理解跨链桥安全性的关键:跨链通信的权衡取舍

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。

朱嘉明:数字货币已成为理解现代经济不可排斥的重要因素:数字资产研究院学术与技术委员会主席朱嘉明日前在数字货币相关研讨会指出,数字货币已经成为理解现代经济,不论是宏观经济,还是微观经济所不可排斥的极为重要的因素或元素,不可低估数字货币对原来的货币理论、实体经济,所产生的现实和长远影响。对此,世界主流经济学家是估计不足的。以货币政策为例,自2008年之后,宽松的货币政策对宏观经济的影响力走向微弱,再低的利率都对刺激经济乏力,货币政策正在出现全面的失效。这次新冠病的世界性蔓延开始后,货币政策的失效更加显著。这是非常值得注意的历史性现象。[2020/3/29]

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)

声音 | 邢台市委常委戎阳:加深对区块链理解认识 做到学以致用、推动发展:11月29日,邢台举办全市主题教育形势政策报告会暨第四期“邢襄讲坛”,邀请清华x-lab区块链实验室主任夏立,就区块链技术及相关政策作专题辅导。市委常委戎阳在主持报告会时强调,各级各部门要认真学习、消化吸收报告内容,持续加深对区块链技术的理解认识,掌握区块链技术的发展现状、发展趋势和发展规律,做到学以致用、推动发展。[2019/12/2]

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。

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。

动态 | 零售巨头目标正在研究基于区块链的供应链管理解决方案:据CoinDesk 6月10日消息,零售巨头Target正致力于区块链驱动的供应链管理解决方案。根据该公司自己的企业博客,它最近开放该项目作为供应商认证的区块链解决方案,称为ConsenSource。它还承诺支持Hyperledger Grid项目——一个供应链框架,参与者包括Target的供应商之一Cargill以及Intel和Bitwise IO。Target一直在研究这项技术,并试图弄清楚哪些数据可以在分布式分类账上共享。[2019/6/10]

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。

声音 | 德勤咨询区块链主管:建立必要的治理比理解和实现区块链技术更为困难:据华尔街日报报道,德勤咨询区块链主管Geoff Lougheed表示:理解和实现区块链技术通常比建立必要的治理更容易。希望在企业间建立区块链的领导者往往无法召集一个团队来决定利益相关者将如何操作区块链、定义其规则、设置治理指南,以及创建一个整体组织结构。但这些因素对于区块链的开发是不可或缺的,因为它们阐明了成员及其提供的信息之间如何互动。[2019/5/1]

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。

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。

CoinDesk调查报告:美国82%的受访者表示不容易理解自己的纳税义务:在2017年加密货币为全球税收带来了大约700亿美元的收入。目前,围绕加密货币的税收参数仍在不断变化。31%的受访者表示,他们会缴纳投资收益相关税费。然而有缴税义务的人数可能高于报告应税收益的人数。美国82%的受访者表示,他们不容易理解自己的纳税义务,62%的非美国受访者表示了相同的观点。这些观察支持了一个理论,即人们(包括监管机构)对整个资产类别的法律和税收状况感到困惑。美国与非美国受访者之间20%的税收差异可能表明美国无法接受下一代金融技术,而同时竞争国家正在考虑采取更友好的策略。[2018/5/15]

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。

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。

郑重声明: 本文版权归原作者所有, 转载文章仅为传播更多信息之目的, 如作者信息标记有误, 请第一时间联系我们修改或删除, 多谢。

银河链

FILLayer 2赛道7天TVL涨了3倍 现在都有哪些头部项目?

自去年「DeFi盛夏」以来,以太坊的Gas费和网络拥堵在给「多链」概念创造机会,不过刚开始只是关于新兴公链,但现在Layer2则奋起直追——仅仅过去7天,总锁仓量就涨了3倍。可以说热钱涌向了Layer2.

[0:0ms0-2:333ms