区块链的 TCP/IP ？Cosmos 技术分析｜标准共识

Cosmos简介

以传统互联网的角度来看，正是由于IP协议的中继左右，让我们熟知的HTTP、P2P、IEEE、WiFi等协议相互连接，才有了我们可以在HTTP协议上登录网页版微信，利用P2P协议将文件通过网页版微信传输等应用场景。而以Cosmos、Polkadot为代表的跨链技术正在构建区块链领域的IP协议，故而有人将跨链技术视为区块链3.0时代。

Cosmos原理

图中最左侧和最右侧的4条公链在没有Hub的情况下要实现连接，就必须在彼此之间新建一条通道，但如果有了Hub，它们都只需要与Hub连接，由Hub实现跨链的中转。

Hub本身也是一条公链，使用CosmosSDK开发，具备tendermint结构；Hub连接的公链以及公链的代理链被称作「Zone」，所有的Zone都需要实现IBC通信标准。

区块链初创公司 Aptos Labs 与 Google Cloud 达成合作:金色财经报道，区块链初创公司 Aptos Labs 与 Google Cloud 合作，此举将使公司和开发人员能够更轻松地在其网络上构建。?谷歌云将成为 Aptos 的首批云合作伙伴之一，这是谷歌首次选择支持Layer 1?。Aptos 周四表示，通过这笔交易，Aptos 希望为建筑商提供可扩展、安全和可持续的基础设施。此前消息，公链项目Aptos将自5月起分阶段启动激励性测试网。[2022/4/22 14:40:43]

CosmosSDK架构

baseapp：定义了一个基本ABCI应用的模版，与Tendermint通信。开发者也可以根据自己的需求重写。

应用程序：包括gaia、basecoin、democoin。其中gaia就是hub主程序，basecoin以及democoin是提供的两个示例应用。

Bison Trails宣布支持Dapper Labs的Flow区块链:区块链基础设施即服务公司Bison Trails周二宣布，其用户可在Dapper Labs的Flow区块链网络上进行构建。（Coindesk）[2020/8/11]

plugins：cosmos-sdk的基本单元，每个plugin都是baseapp的功能扩展，包含各自的消息和交易处理逻辑。

目前SDK已经集成了一些重要的plugin：

staking：POS相关的实现，包括：绑定，解绑，通货膨胀，费用等操作。

ibc：跨链协议IBC的实现，也是Cosmos支持跨链的主要插件。

governance：治理相关的实现，如提议、投票等。

前比特币核心开发者：第二层技术确实让比特币更接近更具可扩展性的区块链:比特币第二层解决方案闪电网络被吹捧为解决比特币扩展难题的方法之一。自2018年推出以来，作为该领域一项有前途的技术，闪电网络已经取得长足的进步。在这一过程中出现了一些问题，比如有研究声称这项技术容易受到DDoS攻击。闪电网络的增长缓慢但稳定。Bitcoin Visuals数据显示，截至3月6日，闪电网络节点数量超过5200个。在2018年9月至2019年5月期间进行了大规模采用，之后的数据似乎停滞不前。除此之外，在经历了两次大跌之后，闪电网络锁定的美元总价值也在稳步增长。前比特币核心开发者Peter Todd表示，第二层技术确实让比特币更接近一个更具可扩展性的区块链。他接着说，“它（实现可扩展性）并不容易，它不一定适用于一切。”（AMBCrypto）[2020/3/9]

auth：定义了一个标准的多资产账户结构，开发者可以直接嵌入自己的账户体系中。

动态 | 中信银行携7家国际银行 借区块链简化信用状交易:据中时电子报消息，中信金(2891)旗下中信银行携手国际银行团，与汇丰银行(HSBC)、荷商安智银行(ING)、渣打银行(Standard Chartered)、法国巴黎银行(BNP Paribas)、国民西敏寺银行(NatWest)、瑞典北欧斯安银行(SEB)、泰国盘谷银行(Bangkok Bank)等7家国际银行合作，以R3区块链联盟Corda技术开发Voltron贸易融资解决方案，通过区块链技术全面提升信用状交易效率，并预计明年第一季进行客户测试。[2018/11/14]

bank：定义资产的转移。

PegZone原理

基于Cosmos-sdk开发的区块链能够轻松满足实时最终性，然而现存的Bitcoin和Ethereum这类使用POW共识的区块链并不具备此特点，只能属于概率最终性，无法防止区块链的回滚。对于这类链，团队采用PegZone方案来解决。

上图我们可以看出PegZone可以分为5个部分：

SmartContract：资产托管的角色，保管以太坊中的代币和Cosmos中的代币。主要提供了lock、unlock、mint、burn四个方法。

Witness：是一个以太坊全节点，监听以太坊合约的event，并等待100个区块产生后，封装WitnessTx提交到PegZone中来证明在以太坊内状态更改。

PegZone：PegZone是基于Tendermint的区块链，负责维护用户的账户信息，允许用户之间资产的转移，并提供交易查询。

Signer：使用secp256k1对交易进行签名，以便签名能够高效的被智能合约验证，对应于智能合约的校验者公钥集合。

Relayer：中继器负责交易转发。将所有Signer签名后的SignTx转发到smartcontract中。

以太网到Cosmos的传输过程

合同在Cosmos端接收lock带有ERC20令牌和目的地地址的交易。它将收到的资金锁定在挂钩区域的共识，记录通知转发器的事件。

中继器通过RPC连接到以太坊完整节点，监听Lock事件。

一旦节点收到智能合约的存款，它就等待100个街区，然后生成并签署SignWitnessMsg证明宇宙钉区正在监听的事件的证据。

挂钩区域接收证人交易，直到超级大多数投票权见证了事件。每个BeginBlock调用peg区域检查是否有任何传入的以太坊传输已达到超过大多数确认。

然后，节点使用内部事务更新状态，以反映某人想要从以太坊发送令牌并生成IBCWitness将令牌转换为指定的目标链.

合约操作过程如下图

Cosmos到以太网的传输过程

ABCI应用程序收到IBCRelay要求刻录以太坊令牌的请求，并根据IBC规范处理它。ABCI应用程序生成一个有效的以太坊交易，其中包含{地址，令牌地址，金额，非现金}，并将其写入其状态。

每个签名应用程序正在监视ABCI状态中的新事务，并检测新事务。

每个签名应用程序使用secp256k1使用以太坊智能合约已知的密钥签署交易。

每个签名应用程序都将其中继提交回ABCI应用程序以SignRelayMsg进行复制。

定期查询ABCI应用程序事务的中继进程看到事务已达到所需的中继阈值。

其中一个中继器通过调用该unlock函数将事务发送到智能合约

智能合约用于ecrecover检查它是否由与交易高度相对应的超级大多数验证器集签名。智能合约释放交易中指定的令牌，使其可用于目标地址。

标准共识分析

Cosmos目前有CosmosHub模块跨链PegZone模块IBC模块治理相关模块等一系列全生态环境，从愿景上看，Cosmos希望打造成一个区块链互联网。所以需要解决跨链的问题，目前未知并未在跨链方面看到成熟方案，这个目标还是很远大，但很难实现，类比互联网网络没有共识层，只要解决好传输问题，就可以完成基本的通信，但区块链不一样，它的特色就是有不同的共识模型，这是它的生命力，也是它进步的方向。

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