區塊鏈:區塊鏈的 TCP/IP ？Cosmos 技術分析｜標準共識

Cosmos簡介

以傳統互聯網的角度來看，正是由于IP協議的中繼左右，讓我們熟知的HTTP、P2P、IEEE、WiFi等協議相互連接，才有了我們可以在HTTP協議上登錄網頁版微信，利用P2P協議將文件通過網頁版微信傳輸等應用場景。而以Cosmos、Polkadot為代表的跨鏈技術正在構建區塊鏈領域的IP協議，故而有人將跨鏈技術視為區塊鏈3.0時代。

Cosmos原理

圖中最左側和最右側的4條公鏈在沒有Hub的情況下要實現連接，就必須在彼此之間新建一條通道，但如果有了Hub，它們都只需要與Hub連接，由Hub實現跨鏈的中轉。

Hub本身也是一條公鏈，使用CosmosSDK開發，具備tendermint結構；Hub連接的公鏈以及公鏈的代理鏈被稱作「Zone」，所有的Zone都需要實現IBC通信標準。

行情 | 在美上市區塊鏈中概股普遍收跌:今日美股收盤，在美上市區塊鏈中概股普遍收跌。人人網收跌0.12%，中網在線收跌0.78%，寺庫收跌2.19%，迅雷收漲5.33%，獵豹移動收漲1.43%，蘭亭集勢收跌5.37%。[2019/9/26]

CosmosSDK架構

baseapp：定義了一個基本ABCI應用的模版，與Tendermint通信。開發者也可以根據自己的需求重寫。

應用程序：包括gaia、basecoin、democoin。其中gaia就是hub主程序，basecoin以及democoin是提供的兩個示例應用。

plugins：cosmos-sdk的基本單元，每個plugin都是baseapp的功能擴展，包含各自的消息和交易處理邏輯。

聲音 | 咨詢公司：區塊鏈收入在2023年將達到106億美元:咨詢公司ABI Research表示區塊鏈和相關的分布式分類賬技術已經在它們出現的金融和保險領域之外廣泛應用。金融科技區塊鏈的成功促使人們在為其他行業的應用程序開發和測試部署底層基礎架構方面進行了大量投資。ABI Research表示預計到2023年全球所有區塊鏈市場的軟件和服務收入將超過106億美元。[2018/10/3]

目前SDK已經集成了一些重要的plugin：

staking：POS相關的實現，包括：綁定，解綁，通貨膨脹，費用等操作。

ibc：跨鏈協議IBC的實現，也是Cosmos支持跨鏈的主要插件。

governance：治理相關的實現，如提議、投票等。

Bitcoin.com推出區塊鏈瀏覽器:Bitcoin.com是一個加密貨幣垂直門戶網站。最近，他們推出了新的區塊鏈資源瀏覽器，允許任何人驗證與比特幣區塊鏈上綁定的交易記錄和其他數據。[2018/4/20]

auth：定義了一個標準的多資產賬戶結構，開發者可以直接嵌入自己的賬戶體系中。

bank：定義資產的轉移。

PegZone原理

基于Cosmos-sdk開發的區塊鏈能夠輕松滿足實時最終性，然而現存的Bitcoin和Ethereum這類使用POW共識的區塊鏈并不具備此特點，只能屬于概率最終性，無法防止區塊鏈的回滾。對于這類鏈，團隊采用PegZone方案來解決。

上圖我們可以看出PegZone可以分為5個部分：

區塊鏈概念股漲跌各異:柯達收漲1.96%，Accenture收漲0.03%，Overstock.com收跌4.59%，Riot Blockchain收漲3.75%，LongFin交易暫停。[2018/4/14]

SmartContract：資產托管的角色，保管以太坊中的代幣和Cosmos中的代幣。主要提供了lock、unlock、mint、burn四個方法。

Witness：是一個以太坊全節點，監聽以太坊合約的event，并等待100個區塊產生后，封裝WitnessTx提交到PegZone中來證明在以太坊內狀態更改。

PegZone：PegZone是基于Tendermint的區塊鏈，負責維護用戶的賬戶信息，允許用戶之間資產的轉移，并提供交易查詢。

Signer：使用secp256k1對交易進行簽名，以便簽名能夠高效的被智能合約驗證，對應于智能合約的校驗者公鑰集合。

Relayer：中繼器負責交易轉發。將所有Signer簽名后的SignTx轉發到smartcontract中。

以太網到Cosmos的傳輸過程

合同在Cosmos端接收lock帶有ERC20令牌和目的地地址的交易。它將收到的資金鎖定在掛鉤區域的共識，記錄通知轉發器的事件。

中繼器通過RPC連接到以太坊完整節點，監聽Lock事件。

一旦節點收到智能合約的存款，它就等待100個街區，然后生成并簽署SignWitnessMsg證明宇宙釘區正在監聽的事件的證據。

掛鉤區域接收證人交易，直到超級大多數投票權見證了事件。每個BeginBlock調用peg區域檢查是否有任何傳入的以太坊傳輸已達到超過大多數確認。

然后，節點使用內部事務更新狀態，以反映某人想要從以太坊發送令牌并生成IBCWitness將令牌轉換為指定的目標鏈.

合約操作過程如下圖

Cosmos到以太網的傳輸過程

ABCI應用程序收到IBCRelay要求刻錄以太坊令牌的請求，并根據IBC規范處理它。ABCI應用程序生成一個有效的以太坊交易，其中包含{地址，令牌地址，金額，非現金}，并將其寫入其狀態。

每個簽名應用程序正在監視ABCI狀態中的新事務，并檢測新事務。

每個簽名應用程序使用secp256k1使用以太坊智能合約已知的密鑰簽署交易。

每個簽名應用程序都將其中繼提交回ABCI應用程序以SignRelayMsg進行復制。

定期查詢ABCI應用程序事務的中繼進程看到事務已達到所需的中繼閾值。

其中一個中繼器通過調用該unlock函數將事務發送到智能合約

智能合約用于ecrecover檢查它是否由與交易高度相對應的超級大多數驗證器集簽名。智能合約釋放交易中指定的令牌，使其可用于目標地址。

標準共識分析

Cosmos目前有CosmosHub模塊跨鏈PegZone模塊IBC模塊治理相關模塊等一系列全生態環境，從愿景上看，Cosmos希望打造成一個區塊鏈互聯網。所以需要解決跨鏈的問題，目前未知并未在跨鏈方面看到成熟方案，這個目標還是很遠大，但很難實現，類比互聯網網絡沒有共識層，只要解決好傳輸問題，就可以完成基本的通信，但區塊鏈不一樣，它的特色就是有不同的共識模型，這是它的生命力，也是它進步的方向。

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Luna