區塊鏈的 TCP/IP ？Cosmos 技術分析｜標準共識_COSM

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。

海南省大數據管理局副局長：借助各種資源建立海南區塊鏈產業，強化項目區塊鏈應用:金色財經現場報道，7月5日，由巴比特×算力智庫聯合主辦的《隱私計算：讓數據安全有序流動起來》主題會議上，海南省大數據管理局副局長孫少科表示，在管理體制上，海南省將用大數據提升國家治理現代化水平，用大數據促進保障和改善民生，推進數據、人員、資金、技術、管理五集中機制體制落地；政務領域上，打造政務領域基礎性設施支撐，通過一個區塊鏈基礎設施架構，提升可信交換支撐能力。同時推動區塊鏈先導性項目發展，借助各種資源建立海南區塊鏈產業，強化項目區塊鏈應用。[2020/7/5]

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。

動態 | 廣東省藝術區塊鏈聯盟成立:12月29日，一場與藝術區塊鏈相關的新聞發布會在廣東舉行。廣東省內書畫、攝影、音樂、歌唱領域的藝術家們以及相關從業者約30人參加了會議。會上，金斗云文化科技（廣州）有限責任公司和廣東卓啟投資有限責任公司簽定了聯合開發藝術區塊鏈平臺的戰略合作協議。15位藝術家獲邀成為藝術區塊鏈平臺首批入駐藝術家。

廣州市天河區融媒體中心主任、天河區作家協會主席胡碩堂表示，要建設以區塊鏈為基礎的藝術品交易市場，打造相關誠信體系是建設的首要問題。“藝術＋區塊鏈”的發展趨勢下，廣大藝術家將借助區塊鏈平臺共同創作并產生新的效益，未來區塊鏈藝術品交易平臺的發展潛力是無限的。藝術區塊鏈平臺的確權功能降低了藝術品的鑒賞和辨偽的門檻，未來普通大眾與藝術收藏家之間的界限越來越模糊，人人都可能成為藝術收藏和投資者。（羊城晚報）[2019/12/29]

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。

聲音 | 南京日報：區塊鏈技術助力南京城市的信用建設:12月20日，南京日報刊文《創新應用，打造“信用南京”》，文中指出，近年來，南京不斷釋放“信用紅利”，比如建成區塊鏈電子證照系統，實現全線上信用審查等各項審批流程；應用區塊鏈技術，整合公共信用數據與金融信貸數據，在保證數據安全的同時，實現數據融合利用，為提供普惠便捷金融服務探索出一條新路。[2018/12/20]

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。

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。

聲音 | John McAfee：區塊鏈和數字貨幣是金融解放的載體:據Bitcoin Exchange Guide消息，John McAfee在最近的CoinsBank Blockchain Cruise Event活動期間表示，區塊鏈和數字貨幣是金融解放的載體。他認為，分散的網絡提供了一種未經中介機構許可進行交易的途徑。現有系統一直是金融奴隸制的一種形式，應該廢除。而數字貨幣和區塊鏈技術為人類帶來了新的自由。[2018/9/29]

governance：治理相關的實現，如提議、投票等。

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：

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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