OSM:詳解 Cosmos 的垂直擴展之路

我們已經多次介紹過 Cosmos, 和 Polkadot 類似，Cosmos 這種 Chain Agnostic Layer0 解決方案主要致力于解決其上搭建各種區塊鏈的水平擴展問題， 相較于以太坊， Solana 這種垂直擴展解決方案，Cosmos 可以理解為由各個獨立的 zone 組成的水平擴展框架， 而 Zone 可以理解為 Cosmos 框架中各種驗證節點，安全假設，并且通過 IBC 進行通訊的主權區塊鏈。

當然相較于以太坊這種節點參與驗證所有 issue 的單片鏈（驗證者的容量緊張）而言，應用特定鏈的網絡更具有可擴展性，那么具體怎么理解呢？如果 Zone 發生擁堵，或者區塊空間滿了，那么另一條區塊鏈可以接入進來，實現水平化擴展。比如 Osmosis 上應用百花齊放，導致鏈的擴展性遇到了瓶頸，那么可以接入新的鏈進來，新的鏈可以有自己的驗證節點，也可以以消費鏈的形式，借用 OSMO 現有節點安全性的方式接入。注意這里水平性擴展和 IBC 的理解，IBC 解決了鏈與鏈，Zone 與 Zone 間的通信問題，而不是水平性擴展。比如他們可以通過使用 Rollups， 這些 Rollups 通過 Zone 作為結算層，實現相互通信。

如果一個 Zone 開始擁堵，那么他們也可以在執行層引入 Rollups， 并且使用 Celestia 作為數據可見層。如果某個區域開始過于擁擠，他們可以在執行層實施匯總，并讓他們使用 Celestia 作為 DA 層。除了可擴展性，其設計框架和開發者友好的模塊化框架也是其核心特色之一。開發者可以使用各種語言（Cosmos SDK 使用的 Go 語言開發，合約卻是 Rust；Goland 作為 Cosmos SDK 的分叉，使用 Go 語言的智能合約), 目前主要語言包括 Rust, Golang, CosmWasm, JavaScript 和 Solidity 也即將接入。Cosmos SDK, Tendermint，IBC，CosmWasm 這些 Cosmos 的核心技術堆棧方便了開發者，讓開發者可以專注于以應用為導向的特定區塊鏈的開發。

相較于以太坊的可組合性和可編程性，其強調了互操作性和主權性，應用鏈可以有更多靈活性和選擇性定制其性能，運行等參數。同時相較于 POW 等概率性確認出塊模型，TendermintBFT 為主導的確定性確認機制下，其抗 MEV 的設計也引入了交易排序機制（Tranasaction order mechainism, Osmosis 是這個機制的先行者），感興趣的朋友可以看加密經濟的 MEV 博弈：Osmosis 的閾值加密技術 vs Flashbot 的 SGX?。

比爾·蓋茨：ChatGPT的重要性不亞于互聯網的發明:2月10日消息，微軟聯合創始人比爾·蓋茨在接受德國《商報》采訪時表示，他認為聊天機器人ChatGPT的重要性不亞于互聯網的發明。ChatGPT能夠對用戶的查詢做出驚人的類似人類的回答。直到現在，人工智能可以閱讀和寫作，但無法理解內容。像ChatGPT這樣的新程序將通過幫助書寫發票或信件，使許多辦公室工作更加高效。這將改變我們的世界。[2023/2/10 11:59:42]

當然其設計的 trade off 也體現在以下問題，在跨鏈安全正式上線之前（Q3,2022), 目前所有 Zone 都獨立負責其安全性，而以太坊上的應用都依賴于其安全性。而我們之前也提到過，一個網絡的安全一定程度上取決于其質押代幣維護其網絡的價值，而當 TVL 大于這個價值時會給網絡帶來潛在風險，所以對于一些長尾/新的應用鏈來說，如何找到合適的安全驗證節點，以及維持相對穩定的幣價，顯得尤為重要。

因此，跨鏈安全，Osmosis 的超流體質押，以及 Celestia DA，共識以及共享安全都在試圖解決這個問題，對這塊感興趣的可以看?Cosmos 技術原理，設計框架以及生態全覽。同時，IBC 目前僅支持同構鏈的跨鏈通信，并且鏈內部可以支持同步交互，而對外，目前 IBC 也正在接入其他以 Polkadot, Near, EVM 等為代表的異構鏈，對內，IBC 上跨鏈賬戶模塊的上線也將支持不同鏈間的同步交互（目前 Juno v8.00，Osmosis，Cosmos Hub 等為代表的鏈已經接入跨鏈賬戶模塊）。

所以盡管 Cosmos 的設計存在一些問題，但目前都已經有了不錯的解決方案。既然水平化擴展得益于 Cosmos 天然的 “完美” 架構，我們本文將著重于其垂直擴展性的解決方案，其中包括 Celestia，跨鏈安全，Dymension 等，部分內容來源于我們與相關的團隊的交流。

Celestia 是目前模塊化區塊鏈中最引入注意的項目，致力于解決數據可見性的問題，我們也認為其提出的解決方案（Celestia 是否會一統天下不好說, 但選擇的方向是很有前景的）很有可能會成為以太坊和 Cosmos 生態中的中流砥柱。那么 Celesita 究竟解決了什么問題。

我們認為有幾個方向，1）擴展性，通過將數據可見層，共識層與執行層分離，通過數據可見采樣的方法，讓輕節點在無需執行交易的情況下可以確保生產者已經發布了全部的數據。這里要理解的是 Celestia 的輕節點不參與驗證交易，而只是需要確保數據可見并且參與數據排序。所以相較于其他 L1 的鏈，Celestia 節點僅確保數據可見，并且通過 Tendermint 共識協議進行交易排序。而無需像其他 L1 一樣參與交易的驗證和執行。這個驗證交給 Rollups 所依賴的結算層的驗證節點，而執行則在 Rollups 的客戶端執行。

Filecoin母公司Protocol Labs宣布裁員21%:金色財經報道，去中心化文件存儲網絡Filecoin背后的公司Protocol Labs首席執行官Juan Benet周五在一篇博客文章中宣布，該公司將裁員21%。

Benet稱，“極具挑戰性的經濟衰退”作為裁員背后的原因，特別是對于加密領域的公司而言，這迫使公司降低成本以應對新環境。

Protocol Labs將削減多個團隊的89個職位，包括公司、會員服務和網絡產品等。博客文章沒有說明從事FIlecoin的團隊是否受到影響。[2023/2/4 11:46:56]

2）解決 Rollups centric 的擴容路線，目前最大的問題就是 calldata 上鏈太貴了，盡管目前以太坊的 L2 垂直化擴展解決方案將交易搬到鏈下，并且通過壓縮數據和 calldata 的方式將數據發送至 L1（當然該壓縮技術相較于直接發送至 L1，成本降低了不少），但是成本仍然很高，因此 Celestia 試圖解決這個問題。舉個例子來說，對于以太坊 Rollups 來說，他們可以選擇將 Celestia 作為 DA 層。Celestia 會將這些處理證明（而非壓縮數據本身，這些證明可以理解為比上傳數據便宜的多的一籃子簽名和默爾克根，）發送至以太坊，并且通過批量處理的方式優化燃料費用，所以這比 Rollups 將壓縮數據直接上傳以太坊要便宜的多，整個流程可以理解為以太坊 Rollup -> Celestia -> 以太坊主網。當然這個問題也在以太坊 2.0 中有相關的解決方案（EIP-4884), EIP-4844 引入了和調用數據不一樣的一種交易格式，帶有數據碎片的交易，從而進行存儲。數據碎片可以承載 125KB 的數據，同時在和同等數據量的調用數據相比，便宜很多。這些數據碎片通常在一個月之后會被刪除，從而降低了存儲要求。而這一個月的時間足夠讓驗證者去完成數據采樣中的安全假設。具體可以看以太坊擴容終極解決方案 - Danksharding（一），以太坊擴容終極解決方案 - Danksharding 與 MEV 設計（二）。

3）多虛擬機部署的靈活性，和以太坊上的 Rollups 不同，Celestia 上的 Rollups 不一定專門為 EVM 兼容的欺詐證明/有效性證明實現。據我們所知，Celestia 已經和很多團隊開展了合作（還未官宣）。這打開了 Celestia 可支持的虛擬機的設計空間，并且開放給更多的開發者。我們看到了 Starkware、LLVM、MoveVM、CosmWasm、FuelVM 等擁有可支持操作，數據庫結構，交易格式，軟件語言的自定義虛擬機，在處理特定應用場景的同時也能夠實現最優的性能。針對于 FuelVM, 我們可以關注最近上線的 Fuelv1, Fuel 與今天的 ORus 的最大區別在于，它運行一個全新的 VM 架構，即 FuelVM 及其工具鏈和語言。FuelVM 具有 WASM、EVM 和 Solana 的 SeaLevel 的特征。FuelVM 最引人注目的潛在方面是它在基于 UTXO 的數據模型上執行。

美參議員Debbie Stabenow放棄尋求連任，曾牽頭SBF支持的加密法案:金色財經報道，美國參議院農業委員會主席、密歇根州民主黨人Debbie Stabenow將不會在2024年尋求連任，并將在2025年1月3日任期結束時離開美國參議院。Stabenow是FTX首席執行官Sam Bankman-Fried積極游說的一項法案的作者和倡導者。Stabenow擔任參議院農業委員會主席，該委員會對商品期貨交易委員會擁有管轄權，商品期貨交易委員會是美國比特幣的主要監管機構。[2023/1/6 10:24:19]

關于未來多 VM 的格局的想法我們也在?CosmWasm：進化的虛擬機與智能合約一文中進行了描述。當然還有輕松部署，有效資源定價等優勢，這里我們就不一一討論了。

Celestia 中最核心的設計是其數據可見采樣 (DAS)，這也是欺詐證明/有效證明的前提。而 DAS 的關鍵在于抹除碼技術，這意味著任何數據通過抹除碼技術，可以實現數據大小的翻倍，并且可以通過擴展數據的任何一定百分比的數據，對原有數據進行恢復。通過這種方式，Celestia 上的輕節點可以以數據采樣的方式，獲取小塊數據，并且基于較高的概率，保證數據的可見性。

當然為了確保足夠的數據樣本，從而用于恢復數據，這個抽樣過程應該保證參與節點的數量。DAS 的一個核心特點是當參與節點采集的數量越多，采集的數據越多，那么基于同樣的概率假設下，更多的數據可以被驗證。所以理論上，當參與的節點數量越多，區塊的大小可以更大，支持更多 TPS，這個和單片鏈的設計不同，在單片鏈中，節點數量越多（全節點驗證），為了確保去中心化的實現，區塊大小/燃料限制的設置抑制狀態的增長，從而降低了全節點的成本。

當然這個設計的 trade off 問題就是盡管輕節點可以享有與全節點同等的安全性，但是其受限于 O(√n) 的帶寬成本，其中 n 為區塊大小。所以 Celestia 數據可見的吞吐量主要受限于以下兩點：

可以集體采樣的數據量

輕節點的目標塊頭大小

目前 Celesita 上的節點類型包括兩種：

SBF案法官或曾與FTX存在關聯，現已更換新法官:金色財經報道，路透社援引的一份法庭文件顯示，SBF案法官Ronnie Abrams已回避本次審判，現案件已被重新分配給另一法官Lewis Kaplan。

法官Ronnie Abrams的丈夫擔任Davis Polk & Wardwell律所合伙人，該律所曾于2021年為FTX提供咨詢服務。法官公開表示，“我丈夫沒有參與這些陳述。但為了避免任何可能的沖突，我已回避此次訴訟。”[2022/12/28 22:11:14]

共識節點

驗證節點：參與共識。

共識全節點：同步區塊鏈歷史的 Celestia-App 全節點。

數據可用性節點

橋節點：在數據可用性網絡和共識網絡之間橋接區塊。

全存儲節點：存儲所有數據但不連接共識。

輕節點：輕客戶端在數據可用性網絡上進行數據可用性采樣。

Optimint 是允許鏈作為 Rollups 部署于 Celestia 的產品。這些鏈可以啟動自己的 P2P 網絡，將交易數據收集到區塊中，并且將他們發布到 Celestia 主網，負責數據可見和共識。Optimint 本質上是一個供開發人員使用的框架，基于其搭建的鏈無需尋找安全的驗證器，Celestia 會為他們處理工作。

Optimint 可以理解為 Celestia 的共識層，它提供了一個交易排序框架，可用于數據可用性層和結算層（但是不參與交易的驗證）。這個似乎和我們下文將介紹的 Cosmos Hub 即將上線的跨鏈安全的理念相似，而 Optiminent 是否會對跨鏈安全造成威脅，我們也將結合他們共識的差異性來判斷。但盡管如此，我們認為 Celestia 的先進理念，以及其在 Cosmos 和以太坊生態中的重要性要等到上線后才能得知（2023 年）。對 Celestia 感興趣的，可以看我們的?Celestia 的模塊化架構和?Celestia 2 - 技術實踐。

跨鏈安全本質上可以理解為租借安全性，目前 V1 版本中僅支持 Cosmos Hub 的全部節點。當然對于模塊本身，是一個可插拔，可選擇的模塊。對于選擇接入的消費鏈而言，在 V1 版本中，消費鏈必須強制接入 175 個驗證節點，并且需要治理通過, 本質上是一種帶有準入機制的產品。消費鏈需要提交團隊的核心產品，和理念，在確保足夠的 Atom 持有者投票通過后，才可以接入。同時，消費鏈也需要支付一定的費用（% 通脹費用）給到驗證者節點，這個比例也需要在治理提案中明確，同時在 V1 中，消費鏈將 75% 的燃料費給到國庫 DAO，又多簽錢包管理，而 25% 的燃料費給到 Hub, 激勵驗證節點和質押者。

Coinbase Cloud宣布上線Axelar（AXL）質押服務:9月28日消息，據官方消息，Coinbase Cloud宣布已上線跨鏈互操作網絡Axelar原生Token AXL的質押服務。[2022/9/28 5:59:14]

在我們之前的文章中也提到過，團隊可以選擇創建（體現了靈活性和可選擇性）“自定義消費鏈” 或 “合約消費者鏈（通過 CosmWasm 實現）”。兩者之間的主要區別在于驗證節點運行的二進制文件。合約消費者鏈中的二進制文件是標準的，而自定義消費鏈中，團隊可以靈活地自定義二進制文件以適應不同的交易費用和交易組裝。ICS 總共會有三個版本，第一個版本是消費鏈的安全完全由 Cosmos Hub 節點維護。而這些消費鏈是否能夠接入需要 Cosmos Hub 通過治理根據他們的風險概況最終決定（比如是一條基于 Cosmwasm 開發的消費合約鏈還是一條 SDK 無變化的消費自定義鏈）。

因此，Atom 質押者需要決定他們質押的驗證節點，因為在享受額外收益的同時，也會面臨和其他 POS 鏈一樣消費鏈節點宕機和不當行為風險。第一個版本中，消費鏈和 Cosmos Hub 享有了共同的安全保證。但這種情況下的參與 ICS 的節點所質押的 Atom 價值和這些節點會面臨的 Slashing 風險。同時，對于驗證節點來說，需要額外的硬件要求，從而保證工作量。而第二個版本中，消費鏈可以將自己的質押代幣與 Cosmos Hub 的 Atom 代幣相結合，并最終確定消費鏈的驗證器集組成。而 V3 版本中，這種關系會進一步擴大和加深，可以在雙向大型網絡間實現橫向共享安全協議，Cosmos Hub 可以和任何其他 Cosmos SDK 項目的驗證集共享 Atom 價值，反之亦然，可以將其理解為主權網絡的相互安全保險。而在 V3 版本中，Hub 驗證節點可以有權停止驗證哪條鏈。第二，三個版本相較于第一個版本，網絡安全將最終取決于消費鏈和供應鏈共同的安全。

而對于 Cosmos Hub 的部分參與的節點來說，如果消費鏈上的唯一驗證節點惡意進行攻擊，會有女巫攻擊的可能性。目前可以關注的項目包括 Quicksilver 和 Neutron(P2P，一個大節點搭建的自定義合約鏈）。對于跨鏈安全想要進一步了解的，可以看深度分析 Cosmos 的開拓者 -?Osmosis，繼 IBC 之后，看 ICS, ICA 如何重構加密行業和?Cosmos Thessis- Osmosis 應用主權鏈的崛起。

dYmension 對于自己的定位，認為其對于 rollups 的重要性類似于 Cosmos 對于整個區塊鏈行業的重要性。dYmension 是基于 Cosmos 搭建的結算層和執行層，給 Rollups 提供了靈活和可選擇的 chain-agnostic 執行層環境。核心的產品（Rollups Development Kit) RDK 開發套件, 類似于 CosmosSDK 模塊，目前除了 dYmension, Celestia 和 Cosmos 也在開發 RDK。這個開發套件為開發者提供了在 Cosmos 上輕松構建 Rollups 的所有工具和基礎架構。dYmension 目標為 enshriend rollups，而非 Discret Rollups。Enshrined rollups 有更多的靈活性和選擇，為用戶提供了更多的靈活度，以及保證了最大化安全和穩定，而 Arbitrum, Optimism, StarkNet, zkSync, Aztec etc. 等為代表的 Disrete Rollups 則提供了好的技術路徑和品牌。Polynya 認為短中期，discret rollups 會被大部分用戶接受，而長期來講，兩者方案可能可以實現共存。

同時，dyMension 也試圖在解決 keeper 困境，女巫攻擊等問題。Keeper 問題可以表現為，在某些情況下，套利者因為無利可圖，或者激勵不明確，所以針對某些倉位（比如 MakerDAO 上 120 美金的小倉位), 并不會進行清算，這導致了巨鯨可以將大倉位分散為不同倉位，通過付出一定成本，而保證倉位不受清算，影響網絡整體穩定性的可能性。當然對于這個門檻值，由于受到不同市場環境，時間等影響，并沒有辦法進行確認。盡管 MakerDAO 清算 2.0 升級有望使整個清算過程更加簡單和可預測。然但是實際情況要更為復雜，為了應對一些黑天鵝事件，這些清算者通常要提前幾個月準備復雜的交易和對沖系統，這對于散戶來說是無法想象的。

目前市場上大部分清算系統都是激勵給最快的清算者，這使得網絡暴露在大量的 MEV 風險下，使得很多的收益給到了礦工，而不是真正的清算者，所以對于很多專業的做市商而言，他們也并沒有參與搭建相關的系統，并且參與整個清算過程。Dymension 的具體解決方案目前還不能共享，但是我們在這個賽道也看到了很多其他的競爭對手，比如 Kujira, 在脫離了 Terra 生態的束縛后，在短短 1 個月多的時間里，完成了應用鏈的部署，并且迅速躋身于 mapofzone 前十的位置。Kujiara 的清算方法采用了不同的方法。平倉池由持有需要平倉頭寸的合約直接調用。確保可以在鏈上搜索可清算頭寸需要做更多的工作，但這意味著所有價值捕獲都交給了礦池參與者。

對于更復雜的頭寸，用戶可以輕松地在鏈上進行索引和搜索，Kujiara 會向機器人運行者提供一小筆 “曲柄” 費用以幫助實際執行清算，但資金仍將來自清算池。所以它仍然是民主的，并且有足夠的規模來清算最大的貸款。項目的更多信息我們之后分享給社群小伙伴。dYmension 仍然非常早期，我們將持續關注其之后的發展，本質上你可以理解為以太坊的執行層和結算層設計，但是他繼承了 Cosmos 設計的精髓，比如 Rollups 之間的互操作性（Thanks to the IBC and Cosmos 的原生互操作性）以及模塊化設計（可插拔以及輕松部署等開發者用好體驗）。當然還有可定制化執行環境的 Saga，這里我們就不詳細闡述了，各個解決方案的對比可以見下圖。

至此，我們梳理了市面上大部分的 Cosmos 生態的垂直擴展性解決方案。當然我們目前以太坊-rollups centric 的地位仍然不可撼動，所以在我們關注 Cosmos 的同時，我們也需要密切關注以太坊上的發展以及 Solana 這種在執行層發力，創新（而非共識層）的公鏈。Fuel V1 作為以太坊上推出的第一個 ORUs，目前是唯一具有欺詐證明、不可變智能合約和無許可區塊生產, 為 P2P 支付而設計的 Rollups。而 Fuel V2 將會是一個模塊化執行層，在 UTXO 上提供以太坊式的智能合約，使用 Ethereum/Celestia 進行結算、數據可用性和共識，切入多個應用場景。

我們看到共識層的創新很多，Bitcoin,EVM,Tendermint 他們都是建立底層共識算法維護網絡免受攻擊的系統。但是真正在現實工業應用中，執行層的需求量或許更大，用戶需要更便宜的燃料費用，網絡需要更高吞吐量和性能，Solana, Aptos/Sui 這種鏈也正試圖解決執行層問題。我們將在之后的文章中討論。

來源：mirror

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