解读跨链网络宇宙的共识机制及其生态发展_ IOBCapital _ Mars Finance

来源：IOBC资本

在多链时代，跨链是区块链行业的刚需。DeFi、GameFi等应用层项目对公链本身有不同的性能要求：DeFi要求更高的可组合性。GameFi要求更高的并发性能，SocialFi要求更高的重存储。所以最近诞生了各种专注垂直领域的Layer1或者Layer2，比如专注GameFi的Ronin。，关注SocialFi的DESO等。宇宙'；s跨链模式非常适合这些专注于垂直领域的公链。Cosmos提供了模块化的区块链，以便于使用适合每个应用程序开发者的公共链。。宇宙生态的应用和协议通过IBC(Inter-blockchainCommunicationProtocol，区块链间通信协议)连接，实现独立区块链之间资产和数据的跨主权自由交换。

目前主要有四种跨链技术方案：

1.Notarymechanism(notarizationscheme)

2.Sidechain/relay

3.Hashlocking(hashlocking)

4。分布式私钥控制

Cosmos是中继技术的典型案例，另一个案例是Polkadot。。Cosmos使用IBC协议建立连接并实现跨链，Polkadot使用XCMP协议实现跨链。

本文重点介绍Cosmos的跨链方案。一、宇宙概况

Cosmos是一个支持跨链交互的异构网络，由Tendermint团队推出。宇宙'；sICO发生在2017年4月，筹集了4870BTC和24wETH。ATOM没有上限。，将按最高年通胀率20%发行。具体通货膨胀率与质押率负相关。目前质押率186M/291M(63.9%)，年通胀率10.05%。

COSMOS的最终目标是创建一个区块链互联网。，允许大量自治且易于开发的区块链进行扩展并相互交互。基于Tendermint的开发，Tendermint共识算法是一个类似拜占庭容错的共识引擎，具有高性能、一致性和拜占庭容错性。。Cosmos基于Tendermint引擎可以实现每秒数千笔交易，接近VISA的交易速度。

COSMOS的跨链网络有三个核心组件：中央网络中枢、区域空间网络区域和跨链协议IBC。

区块链中心网络枢纽是宇宙的经济中心和跨链消息的信任中心。它承担多资产分布式账本，这些令牌资产通过IBC跨链协议从一个空间转移到另一个空间。。除了官方的cosmohub，还有几个跨链的hub可以提供跨链服务，比如IRISnet。区域空间网络是一个独立的区块链。，它可以与Cosmos中央网络中心进行IBC跨链通信、信息交换和资产交换。

IBC协议，IBC(区块链间通信协议)是Cosmos的块间通信协议，它是为Cosmos网络设计的，依赖于它的及时性和终结性。，用于Hub和Zone之间的消息传递，从而达到跨链的目的。IBC也是宇宙SDK中的一个模块。宇宙'；跨链核心逻辑：CosmosHub与兼容链建立IBC连接。从而实现资产和数据的跨链交换。Hub相当于一个跨连锁店的集中市场，是存放数字资产和跨多个连锁店管理账户的最佳场所。Hub需要跟踪并记录每个区域的状态。并且每个区域有义务不断地向集线器报告它自己产生的新块。

当区域建立到集线器的IBC连接时，，它可以自动访问所有其他区域；连接到集线器；当一个区域通过集线器从其他区域接收令牌时，它只需要信任集线器，而不是网络中的所有其他区域。

IBC到底是怎么工作的？？让'；下面举个例子来说明：把10个原子从chain转移到chainB上

chaina和ChainB都支持CosmosSDK，成为Cosmos生态的一个区。。Relayer是一种数据包，在链下中继以轮询和路由IBC。穿越链的大致流程如下：

Chaina——Relayer3354CosmosHub——Relayer3354ChainB

链接很多：

1。跟踪：ChainA和ChainB的IBC模块一直在同步另一个链上的块头信息。这样，双方都可以跟踪另一个区块链上的验证者集的变化。。本质上是维持彼此的一个轻节点'；s链；

2。成键：Cosmos用于跨链转移时，Chaina的IBC模块会记录转移，ChainA上的10原子会被锁定；

3。证明中继：ChainA已经锁定10个原子的证明将被路由到ChainB的IBC模块；

4。验证：ChainB将"cast"10ATOM代金券基于此证明验证后ChainA的光节点信息。这些凭证可以在随后流通中使用。当然，这些代金券也可以以同样的跨链方式返回ChainA，然后ChainA'锁定的原子将执行解锁操作。

二、Cosmos的共识机制

Cosmos的共识算法是基于PoS(权利证明)和BFT(拜占庭容错)的共识机制。Hub的质押模块是基于BFTtendermint的共识机制。，使ATOM令牌持有者能够通过用他们的ATOM换取交易成本来保护宇宙区块链的安全。

目前，区块链宇宙中心共有342名核查员，有效核查员150名。，平均阻塞时间为7.29秒。

cosmotender薄荷'；sPoS规则

假设ABC有三个验证者，分别抵押了1、2、3个代币；

1。第一轮，C的抵押资产最多。于是c被选为第一轮的提议者；

2。第二轮，C被选为最后一轮的提议人。,sohisrighttovotebecomesthepowerbeforevoting,thatis,3-(12)==0.还有b'svote_power等于pre_votingPowerstake，即2^2==4。同样，一'；svote_power等于2，所以B在这一轮的投票权最大，所以B当选为提议人；

3。第三轮，A的vote_power是3，B的vote_power是2-(20)=0，C的vote_power是0.3==3。由于A排名在C之前，A被选为提议人；

4。第四轮，A的vote_power为-1，B的vote_power为2，C的vote_power为6，因此C被选为提议人。

.诸如此类。

一般来说，抵押资产最多的人最先成为提议人。然后按照抵押资产的数量排序，依次轮换。

cosmotender薄荷'；BFT法则

BFT是拜占庭容错的简称。这种共识机制可以追溯到拜占庭将军的问题。

拜占庭将军

拜占庭是东罗马帝国的首都。当时拜占庭罗马帝国疆域辽阔，各军驻地相距甚远，将军们不得不依靠信使传递消息。万一发生战争将军们必须制定出统一的行动计划。

但是这些将军中有叛徒，叛徒会传递错误的信息。因此，将军们必须有一个预定的方法，使所有忠诚的将军达成一致的行动。本质上，就是让拜占庭的将军们在与叛徒互不信任的环境下，对作战计划建立共识。

Tendermint是一种易于理解的BFT共识协议，遵循简单的状态机原理。因此，Tendermint是如何在没有信任的环境下达成共识的？

协议中有两个角色：

验证者：协议中的角色或节点，不同的验证者有不同的投票权；

提议人：由审核人生成。验证者(提议者)提出交易区块并对提出的区块进行投票，验证者也对提出的区块进行投票。

块被提交给链，每个块是一个块高度。但是，块也可能无法提交。在这种情况下，协议将选择下一个验证者(将是提议者)在相同的高度提出新的区块，并重新开始投票。

流程：

1。提议阶段：提议者将向全网广播提议；

2。预投票阶段：各验证者对本轮收到的提案块进行签名，并广播预投票；

3。预提交阶段：每个验证者将判断是否收集到超过2/3的预投票。，然后签署此块并广播预提交投票；如果收集到超过2/3的空块(无),先前锁定的块将被释放，然后它们将返回到Prevote阶段。。如果没有收集到超过2/3的投票，那么就不会被锁定在任何一个区块；

在预提交后期，如果验证器收集到超过2/3的预提交投票，然后验证器进入提交阶段，否则进入下一个阶段Propose

4。提交阶段：验证器接收整个网络提交的块。验证器将广播对该块的提交投票；验证器需要为整个网络预提交的块收集超过2/3的提交投票。在整个协商过程中只要节点收到2/3提交投票，就会立即进入提交阶段，将CommitTime设置为当前时间，然后进入NewHeight阶段(newblock)。

简而言之，要成功提交块，必须有三分之二以上的验证者分别在预投票和预提交阶段投票。只要少于1/3的验证器是拜占庭节点，Tendermint就能正常屏蔽。只要不超过2/3的验证器是拜占庭节点，Tendermint就不会产生恶意块。

那么，Tendermint是如何将底层共识转移到状态层的呢？

Tendermint主要包括两部分：tendermint核心，区块链共识引擎，负责节点与拜占庭共识之间的数据传输；ABCI，区块链应用程序接口(ApplicationBlockchainInterface)，也是一个协议，支持任何语言的交易处理的实现。

一般来说，Tendermint可以理解为一个模块化的区块链软件框架，支持开发者在不考虑共识和网络传输的情况下定制自己的区块链。

Tendermint将区块链应用(状态)与底层共识分离，共识引擎和P2P网络封装在Tendermint核心中，再通过ABCI(区块链应用程序接口)与cosmosdk交互。。基于这种架构，应用开发者可以轻松实现自己的区块链。

CosmosSDK包含了CosmosHub的程序代码，也是一个区块链开发框架，可以为其他区块链开发者提供一些通用的功能模块。例如：IBC、账户、治理、认证等。其中，IBC是跨链的关键协议：区块链之间的通信协议。

Cosmos以SDK的形式封装了consensus算法和网络模块，形成了一套开箱即用的区块链开发框架。

综上所述，从理论上讲，Cosmos已经解决了当今最难的三个区块链问题：

1。可扩展性：Tendermint共识机制可以理解为投票共识系统。基于PoS和BFT算法，PoS选择提议者。在BFT机制下，只要三分之二的节点诚实，就能保证投票结果一致；

2。可用性：CosmosSDK，一个模块化的框架，可以很容易地构建一个可互操作的和特定于应用的区块链；

3。互操作性：Cosmos通过IBC通信协议实现HUB和ZONE之间的跨链通信，类似于TCP/IP。

三、Cosmos的跨链生态

根据官网数据，截至目前，宇宙生态拥有12大类247个项目，总市值近1500亿美元，已发展成为仅次于以太坊生态的第二大区块链生态。

宇宙生态中的头部项目包括：渗透、宇宙、星际之门、朱诺、Umee、Terra、吉娃娃、Crypto.org、Injective、Cronos、Secret、Axelar、Sifchain、Akash、Comdex、Persistence、重力桥、哨兵、德斯莫斯、基链等。

宇宙中心'；的基础架构

1和GravityDEX

使用户能够无缝交换整个跨链的数字资产。该协议通过结合AMM机制和顺序簿改进了现有的设计。提供更丰富、更高效的交易体验。

GravityDEX对于宇宙生态系统中的真实用户来说，就像是社区中的便利店。在进行大规模投资交易时，可能不会选择GravityDEX。但是跨链过程中需要配置一些资产的时候会非常方便。

但是，为了保持cosmohub的核心精神'；s"可信的中立"开发团队将把GarvityDEX迁移到一个独立的区块链新月网络。

2、重力桥

重力桥是宇宙生态基础设施的一部分，是一座安全、高效、分散的跨链桥。它是基于在宇宙中心承诺的数十亿美元的原子。，宇宙资产将以ERC-20代币的形式流入以太坊生态，以太坊生态同样的ERC-20代币也可以流入宇宙生态。

重力桥由木槿花团队开发。，有自己的令牌GRAV。

3。域名服务

COSMOS生态系统的域名服务将在CosmosHub上进行管理，这将使Interchain的用户更容易识别他们想要与之交互的链。

4。流动性质押

流动性质押将成为跨链DEFI空间的重要原语，流动性质押的核心是对质押原子的债权。就像承诺的原子一样。流动性质押会产生质押报酬，但与一般质押不同的是，流动性质押是流动的，质押原子可以转让。因为它们代表质押原子，如果基本原子被切割，则存在移动质押被烧毁的风险。

宇宙地带核心项目

此图为IBC转移最活跃的地带。目前，宇宙生态系统中有43个区域。其中42个是积极的(与IBC转让)。

与去年相比，今年IBC转让的数据大幅增加。。2021年，宇宙生态活动区的IBC转移为580万次；但是在过去的30天里，IBC的转会人数已经超过了1300万。

1、渗透

这是使用CosmosSDK构建的高级AMM协议。到目前为止，它已经吸引了7亿美元的流动性，并交易了支持IBC的代币，交易总额超过95亿美元。。渗透已经成为将IBC推向市场的关键力量。

值得注意的是，渗透是Paradigm在以太坊生态之外投资AMM机制的第一个DEX项目。

2、Terra(露娜)

2021年10月，Terra推出了IBC，为宇宙生态系统带来了超过180亿美元的流动资产，以及其原生LUNA令牌和稳定货币UST。

如此大规模的公链加入IBC生态。极大地鼓舞了Cosmos社区的士气，让更多人关注Cosmos跨链生态的发展现状。正是因为这些头部项目的加入，宇宙生态才发展成为仅次于以太坊生态的第二大经济体。3、朱诺

Juno是Cosmos生态系统中的一个公共链，它为部署可互操作的智能合约提供了一个环境。目前基于Juno已经搭建了50多个应用和2000多个Dao。

最近朱诺网络发生了一件事，引发了社区的热议。该团体发起了一项建议收集鲸鱼资产"，这引发了人们对区块链世界的重新思考"代码低"。

4、卡瓦

Kava是基于Cosmos跨链的DeFi平台，类似于MakerDAO。用户将抵押品存入抵押债务智能合同，并获得稳定的货币USDX。

卡瓦加入宇宙生态后，从一个单一的应用区块链到一个链价值超过20亿美元的协议，它也取得了巨大的成功。

5、Sifchain

SifeChain是第一个从宇宙到以太坊的跨链DEX。2021年初，从宇宙到以太坊的佩吉桥被整合。佩吉使用挂钩代币。，让用户可以更便宜的在IBC代币和ERC20代币之间轻松兑换和收藏，比任何基于以太坊的DEX都有效。秘密网络

ThesecretnetworkwasfoundedbytheSecretFoundation,basedonTenderminandtheuniverseSDK,anditisapublicchainofprivacybasedontheuniverse.。秘网上的数据都是加密的，要想看到具体的交易数据，必须有相应的查看密钥。

密网结合了隐私保护、可扩展性、跨链等特性。

IRISnet是Cosmos生态系统的跨链枢纽，支持——个企业级分布式应用的全新业务场景集。它增加了宇宙生态的规模和多样性。

除了以上项目，宇宙生态系统中还有很多众所周知的Zone，这里不一一列举。后续文章将对Cosmos生态系统中的知名项目做进一步的深入研究和分享。

四、思考宇宙

1。ATOM的值捕获相对较弱。

Atom初期供货2亿片，采用通货膨胀模型。第一年按照通货膨胀率7%发放，用于节点奖励。之后每年增发的通货膨胀率都会随着房贷利率的波动而变化。最低年通货膨胀率为7%；质押率较低时，年通胀率最高可达20%；目前的质押率为63.9%，年通胀率为10.05%。

除了增加节点验证者的赌注收益，在过去的两年中，ATOM'美国的货币持有者来自于生态项目的空投。

宇宙生态的新链一般喜欢用Airdrop'的奖励计划，以吸引宇宙社区成员的注意。.In2021,somecosmologicalprojectssuchasInfiltration,Juno,Regeneration,Sifchain,Lasting,CompositeandDesmoswereairdroppedformarketing

ATOM持有者必须与Cosmosverifiers一起质押他们的令牌，才能获得空投令牌。而且，它可以'；不能在交换节点认捐，因为宇宙社区的空投一般不包括交换节点。

2022宇宙生态中会有很多项目可能会发起空投，覆盖NFT、SocialFi、DeFi、GameFi等领域。，包括Evmos、Umee、重力桥、LikeCoin、Game、Stargaze、BitSong和Cyber。你还需要确保你的原子被正确地保证。跨链字段中的

Polkdot同时为中继链和并行链提供共识层的安全性，并收取一定的费用，这也是一种价值获取的方式，但Cosmos的ATOM只负责CosmosHub的安全性。与DOT相比，在价值捕捉上似乎有差距。。

以区块链生态而言，宇宙的生态发展仅次于以太坊，但ATOM并没有像Eth一样捕捉到足够的生态发展价值，甚至单个区域令牌在生态中的市场价值都高于ATOM。，比如LUNA，MATIC。cosmosdk开发的很多链，比如硬币安全链，多边形，似乎对ATOM的价值贡献不大。

这可能是ATOM持有者的一个小缺陷。但这可能更有利于宇宙生态学的发展和成长。

2。真正重要的是，区块链间通信协议IBC

在宇宙生态系统中是多中心多枢纽的，人们可能会更关注未来IBC的使用。而不是cosmohub或者其他枢纽。宇宙被称为"区块链互联网"，其核心是做区块链之间的跨链沟通。也许在未来，Cosmos生态系统中会有很多公链和应用协议会发展得很好。，比如Terra。

虽然都属于宇宙生态，但其实就这些头部公链而言，最有价值的宇宙生态是IBC，而不是cosmohub。这也更符合区块链的分权精神。跨链项目的核心是解决区块链的岛屿问题，而不是自己发展成一个新的中心。

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