COS:必讀丨小白也能懂的Cosmos介紹

前言：本文用淺顯的語言介紹了Cosmos是什么，同時也解釋了很多區塊鏈的基本知識，適合初學者閱讀。本文作者是PatrickWieth，由“藍狐筆記”社群“鑫鑫”翻譯。

我是Cosmos的超級粉絲。到目前為止都很輕松。很多人問我"什么是Cosmos，為什么你會一本正經地聊這個呢？"，我經常給他們解釋或者試圖給他們解釋。在這里，我試圖再解釋一次，希望寫成一個文檔，這樣以后我就可以發給我的朋友們了。

我不是開發者、團隊或基金會的成員，我不會用精準的技術用語來解釋它，因為已經有很多文檔這么做了。讀白皮書，讀Cosmos的博客，看SunnyAggarwal拍的視頻，所有這些都很棒，技術上也是正確的。

不幸的是，我發現所有這些對很多人來說太復雜了。這就是為什么我試圖給真正的小白們解釋。不要以此為辱，我也是個小白，但有一次我坐下來試圖理解這些東西，因為我自己也是個小白，所以可以用小白的語言來解釋它。

Cosmos做了很多事情，所以把事情搞得很復雜。一個原因是因為Tendermint。Tendermint是軟件而Cosmos是區塊鏈。或者更確切地說是由Tendermint的創建者創建的區塊鏈互聯網的主要樞紐。

所以，讓我們開始了解什么是Tendermint。它將自己描述為"用任何編程語言的拜占庭容錯復制狀態機"，讓我們來破譯這個東西。拜占庭容錯意味著我們不需要單一的可信實體。就像發行貨幣的中央銀行，我們相信它會以合理的方式發行貨幣。它被稱為拜占庭容錯，是因為有一些人騎著駱駝，想要征服拜占庭帝國。

因此，他們需要同時攻擊君士坦丁堡城。到目前為止都很容易。他們所要做的就是從四面八方同時發起攻擊，因為他們帶來了軍刀和前面提到的駱駝，這聽起來像是一個可行的計劃。但是他們沒有手機，所以不能給其他人打電話或者發快照。更糟糕的是，有些將軍可能是叛徒，而且駱駝的糞便也很難聞。

因此，叛徒們想通過提供虛假信息，把其他忠誠的將軍送上斷頭臺。相反，所有的部隊領導人不想輸，所以需要防止叛徒傳播誤導信息。不幸的是，沒有人知道誰是叛徒，在某種程度上，不可能知道信息是否可信。整個困境被稱為拜占庭將軍問題，這也是區塊鏈正在解決的典型/示例問題。

該問題的一個解決方案是允許去中心化的組織系統。將軍們是一個去中心化系統的好例子，因為技術上不可能把所有的將軍都連接到一個中央權威機構。因此，只有通過網狀網絡才能進行足夠快的通信，但這將導致拜占庭錯誤。

價值超6100萬美元的FRAX和價值超2600萬美元的USDC從Frax轉移到Curve:金色財經報道，據WhaleAlert監測，北京時間9:26附近，61,782,447 枚 FRAX（價值 61,777,442 美元）和 26,692,399 枚 USDC（價值 26,695,068 美元）從Frax轉移到Curve。[2023/6/10 21:27:36]

一種解決方案是領導者在他們的消息中添加簽名，但是如果你得到6條帶有2種不同類型簽名的消息，3條是假的，3條是真的，會發生什么？在這種情況下，甚至拜占庭容錯協議也無法起作用。但如果只有少數叛徒，就有辦法確定誰是忠誠的，誰是叛徒。

接下來是“復制狀態”，這就是區塊鏈網絡實際所做的事情。它們在所有節點之間復制狀態。無論你是在澳大利亞、中國還是北極運行你的節點，最終都會得到相同的區塊鏈。我們不想在這里討論你用比特幣復制了什么，有些人會說這不是一種狀態，而是一種未花費的交易。

這對開發人員來說很重要，但我們是小白，不需要過分拘泥于細節。既然我們提到了比特幣，也會注意到比特幣有一種實現拜占庭容錯的特殊解決方案。這個解決方案叫做工作量證明。我們稍后再聊。

所以現在我們知道了什么是Tendermint。它是一種在沒有任何中央權威機構的情況下，在全球范圍內分發某個狀態的軟件。這里的"某個"可以是任何東西。它可以是一個帳本，一個圖片數據庫，也可以是一個未成交的交易訂單列表。都沒有關系。這實在太棒了。

這意味著，使用Tendermint，你可以創建所需的任何區塊鏈系統，并且除了應用邏輯之外，所有事情都幫你做完了。節點之間如何連接，如何達成共識，如何編寫區塊鏈，所有這些問題都已經解決，如果你想創建一個token，只需要編寫所需的token經濟模型。你還可以創建不使用token的去中心化應用程序。

這里有一些限制，最重要的是你的應用程序必須是確定性的。這意味著無論你提供什么輸入，都可以精確地預測輸出，換句話說，所有節點都會根據給定的交易集合和初始狀態計算出完全相同的下一個狀態。顯然這是很有必要的，否則就會一直出現分叉。

所有這些都意味著Tendermint將區塊鏈方案中的共識和網絡層與應用層分離了開來。這意味著任何人都可以在不編寫加密和網絡相關代碼的情況下編寫區塊鏈程序。這使得開發人員很容易構建解決方案。大公司呢，也許他們想要自己的私有區塊鏈？沒問題，Tendermint把決定權交給了你，誰可以成為一個節點，以及如何激勵貢獻者。

BitMEX聯創：未來將出現多個貨幣集團但不會達到美元的“霸主”地位:金色財經報道，BitMEX聯合創始人Arthur Hayes發表文章“Exit Liquidity”，探討了美元在全球范圍內的經濟和作用，以及其作用的萎縮會如何影響全球加密貨幣的采用。Hayes解釋說，美元在全球的主導地位是由美國開放的資本賬戶和對自由貿易的投入所支撐的。兩者都為美元創造了額外的需求，因為前者允許亞洲國家用美元購買美國資產，后者則讓美國人購買廉價的亞洲產品。

然而，作為全球儲備貨幣的發行者，也意味著美國聯邦儲備局和美國財政部有責任保持全球經濟的完整性。換句話說，當全球經濟需要更多的美元時，美國必須提供它，即使它激起了國內經濟的通脹壓力。

Hayes預測，未來將出現多個貨幣集團，但不會出現今天美元這樣的貨幣“霸主”。集團之間的失衡將以黃金和加密貨幣等“中性儲備貨幣”來解決，這些貨幣“不與任何特定國家掛鉤”。[2023/4/22 14:19:34]

現在，我們意識到Tendermint每天都能創造新的代幣，甚至比以前更快，所有這些代幣都是建立在相同的基礎之上的。也許把它們關聯起來也是很有意義的。這就是Cosmos開始發揮作用的地方。

Cosmos是用Tendermint構建的，它有權益證明代幣，利用委托來允許任何人，甚至非驗證者參與質押。我們把這個稱為Cosmos權益證明。這又是一個我們小白無法理解的瘋狂的名詞。

我們先來了解一下工作量證明。這是確保比特幣安全性的方法。還記得，在文章的開頭，我們需要一種方法來確定誰是叛徒、誰是忠誠的。在加密貨幣的世界里，這意味著誰在用有效的交易創建新區塊，誰可能為了個人利益偽造假交易。

PoW是基于這樣一個理念：做一項困難的工作，誰完成這項工作就相信誰。因此，網絡同意解決這項困難的任務，同時結果也很容易驗證，而且一旦問題解決，就會產生出一個新的任務。此外，任務的難度是可以調整的。無論誰先解決了這個難題，就找到了一個新的區塊，然后開始尋找下一個區塊。

不過，這些東西是去中心化的。那么我們怎么知道該信任誰呢？在這種情況下，你可以信任最長的鏈。因為最長的鏈解決了最困難的工作，所以最值得信賴。啊哈，但這不是會造成出塊速度的螺旋式上升，以及出塊時間的降低嗎？是的，但是正如我們所提到的，工作的難度是可以調整的。

因此，網絡會增加問題的難度，因此平均需要10分鐘才能找到一個新的區塊。現在我們可能會問自己，這玩意兒是怎么保證網絡安全的？只是做一些隨機的任意的工作？好吧，問題是你必須購買硬件才能做到這一點。你得耗費電力才能做到這一點。

Keanu Reeves：比特幣是“一種神奇的資源交換工具”:金色財經報道，加拿大男演員、《黑客帝國》主演Keanu Reeves表示，比特幣是“一種神奇的資源交換工具”，批評它“只會讓它變得更好”。[2023/2/16 12:11:32]

如果你決定作惡，購買大量的哈希算力，完成所有的PoW工作并控制網絡，那么你就能竊取所有的比特幣。一種反應可能是比特幣貶值，這對你來說不算太壞，因為不管怎么說你都竊取了比特幣，但你的挖礦硬件現在也變得一文不值。你花了很多錢買硬件。

因此，那些擁有大量哈希算力的人投入了大量的資金，他們也希望比特幣能夠繁榮發展。此外，還希望挖礦硬件的價值與比特幣的市值相稱。這是通過手續費和區塊獎勵來實現的，這意味著當比特幣的估值更高時，礦工的收入會更高。

因此，這將激勵更多的礦工，從而增加硬件資本。有了這個聰明的機制，比特幣通過這個載體被銷毀的成本高達數十億美金。不幸的是，PoW有兩個非常關鍵的缺陷。一個關鍵的缺陷是浪費電力。比特幣浪費了大量的電力。這些計算是隨意的，只對保護網絡安全有意義，但它們計算的數字并不是為了達成某種目的。浪費總是不好的，并且在全球變暖的背景下，浪費能源更是雪上加霜。

PoW的第二個關鍵問題是礦工的力量。礦工們不需要保留比特幣。對他們來說，比特幣多有用并不重要，他們在意的是挖礦帶來的收益。如果礦工們想讓比特幣變得更有用當然更好，但在這里我不想討論這對比特幣有什么好處。

我想要說的是，礦工可能會遵循某種策略，提高手續費從而使其無法作為貨幣使用，淪為價值儲存，甚至更糟糕到只是收藏品。例如，對于日常支付，你不會使用交易成本高于10美元的貨幣。如果你在售貨亭買一塊口香糖，但是交易成本遠高于商品本身的話，那我們就不僅僅是小白，而且是絕對的傻瓜。我們可以是小白，但我們不想成為傻瓜。

然而，多年前人們就已經下定決心要解決PoW的問題。最流行的解決方案是權益證明。網絡不再通過工作量難度，而是依靠高持股獲得安全性保障。因此，為了達成共識并找到新區塊，你不再需要硬件，而是需要持有大量的代幣。

在PoW中，每個人都有機會找到一個與投入的工作量成比例的新區塊。在PoS的模擬中，每個人都有機會找到一個與投入的股份數量成比例的新區塊。這意味著你可以質押你的代幣，使它們被凍結從而參與到共識的回合中來。

還記得那些保障網絡安全的昂貴的硬件嗎？在這里，同樣的情況也發生在質押的代幣上。如果你偽造假交易，那么你質押的加密貨幣就變得一文不值，因此你不會這么做。乍一看，PoS聽起來比PoW更簡單、更明智，但它也有一些缺陷。

Liquity Protocol宣布推出一個自我引導流動性的DeFi機制Chicken Bonds:7月13日消息，去中心化借貸協議Liquity Protocol宣布推出一個自我引導流動性的DeFi機制 Chicken Bonds，旨在使項目和DAO能夠免費為其代幣啟動協議擁有的流動性(POL) 。Chicken Bonds探索了一種新穎的本金保護債券機制，為終端用戶增加收益機會，使他們能夠獲得新發行的btoken，以換取其綁定的代幣。Chicken Bonds沒有到期日，也沒有鎖倉期：用戶在一段時間內累積btoken，同時可以隨時贖回(Chicken In)，或隨時提取本金(Chicken Out)。

Chicken Bonds在綁定代幣和bToken定價之間創造了一個飛輪效應：債券的人越多，bToken持有人保留的收益就越多。更高的收益率反過來增加了相對于基礎代幣的價格溢價，通過更高的年收益率使債券更具吸引力。[2022/7/13 2:09:25]

一個突出的例子是"無利害關系(nothing-at-stake)"問題。它適用于分叉，所以當網絡分裂成兩個獨立的部分時，單一的PoS會鼓勵持股人跟隨所有的分叉鏈。在PoW中，你不能這么做，因為你的礦機受限于其可以完成的工作量。但是如果你質押的代幣以同樣的方式存在于所有的分叉上，你在分叉上不會失去什么，為了獲取更多盈利，會鼓勵分叉。

不幸的是，分叉對于網絡來說是不健康的，它們會停止增長，讓用戶感到困惑，并減緩發展過程。另一個問題是，所有這些權益質押者必須交流并同步他們對鏈的演進的看法。對PoW來說，這沒什么關系。有人會找到下一個區塊，其他所有人都可以驗證這個解是否正確。

對于PoS，必須確定誰將提議下一個區塊，然后所有人都必須同意該塊是有效的。如果我們像比特幣一樣堅持10分鐘的區塊時間，這也不算個問題，但我們知道可擴展性問題是一方面，另一方面我們也不想等待交易確認。事實上，沒有必要像比特幣那樣等待6個區塊確認，以確保交易有效。這只是PoW的結果。

很抱歉，這段文字已經太長了。也許這也是喝杯咖啡的好時間。我會盡量縮短時間，但我不知道該怎么做，因為很多人不知道所有這些內在的問題。但好消息是：現在我可以談談Cosmos:D

所以Cosmos通過引入“消減”懲罰的概念來解決這個"無利害關系"問題。據我所知，這個想法是由Tendermint的負責人JaeKwon提出的。他們的想法是，行為不端的權益質押者會被扣除代幣。當你行為不端時，就會失去代幣。當你偽造假交易時，會損失很多代幣。

羅馬尼亞發布將政府文件存儲為NFT的計劃:金色財經消息，羅馬尼亞國家信息學研究與發展研究所（ICI）宣布了一項新的國家計劃，該計劃利用區塊鏈技術訪問、轉移和存儲其公民的官方文件。該項目被稱為“羅馬尼亞國家發行的個人證件和資產系統”（NSIDA），其最終目標是提高獲取和管理基本政府文件（如出生證明、駕駛執照和土地、財產契約）的便捷程度。NFT將成為存儲此類文件的媒介，這項工作還將包括推出一個獨家且安全的NFT應用，公民將能夠獲得經過驗證的政府文件，而無需親自前往官方辦公室領取這些文件。[2022/6/26 1:31:48]

因此，如果你跟著分叉#2走，你的代幣就會在分叉#1處被扣除。同樣，權益質押者也可能被迫參與監管過程。這也解決了DAO災難中出現的一些問題。下一件事情是，如果你偷懶，不參與生產新區塊的過程，那么你也會被扣除代幣。讓權益質押者參與新區塊的創建對網絡安全很重要。

此外，要鼓勵人們質押他們的代幣，而不是讓他們什么都不做或者天天交易。因此，Cosomos中存在一種動態通脹。質押你的代幣會在通貨膨脹中占有相應的比例，從而使你不會因為通貨膨脹而損失任何東西。這對于保持低手續費，并仍然鼓勵代幣質押是很有必要的。

下一件事情是Cosmos權益證明，它解決了前面提到的另一個問題。例如，當有10000個權益質押者時，每個人都必須檢驗每個新的區塊，如果沒有問題的話，必須通知每一個人。

有兩個限制，一個是延遲，另一個是帶寬。對于延遲，信號傳輸的物理限制是光速，傳輸到地球的另一側大約需要66毫秒的時間。在媒介中，光的速度會降低，在光纖中的傳播速度和在銅纜中不同，但我們就說100毫秒吧。

現在它取決于網絡拓撲結構，舉個簡單的例子，讓我們假設共識中的一個參與者將他的知識發送給其他兩個參與者。然后需要14次迭代來通知所有參與者，這14個階段需要1.4秒，在所有的參與者都被通知之后，他們必須發送回復，總共2.8秒。這個計算的問題是，它是錯的。因為在這種情況下，不能有一個叛徒。例如，如果在第一階段有一個叛徒，那么一半的網絡會得到錯誤的信息。

此外，我們沒有考慮到計算機也必須進行計算。假設一次計算需要50毫秒，例如實際檢查一個區塊是否有效。但也有優化空間，不必將新區塊只發送給其他2個網絡成員。我們可以發送給所有的10000個參與者。因此生產新區塊的人，發送給所有的10000個參與者，他們進行計算看是否正確，已經過去了150毫秒。然后所有的10000個參與者都發送給所有其他的10000個參與者，他們計算誰可能是叛徒，又過了150毫秒。然后所有的10000個參與者都同意新的區塊，提出他們對叛徒的擔憂，并建議下一個區塊的生產者。再加上150毫秒，總共450毫秒。

太好了，我們可以得到小于1秒的區塊時間。和比特幣的10分鐘相比相當不錯。此外，區塊是最終確認的。使用這種方法，無需等待6個或32個區塊以確保所有內容有效。這是因為我們不再信任最長的鏈，而是根據我們的利害關系來達成一致。好，那么讓我們檢查一下另一個限制，也就是帶寬。

對于第一種計算，我們假設跟原始比特幣的區塊一樣的大小，1MB。假設我們必須每150毫秒向所有10000個參與者發送整個區塊，則需要一個67GB/s帶寬的互聯網連接。通常這是以bit/s而不是byte/s表示的，所以這將是532Gbit/s。這是相當好的連接。有些人有100Mbit/s的帶寬，有些幸運兒在學生宿舍有1Gbit/s的帶寬，但沒人有532Gbit/s的帶寬，至少沒法到達世界上的任何地方。

不過，在每個階段只有2個接收者的初始示例中是可行的，如果我們以150毫秒的時間間隔計算，那么只需要大約100Mbit/s的帶寬。實際上，我們需要得更少，因為我們不需要在所有回合中都傳輸整個區塊。

在最后一輪中，我們只需要發送確認。但是，第一輪不能延遲太多。我們已經回退到每輪2名接收者，但又出現了另外一個問題。用這個值我們算出的結果是2.8秒。不幸的是，我們犯了一個錯誤，沒有考慮拜占庭容錯能力。為了達到這一點，必須有更多的階段，從而沒法把區塊時間限制到1秒范圍內。

因此這里我們遇到了一個真正的困境。對于10000個網絡參與者，我們要么沒有足夠的帶寬同時向所有參與者廣播，要么延遲太高，無法進行多個階段的信息分發，并且沒法把區塊時間限制在幾秒鐘的范圍內。

請記住，這里提到的網絡參與者指的是參與共識的人。剛剛讀取和發送交易的區塊鏈用戶不需要參與此過程。最終確認的區塊可以廣播給數百萬用戶，因為不需要雙向同步。

解決這個問題的辦法是委托。所以叫委托Cosmos權益證明。權益質押者分為兩組，委托人和驗證人。驗證人是共識機制的參與者，而委托人不直接參與網絡通信。在這種情況下，我們可以將驗證人的數量限制到一個固定的數目，例如100。

現在，即使有10000人甚至100000人想要質押，同步所有這些節點的問題也不復存在。同步100個參與者不是什么大問題，我們的初始示例是2的冪次，如果有10個接收者需要獲取新區塊的話需要7個階段，對于簡單的信息傳遞，2個階段就足夠了。

對于拜占庭容錯，我們需要一些額外的回合，但在正常的互聯網連接下，可以在幾秒鐘內創建新的區塊。那么，委托人需要做什么呢？他們投票給驗證人。他們仍然用自己的代幣保護網絡安全。選擇質押了很多代幣的的驗證人是很有意義的，這樣他們就不會作惡，但是委托人也可以決定要支持哪個驗證人。

因此，你可以參與獲取質押代幣獎勵，但不需要設置一個強節點。這是驗證人的工作，他們的工作會得到更多的回報。但正如Cosmos中每年的通貨膨脹是動態的一樣，驗證人委員會也是動態的。

對前者進行調整是為了保證超過66%的代幣質押，對后者進行調整是為了使委員會保持在合理的低數量水平，但驗證人仍有運行節點的動機。這是通過驗證人之間競爭委托權來實現的。

這里還有一句話很重要，如果你的驗證人遭到消減懲罰，你質押的代幣也會丟失。這就是為什么分拆你的委托代幣以及密切關注驗證人是很重要的，這是一種監控發生了什么的激勵，從而保持網絡安全。1MB區塊大小只是這里的一個例子，當然這也是動態的。但這里選它的目的是為了證明Cosmos能夠處理比比特幣多600倍的信息，而不會浪費電力。

的樞紐，這些區代表特定的區塊鏈。）

好，所以Cosmos在技術上考慮得很好，并且在某種程度上提高了垂直擴展性。這很棒，但是很多代幣都在這么做，對吧？完全正確。有很多代幣在做這個。老實說，這并不是Cosmos中了不起的東西。所以請系好安全帶，我們現在正在接近美味的正餐。準備舔手指吧。

Cosmos也是一個多token平臺。Cosmos中不僅有Atom，這是Cosmos的質押token，也有photon，這是Cosmos的手續費token。因此，一種代幣用于整個共識機制，另一種代幣用于支付交易。這些Photon沒有被質押，因此在交易所里有很強的流動性。

此外，Photon也是ethermint網絡的原生token。Ethermint是在Tendermint上托管的以太坊。和以太坊的功能相同，但使用如上所述的共識。這解決了可擴展性問題的垂直部分。由于Cosmos并不打算成為其他生態系統的競爭對手，因此ethermint的創建被稱為“hardspoon”。這意味著所有ETH持有者都能獲得Photon，并能像使用以太坊一樣使用ethermint，但手續費要少得多，而且它和Cosmos網絡是相連的。Cosmos網絡？

實際上，Cosmos把自己描述為區塊鏈的互聯網。這是因為在這個Cosmos中，區是通過中樞相連的。這些區可以是任何用Tendermint創建的東西。ethermint顯然是其中一個區。另一個區也可以是和比特幣掛鉤的區。這意味著你可以把真正的比特幣存進來換取Cosmos中的比特幣token。

一旦你有了這些token，就可以把它們轉移到Cosmos中樞，并通過交易換成其他的token，比如Photon或者任何其他可用的token。另一個區也可能是一個錨定歐元的區，在這里你可以將歐元存入銀行賬戶，換取一些Cosmos中的歐元token。現在你可以用這些歐元token和比特幣token進行交易，交易完成后，在比特幣掛鉤區中贖回真正的比特幣。然后，你的對手方會在歐元掛鉤區贖回歐元。你們兩個進行的是一次去中心化交易。

這在Cosmos中是直接可行的嗎？不，但是很容易建立一個與Cosmos相連的區，允許去中心化交易。事實上，創建區并將它們通過中樞相連是Cosmos的突出特征。想象一下以太坊上有一個應用程序通過創建超過10%的流量堵塞了網絡，這一切都是關于可愛的小貓。

在Cosmos中，開發者可以決定為這些可愛的小貓創建一個特定的區。如果小貓熱完全爆發了，即使那個區處理交易的速度不夠快，開發者也可以生成另一個小貓區，和第一個區并行運行。通過Cosmos中樞，區之間的小貓可以以去中心化的方式交易。

我們在這篇文章里聽到過垂直擴展；還有另一種方法，被稱為水平擴展。水平擴展是異步的，會使事情變得更加復雜，但它沒有垂直擴展的那些限制。所有這些都意味著有可能建立中樞和區的樹形結構，為區塊鏈技術的極大擴展打開了大門。

許多人可能聽說過以太坊開發者正在開發的分片。這是不同的，分片會自動工作。對于Cosmos中樞和區，開發者必須坐下來手工構建。但分區的一大優勢是每個區都可以獨立構建。一個區可以有自己的經濟模型，私有區塊鏈也可以被連接起來。這已經表明了Cosmos項目的精神。它不是像許多其他項目聲稱的那樣接管整個加密空間。

它只是把一切聯系在一起。依靠單一區塊鏈以最好的方式解決所有問題是沒有未來的。未來將會有許多應用專屬的區塊鏈，以滿足其用戶和開發者的需求。Cosmos希望將這些區塊鏈連接到現有的區塊鏈。Tendermint希望給這些應用專屬的區塊鏈一個基底。這就是為什么Tendermint和Cosmos不能單獨分開看的原因。兩者都使另外一方更有價值。

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