Τα μειονεκτήματα είναι 1) κίνδυνοι συμπαιγνίας από την Oracles, 2) λόγω έλλειψης εμπιστοσύνης, διατήρηση υψηλής ασφάλειας και η διαδρομή ελέγχου είναι δύσκολη. Η ασφάλεια αυτής της προσέγγισης είναι μέτρια, ενώ η αποκέντρωση είναι υψηλή.

Διαλειτουργικότητα πολλαπλής αλυσίδας με αλυσίδα ρελέ

Στα μαθήματα της προσέγγισης της Oracle, υπάρχει επίσης μια καθαρή λύση αλυσίδας αναμετάδοσης. Η διαδικασία είναι ελαφρώς διαφορετική:

Ο χρήστης μεταφέρει τα περιουσιακά στοιχεία X σε ένα συμβόλαιο πρωτοκόλλου διαλειτουργικότητας μεταξύ αλυσίδων στην αλυσίδα Α
Ένα μήνυμα μεταφοράς ορίζεται στη σύμβαση και λαμβάνεται από αποκεντρωμένους κόμβους αναμετάδοσης
Οι κόμβοι στέλνουν αποδείξεις στο συμβόλαιο της αλυσίδας ρελέ
Οι υποκείμενοι επικυρωτές αλυσίδας αναμετάδοσης χειρίζονται ενημερώσεις μπλοκ για να εξασφαλίσουν την παράδοση και την εγκυρότητα
Κατά την επικύρωση, οι κόμβοι αναμετάδοσης προωθούν το μήνυμα μεταφοράς στο συμβόλαιο του πρωτοκόλλου στην αλυσίδα Β
Ο χρήστης αποσύρει τα περιουσιακά στοιχεία Υ από τη σύμβαση του πρωτοκόλλου στην αλυσίδα Β
Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης έναντι της απλής λύσης Oracle είναι οι φθηνότερες χρεώσεις από τις αλυσίδες αναμετάδοσης που καταναλώνουν το μεγαλύτερο μέρος του κόστους. Η άμεση επιβεβαίωση είναι δυνατή μετά την ενημέρωση των μπλοκ, κάτι που είναι ζωτικής σημασίας για την επίλυση μεγαλύτερων χρόνων καθυστέρησης. Το πρόβλημα είναι ότι το ίδιο το πρωτόκολλο μπορεί να μην υποστηρίζει ένα οικοσύστημα με όλες τις αλυσίδες. Η ασφάλεια είναι υψηλή (εντός του οικοσυστήματος), και η αποκέντρωση είναι επίσης υψηλή.

Επίπεδο υποδομής διασταυρούμενης αλυσίδας με ελαφρύ πελάτη + αλυσίδα ρελέ

Η λύση επόμενης γενιάς επικεντρώνεται στο επίπεδο υποδομής cross-chain που λύνει όλα τα θεμελιώδη προβλήματα που αναφέρονται παραπάνω. Συνδυάζει την τεχνολογία ελαφρού πελάτη με μια αλυσίδα ρελέ για να ενσωματώσει όλες τις αλυσίδες:

Ο χρήστης μεταφέρει τα στοιχεία X σε ένα συμβόλαιο διαλειτουργικότητας ενός επιπέδου υποδομής διασταυρούμενης αλυσίδας στην αλυσίδα Α
Ένα μήνυμα μεταφοράς ορίζεται στη σύμβαση και λαμβάνεται από αποκεντρωμένους κόμβους αναμετάδοσης
Οι κόμβοι στέλνουν αποδείξεις στο συμβόλαιο διαλειτουργικότητας της αλυσίδας αναμετάδοσης
Οι ενημερώσεις της κεφαλίδας μπλοκ (ελαφρός πελάτης) αντιμετωπίζονται από αποκεντρωμένους κόμβους συντήρησης για να διασφαλιστεί η παράδοση και η εγκυρότητα
Μετά την επικύρωση, οι κόμβοι αναμετάδοσης προωθούν το μήνυμα μεταφοράς στο συμβόλαιο διαλειτουργικότητας στην αλυσίδα Β
Ο χρήστης αποσύρει τα περιουσιακά στοιχεία Υ από τη σύμβαση διαλειτουργικότητας στην αλυσίδα Β
Αυτή η λύση εξασφαλίζει διαλειτουργικότητα με πολύ φθηνές χρεώσεις λόγω υλοποίησης αλυσίδας ρελέ. Δίνει επίσης μια άμεση επιβεβαίωση μετά την ενημέρωση των κεφαλίδων μπλοκ. Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι η υψηλή πολυπλοκότητα της βελτιστοποίησης των light clients στην αλυσίδα ρελέ. Διεξάγοντας αρκετή έρευνα και μηχανική, αυτές οι βελτιστοποιήσεις θα πρέπει να υποστηρίζουν τα οφέλη που οι άλλοι δεν μπορούν να επιλύσουν. Η ασφάλεια είναι πολύ υψηλή και η αποκέντρωση είναι υψηλή.

Σχετικά με το πρωτόκολλο MAP

Από τις διασταυρούμενες λύσεις, δεν έχουμε ακόμη να δούμε κάποια που να λύνει όλα τα παραπάνω προβλήματα. Μέχρι να εφαρμοστεί το Πρωτόκολλο MAP. Μετά από 3 χρόνια σύνθετης έρευνας και ανάπτυξης, το Πρωτόκολλο MAP πέτυχε επιτέλους το επίπεδο Omnichain με τεχνολογία ελαφριάς αλυσίδας Client + ρελέ χωρίς συμβιβασμούς. Η MAP έχει εφαρμόσει τις αρχές Omnichain με τις ακόλουθες ιδιότητες:

Προγραμματιστής έτοιμος
Κάλυψη όλης της αλυσίδας
Ελάχιστο κόστος
Ασφάλεια Τελικό
Άμεση επιβεβαίωση

Το πρωτόκολλο MAP είναι το επίπεδο υποδομής για την υποστήριξη κατασκευής γεφυρών, DEX, πρωτοκόλλων διαλειτουργικότητας και πολλά άλλα. Υποστηρίζει απευθείας επαλήθευση από ελαφρούς πελάτες στην αλυσίδα αναμετάδοσης MAP – για μείωση του κόστους. Και παρέχει κίνητρα ενσωματωμένα σε κάθε στοιχείο για τους προγραμματιστές dapp για να κερδίσουν ή να τα παρουσιάσουν στους τελικούς χρήστες. Το MAP υποστηρίζει αλυσίδες EVM και μη - το επίπεδο πρωτοκόλλου είναι ισόμορφο με όλες τις αλυσίδες.

Για το μέλλον, το MAP είναι η υποδομή πίσω από όλες τις αλυσίδες που θα αποτελέσουν το νέο βασικό επίπεδο. Οι προγραμματιστές δεν περιορίζονται πλέον από την αλυσίδα της επιλογής τους και μπορούν να επικεντρωθούν στο ίδιο το προϊόν dapp. Το μέλλον είναι το Omnichain, και περισσότερη σπονδυλοποίηση και κίνητρα είναι ο δρόμος που πρέπει να ακολουθήσετε.