Tiêu điểm chính

• Giao thức truyền thông giữa các Blockchain (Inter-Blockchain Communication - IBC) là một giao thức truyền thông đã được thử nghiệm thực tiễn thành công trong hệ sinh thái Cosmos, nhưng việc áp dụng bên ngoài Cosmos còn bị hạn chế.

• Xây dựng một liên kết liên quan đến sự đánh đổi giữa sự tin cậy, thông điệp chung và khả năng tương thích. Cách tiếp cận theo mô-đun cho phép các nhà phát triển cầu nối tập trung vào một số thành phần và cho phép các ứng dụng tùy chỉnh ngăn xếp liên kết cuối của họ một cách hiệu quả.

• Polymer nhằm mục đích tiêu chuẩn hóa IBC thành layer vận chuyển (transport layer) cho thế giới multichain, nơi các ứng dụng có thể đạt được khả năng kết hợp thực sự và trải nghiệm người dùng được tối ưu hóa trên các chuỗi.

Kết nối các blockchain riêng biệt là một trong những vấn đề chính trong crypto vì các ngăn xếp công nghệ khác nhau không giao tiếp với nhau một cách tự nhiên. Vấn đề chính là kết nối các blockchain và di chuyển tài sản qua chúng mà không cần tin tưởng vào bên thứ ba để liên lạc an toàn. Vì các blockchain khác nhau có ngăn xếp công nghệ khác nhau nên hiện tại không tồn tại một giải pháp chung nào không tạo ra sự thỏa hiệp.

Sự đánh đổi được gọi là bộ ba bất khả thi về cầu nối truyền tin (messaging bridge). Bất kỳ cầu nối nhất định nào cũng chỉ có thể đảm bảo đầy đủ hai trong số ba đặc điểm sau: tính phi tập trung, khả năng được sử dụng bởi bất kỳ chuỗi nào và truyền dữ liệu tùy ý. Các nhà xây dựng đã bắt đầu tập trung vào những cây cầu có ít giả định về độ tin cậy nhất, đây là chìa khóa trong việc duy trì an ninh của cầu nối như nhiều vụ khai thác lỗ hổng các cầu nối đã diễn ra riêng biệt trong năm qua.

IBC là một giao thức nhắn tin chung có thể được sử dụng để làm cầu nối giữa hai chuỗi bất kỳ. Nó vẫn kết hợp với sự phụ thuộc mạnh mẽ của Cosmos vào các mô-đun gốc của nó. Polymer, một giao thức mới nhằm đưa IBC ra bên ngoài Cosmos, giải quyết vấn đề này bằng cách hoạt động như một bộ định tuyến nhắn tin để bất kỳ chuỗi hoặc tổng số nào cũng có thể truyền tin nhắn cho nhau bằng IBC, tạo ra chức năng cho đến nay chỉ giới hạn ở Cosmos.

Tình trạng khả năng tương tác hiện tại

Các liên kết rơi vào một trong ba ngăn khi đối mặt với bộ ba bất khả thi của cầu nối:

• Được xác minh bên ngoài (ví dụ: Axelar, LayerZero, và Wormhole) – Trình xác thực bên thứ ba xác minh giao dịch giữa các chuỗi. Những liên kết này có thể mở rộng và hỗ trợ nhắn tin tùy ý, nhưng có một điểm tập trung là chúng phụ thuộc vào trình xác thực hơn là chuỗi bên dưới.

• Được xác minh Optimistically (ví dụ: Nomad) – Một dạng liên kết được xác minh bên ngoài, trong đó trình cập nhật chuyển thông báo từ nguồn đến chuỗi đích. Biến thể này bao gồm khoảng thời gian trễ để bất kỳ ai cũng có thể gửi bằng chứng gian lận trong trường hợp họ nhận thấy điều gì đó độc hại, lấy cảm hứng từ optimistic rollup.

• Xác minh cục bộ (ví dụ: Connext và Hop) – Các bên đối tác xác minh lẫn nhau, giảm xác minh nhiều bên thành hai bên. Điều này cho phép hoán đổi nguyên tử, trao đổi tài sản giữa các chuỗi mà không cần bên thứ ba xác thực. Những liên kết này có thể mở rộng và giảm thiểu độ tin cậy, nhưng chúng không thể khái quát hóa cho các chuỗi có cấu hình khác nhau.

• Được xác minh tự nhiên (ví dụ: IBC và NEAR Rainbow Bridge) – Trình xác thực riêng của chuỗi xác minh các giao dịch của đối tác, chỉ ra một hệ thống giảm thiểu độ tin cậy. Chúng không thể mở rộng vì các chuỗi tham gia phải xác minh sự đồng thuận của nhau, điều này thường rất tốn kém.

Bất cứ khi nào một ứng dụng sử dụng giải pháp liên kết, ứng dụng đó sẽ tự động kế thừa các sự đánh đổi của liên kết. Các nhóm đã bắt đầu nghĩ đến việc tạo liên kết theo mô-đun hơn để các ứng dụng có thể tùy chỉnh các giải pháp cuối cùng của họ, bỏ qua bộ ba bất khả thi cục bộ.

Ngăn xếp Liên kết Truyền tin

Một giao thức truyền tin hoàn chỉnh chứa các layer sau:

• Vận chuyển (Transport) – Layer này xử lý cách dữ liệu sẽ được chuyển tiếp và đọc trên chuỗi đích, bất kể tính xác thực.

• Trạng thái (State) – Chuỗi đích xác minh rằng thông báo nhận được giống với dữ liệu trên chuỗi gốc – được cho là phần thách thức nhất trong việc xây dựng liên kết. Phần này của ngăn xếp là nơi các ứng dụng khách nhẹ, zero-knowledge proof (ZKP) hoặc bằng chứng gian lận xuất hiện.

• Ứng dụng (Application) – Sau khi dữ liệu được vận chuyển và xác minh, layer này sẽ thực thi dữ liệu nhận được trên chuỗi đích.

LayerZero và Hyperlane cho phép các ứng dụng lựa chọn giữa các mô-đun bảo mật và điều chỉnh các tham số xác minh, mô-đun hóa thành phần trạng thái. Khả năng chọn phương pháp xác minh tốt nhất này có thể giúp giảm bớt sự không an toàn của các liên kết ở layer trạng thái. Trong thời gian Hack Ronin Bridge, mất gần 600 triệu đô la, tin tặc đã giành được quyền truy cập vào 5 trong số 9 node xác thực và sau đó bòn rút vốn từ liên kết. Đó là một ví dụ hoàn hảo về việc các trình xác thực tập trung dễ dàng bị xâm phạm như thế nào.

Để đối phó với những lỗ hổng này, các cầu được xác minh nguyên bản bắt đầu được xem là tiêu chuẩn vàng để tạo cầu và hồ sơ theo dõi của IBC đã biến nó trở thành một giao thức hàng đầu. Nhược điểm của nó là IBC chưa được áp dụng ngoài Cosmos.

IBC

IBC là một giao thức cầu nối truyền tin tổng quát giữa các blockchain và được xác định bởi một bộ mô-đun có thể cắm được trong SDK Cosmos. Mặc dù phiên bản đầu tiên của IBC ra mắt vào năm 2021, nhưng nó vẫn chưa được áp dụng rộng rãi bên ngoài Cosmos do các yêu cầu tương thích nghiêm ngặt của nó.

Tiêu chuẩn Cosmos SDK và Interchain

SDK Cosmos là một khung có thể khởi chạy bất kỳ chuỗi ứng dụng nào sử dụng Tendermint và Giao diện ứng dụng-Blockchain (Application-Blockchain Interface- ABCI). Tendermint cung cấp lớp kết nối và đồng thuận Proof-of-Stake (PoS) và đạt được tính hữu hạn tức thời trái ngược với tính hữu hạn xác suất. Layer đồng thuận có thể kết nối với bất kỳ ứng dụng nào thông qua giao thức ABCI, hỗ trợ nhiều loại ngôn ngữ lập trình. Những công cụ này cung cấp cho nhà phát triển khả năng tùy chỉnh và tính linh hoạt, cho phép họ sử dụng các mô-đun dựng sẵn khi xây dựng ứng dụng.

Ngoài ra, các chuỗi IBC phải tuân theo Tiêu chuẩn liên chuỗi (Interchain Standards- ICS), đây là thông số kỹ thuật cho các giao dịch. ICS-27, hoặc Tài khoản liên chuỗi, là một tiêu chuẩn quan trọng. Nó cho phép một chuỗi kiểm soát an toàn các tài khoản trên một chuỗi khác, mở ra cánh cửa cho các tài khoản liên chuỗi, DAO đa chuỗi và khả năng tương tác thực sự.

Bất kỳ chuỗi giao tiếp nào sử dụng IBC sẽ có giá tốt nhất để có được ICS và các lợi ích của SDK Cosmos.

Thiết lập Giao tiếp với IBC

IBC cho phép các chuỗi giao tiếp xác minh trạng thái của nhau bằng các ứng dụng khách nhẹ. Các nút tối thiểu này có thể tham gia xác minh mà không có giả định tin cậy của bên thứ ba.

Trình xác thực của hai chuỗi liên quan đến giao tiếp chỉ cần tin tưởng vào mô hình bảo mật của nhau, dẫn đến một cây cầu chỉ an toàn như liên kết yếu nhất. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng kết quả bảo mật được tối đa hóa, cung cấp một môi trường đáng tin cậy để trao đổi thông tin và tài sản.

Một bộ chuyển tiếp không được phép vận chuyển bằng chứng từ nguồn đến chuỗi đích. Sau đó, ứng dụng khách nhẹ của chuỗi đích đọc trạng thái của chuỗi nguồn và sao chép nó vào chuỗi của chính nó. Thông thường, trình xác thực của chuỗi tham gia đóng vai trò là trình chuyển tiếp, khuyến khích họ cảnh giác. Nếu một bộ chuyển tiếp không hoạt động, nó không ảnh hưởng đến an ninh, nhưng nó có thể ảnh hưởng đến sự sống động và làm chậm quá trình giao tiếp. Tuy nhiên, khuyến khích chuyển tiếp vẫn còn công việc đang được tiến hành, với nỗ lực tạo ra một hệ thống mạnh mẽ đền bù thỏa đáng cho những người tham gia.

Liên kết được xác minh bên ngoài cũng có thể sử dụng chức năng vận chuyển của IBC. Axelar được xây dựng với SDK Cosmos và tương thích với các chuỗi hỗ trợ IBC. Tương tự, nó sử dụng các bộ chuyển tiếp không được phép để di chuyển dữ liệu và sử dụng các ứng dụng khách nhẹ để xác minh. Nhưng với tư cách là một cầu nối được xác thực bên ngoài, nó dựa vào một trung tâm trung tâm để tạo điều kiện nhắn tin. Vì là PoS network nên Axelar có thể bị xâm phạm nếu thiếu đủ staked token để đảm bảo an toàn kinh tế và các chuỗi được kết nối có thể mất đi sự sống động và quỹ.

IBC ngoài Cosmos

IBC đã chứng tỏ bản thân trong Cosmos – nó đã được bảo đảm 57 chuỗi và chuyển hơn 160 triệu USD giá trị. Thành công của nó vẫn chưa lan sang các hệ thống khác do các yêu cầu tương thích nghiêm ngặt với các hệ thống đồng thuận tài chính tức thời như Tendermint. Các hệ thống tài chính xác suất như Proof-of-Work Ethereum sẽ phá vỡ lời hứa bảo mật của IBC.

Các nhóm tích cực làm việc để giới thiệu IBC với Ethereum bao gồm:

• Electron Lab đang tập trung vào việc đưa IBC lên Ethereum, nhưng việc kết nối Tendermint chain tới EVM chain là một thách thức. Cosmos yêu cầu chữ ký ed25519, cần thiết để xác minh ứng dụng khách nhẹ và xác minh chữ ký này trên EVM tốn nhiều gas. Để khắc phục điều này, Electron Labs sẽ giữ chi phí thấp bằng cách sử dụng ZK proof về tính hợp lệ của chữ ký và xác minh bằng chứng trên Ethereum One downside của phương pháp này là sự phụ thuộc vào hợp đồng thông minh kết quả, sẽ được kiểm soát bởi một nhóm. Điều này sẽ không mở rộng việc tối thiểu hóa niềm tin của IBC.

• zkBridge cũng hy vọng kết nối Cosmos với Ethereum. Giống như Electron Labs, zkBridge sử dụng ứng dụng khách nhẹ và chạy hợp đồng thông minh trên Ethereum. Nó sử dụng một mạng chuyển tiếp, trong đó các bộ chuyển tiếp mang các block header đến chuỗi đích để chứng thực. Hệ thống này cho phép chứng minh song song, mang lại hệ thống chứng minh rẻ hơn và nhanh hơn, đồng thời loại bỏ nhu cầu thiết lập đáng tin cậy, nơi một bên đáng tin cậy tạo khóa riêng. Do đó, mặc dù phụ thuộc vào hợp đồng thông minh trung tâm, zkBridge có ít giả định về độ tin cậy hơn do hệ thống minh chứng của nó.

Trường hợp phù hợp Polymer

Để hai mạng blockchain có thể tương tác liền mạch, chúng yêu cầu một lớp vận chuyển được chia sẻ để tạo điều kiện giao tiếp. PolymerDAO nhằm mục đích đáp ứng nhu cầu này. Nó là một chuỗi ứng dụng Cosmos hoạt động như một Trung tâm IBC, cho phép các chuỗi kết nối với nhau. Với cách IBC tiêu chuẩn hóa làm thành phần vận chuyển, Polymer trao quyền cho các chuỗi được kết nối để chọn phương thức xác minh của riêng họ trong khi vẫn cung cấp ứng dụng khách xác thực ZK light mặc định (tương tự như triển khai Electron Labs và zkBridge). Hơn nữa, các chuỗi được kết nối với Polymer sẽ có quyền truy cập vào SDK Cosmos và nterchain Accounts.

Để kích hoạt kết nối Ethereum với IBC, Polymer đã triển khai IBC trong Solidity và sử dụng hệ thống bằng chứng Plonky2 để xác thực. Plonky2 là một hệ thống chứng minh đệ quy tạo ra một bằng chứng duy nhất để biểu diễn một tập hợp các bằng chứng. Hệ thống này tiếp tục giảm chi phí tạo bằng chứng và xác thực. Cũng như các triển khai khác, ZKP sẽ được xác thực trực tuyến trên chuỗi đích. Ví dụ: nếu Ethereum và Osmosis giao tiếp thông qua Polymer, điều sau đây sẽ xảy ra:

1. Ethereum xác minh sự đồng thuận của Polymer thông qua ứng dụng khách nhẹ ZK Tendermint, trong khi Polymer xác minh sự đồng thuận của Ethereum thông qua ứng dụng khách nhẹ Ethereum.

2. Polymer xác minh sự đồng thuận của Osmosis thông qua Tendermint light client (ứng dụng khách nhẹ gốc Cosmos chain) và Osmosis xác minh sự đồng thuận của Polymer thông qua Tendermint light client.

Mặc dù Polymer hoạt động như một thực thể trung gian giữa giao tiếp chuỗi, nhưng nó chỉ thực hiện chức năng định tuyến do IBC xác định mà không có bất kỳ giả định tin cậy bổ sung nào. Chức năng chuyển tiếp dữ liệu vẫn được thực hiện bởi các bộ chuyển tiếp, không đáng tin cậy. Những điểm nổi bật ở trên của Ethereum, nhưng Polymer nhằm mục đích thiết lập kết nối IBC giữa càng nhiều hệ sinh thái càng tốt.

Kết nối Cosmos và Modular Blockchain

Ngoài việc tiêu chuẩn hóa liên kết cho các chuỗi không phải IBC, Polymer còn nâng cao cách thức hoạt động của các Cosmos chain hiện tại.

Hoạt động như trung tâm IBC cho Cosmos và hơn thế nữa, Polymer loại bỏ hiệu quả các kết nối dư thừa giữa các chuỗi. Hiện tại, các chuỗi đang thiết lập kết nối giữa Cosmos Hub với nhau, nhưng với Polymer, họ chỉ có thể thiết lập một kết nối với Polymer và kế thừa kết nối với tất cả các chuỗi khác được kết nối với Polymer. Điều này đã đạt được thông qua multi-hop upgrade (nâng cấp đa chặng).

Chia sẻ bảo mật qua IBC

Khả năng tương tác mô-đun phù hợp với tường thuật modular blockchain. Một ứng dụng khách nhẹ Tendermint duy nhất có thể xác thực một phiên bản logic của blockchain hoặc monolithic chain. Nhưng khi chuỗi được chia thành các phần mô-đun (sự đồng thuận, thực thi và tính sẵn có của dữ liệu), thì điều này không còn đúng nữa.

Bây giờ, mỗi phần của ngăn xếp cần một ứng dụng khách nhẹ để xác thực. Nếu một ngăn xếp mô-đun nhất định muốn sử dụng Polymer để kết nối với một chuỗi khác, thì mỗi phần của ngăn xếp mô-đun có thể linh hoạt chọn phương thức xác minh của nó. Tính khả dụng của các giải pháp xác minh sẽ mở rộng khi các chuỗi và giải pháp bảo mật dùng chung chọn sử dụng IBC để vận chuyển.

Ví dụ, EigenLayer có thể tích hợp IBC. EigenLayer cho phép ETH staker chiếm lại số vốn đó để cung cấp dịch vụ trình xác thực để có thêm lợi nhuận. Nó có thể sử dụng IBC để thiết lập cầu nối giữa các giải pháp phần mềm trung gian của nó. Trong trường hợp này, các chuỗi người tiêu dùng sẽ chạy một ứng dụng khách nhẹ cho EigenLayer và một ứng dụng khác cho chuỗi người tiêu dùng đích. Sau đó, chúng sẽ kế thừa bảo mật kép bằng cách yêu cầu xác minh từ cả EigenLayer và chuỗi đích.

Nguồn: Polymer

IBC với tư cách là lớp vận chuyển là tùy chọn rõ ràng để làm cầu nối cho vô số ứng dụng và Polymer đạt được hiệu quả tương tự bằng cách phân tích IBC để bất kỳ hệ sinh thái nào cũng có thể triển khai nó và thu được các lợi ích phụ trợ. Đối với cả chuỗi mô-đun và tương thích với IBC, Polymer mở ra không gian thiết kế xác thực để lựa chọn bảo mật có thể có chủ quyền và phù hợp. Mặc dù Polymer đang cạnh tranh để các chuỗi chọn nó làm giải pháp liên kết, nhưng nó hài hòa với các cầu nối khác trên mặt trận xác thực.

Các tính năng và Timeline sắp tới

Vai trò của PolymerDAO sẽ bao gồm các permissioning chain (chuỗi cấp phép), ít nhất là lúc đầu. Nó cũng sẽ là nơi quản trị được thiết lập để phát triển và nâng cấp giao thức. Dự án hiện đang được phát triển và sẽ có testnet sắp ra mắt trong vài tháng tới.

Một số lĩnh vực khác để mong đợi:

• Thị trường bảo mật IBC: Do vị trí của Polymer là layer vận chuyển, nó sẽ làm việc với Cosmos để thiết lập một thị trường bảo mật cho bất kỳ chuỗi nào sử dụng Polymer. Đổi lại, điều này sẽ gợi ra các giải pháp bảo mật của riêng họ, ví dụ: chọn tham gia mô-đun bảo mật của LayerZero, trong khi sử dụng bộ trình xác thực của chính nó. Nhiều quy trình bảo mật có thể được sử dụng cùng nhau để đảm bảo trạng thái kết quả là tuyệt đối an toàn.

• End-to-End IBC (IBC đầu cuối): Hợp đồng thông minh trên hai chuỗi khác nhau được kết nối qua Polymer có thể thiết lập kênh IBC với nhau – điều này sẽ thiết lập các kết nối IBC gốc và ứng dụng khách nhẹ giữa chúng mà không cần kết nối qua Polymer.

Quan ngại

Mặc dù IBC đã chứng minh tính bất khả xâm phạm trong hệ sinh thái Cosmos, nhưng nó vẫn chưa xử lý được một lượng vốn đáng kể. Mặc dù có thể còn sớm để coi IBC là ứng dụng tiên phong về khả năng tương tác rõ ràng, nhưng đây hiện là lựa chọn hứa hẹn nhất trong số tất cả các mô hình cầu interchain. Tuy nhiên, có những giả định về một tương lai multichain  và các chuỗi liên kết với nhau không đáng tin cậy mang lại kết quả tích cực ròng cho toàn bộ không gian.

Polymer có kế hoạch sử dụng Plonky2 cho trình xác thực của nó, hệ thống mới và chưa được kiểm toán. Việc sử dụng ZKP cũng có thể đưa ra những thách thức trong việc cân bằng giữa chi phí chứng minh và độ trễ.

Kết luận

So với các liên kết nhắn tin tùy ý, IBC có ít giả định tin cậy nhất và mở ra giao tiếp với hệ sinh thái Cosmos và cơ sở hạ tầng cơ bản. Nếu Polymer đặt cược vào IBC là layer vận chuyển tiêu chuẩn giữa các chuỗi giao tiếp được đền đáp, nó sẽ có thể mang lại lợi ích cho bất kỳ hệ sinh thái bị cô lập nào cũng như cấu trúc phức tạp của các chuỗi mô-đun.

Bài viết được FXCE Crypto biên tập từ “IBC Outside of Cosmos: The Transport Layer” của tác giả Nghe Nandini với mục đích cung cấp thông tin và phi lợi nhuận. Chúng tôi không khuyến nghị đầu tư và không chịu trách nhiệm cho các quyết định đầu tư liên quan đến nội dung bài dịch.