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Near 彩虹桥能否解决以太坊拥堵问题?

2020年5月,NEAR协议启动了其主网的0阶段–在这期间

作者|Mika Honkasal

摘要

NEAR是一个的区块链分片项目,近日,该项目在a16z crypto领投的代币销售中筹集了2160万美元,并在Coinlist上向投资者出售了近3000万美元的NEAR代币

2020年5月,NEAR协议启动了其主网的0阶段–在这期间,该链由一组获得许可的验证者运行

ETH-NEAR 彩虹桥:最初将在Ethereum和NEAR区块链之间实现ERC20代币的转移

NEAR协议是下一代区块链项目中竞争领域的新秀,2019年7月,该团队从Pantera Capital、Coinbase Ventures和MetaStable等公司筹集了他们的第一笔大额资金1210万美元。2020年5月,NEAR在A16Z领投的代币销售中又筹集了2160万美元,8月通过CoinList出售了3000万美元的NEAR代币。

与其他具有共享安全模型的分片区块链(如Ethereum 2.0和Polkadot)不同,交易在通过信标(或中继)链进行通信的分片进行处理。NEAR协议采用动态分片方式,这意味着智能合约并不是部署在单一的分片上,可以同步地相互调用,而不是必须等待通过在分片之间传递消息的主链进行通信中继。

NEAR在2020年4月推出了其主网的0阶段。这是最初的版本,也是由NEAR基金会设置的四个验证器运行的区块链版本。从那里开始,NEAR的路线图显示,在今年晚些时候由NEAR代币持有者最终过渡到社区治理的主网之前,会增加验证者的设置。

最近,NEAR宣布了ETH-NEAR 彩虹桥–一个跨链互操作性桥,旨在实现资产和应用在Ethereum和NEAR区块链上的自由流动。

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去中心化金融的兴起,将Ethereum推向了目前的交易处理极限。如今,用户经常要支付30到50美元(甚至更多)的费用来与一些最常用的合约进行互动。

这凸显了对扩展解决方案的需求,并为其他区块链开辟了一个机会,通过响应增加的需求来启动其生态系统。跨链桥可以减少生态系统对单一区块链的依赖。

安全的跨链信息传递

区块链之间的互操作性是关于理解来自其他区块链的消息–无需验证另一个区块链的全部状态。这包括另一个区块链的当前状态,以及任何相关的状态转换(即交易或智能合约交互)。

需要注意的是,分片本身可以被认为是一种跨链消息传递,分片和跨区块链通信的主要区别归结为安全模型。

例如,在Ethereum 2.0中,信标链负责转发分片之间的消息,而分片之间并不独立验证对方的全部状态。所有的安全都在一个验证者组下–ETH 2.0的代币持有者。

Ethereum的共享安全模式可以与Cosmos形成对比,Cosmos不为连接到其中心的区块链提供安全保障。Cosmos只定义了一种消息格式,区块链之间通过这种格式进行通信。然而,每个区块链都要对自己的安全性负责。在这种情况下,有(至少)三个验证者需要考虑–由ATOM代币持有者运行的Cosmos自己的中心,以及消息从其传递给对方的源区块链和目的区块链的验证者。

理想情况下,跨越两个系统之间的边界可以通过经济假设来保证,而不是任何可信的第三方(或第三方委员会)。从将BTC带到Ethereum区块链的最流行的实现中可以看出跨链资产转移之间的不同方法。

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将BTC转移到Ethereum的流行方法是wBTC,一此托管人管理一个多签名的比特币钱包,并负责在Ethereum上铸造wBTC。这有一个明显的缺点,那就是需要信任第三方来保管资产–铸造wBTC需要通过KYC和AML的要求,但这也是链间转移资产的有效方式,因为wBTC可以和BTC进行1对1的支持。还可以对链上的储备进行审核。

以Ren Protocol的renBTC和Keep Network的tBTC为例,其目的是只利用经济激励机制实现安全的跨链资产转移。具体来说,就是通过让验证者盗取资金在经济上没有吸引力或不可行,并对其维护桥进行奖励。

而wBTC是由一组许可的签名者维护的,renBTC和tBTC则是由一组开放的验证者保障的。

ren代币持有者以自己的代币作为抵押参与协议。目前,该协议对所有支持链之间的烧币和铸币收取0.1%的费用,并有可能持续收费,以激励验证节点诚实。

从概念上讲,tBTC是最安全的方法,因为每一个tBTC都有ETH的超额抵押–必须将BTC在ETH中价值的150%作为抵押品来铸造tBTC。如果tBTC的验证者(称为 “签名者”)出现任何失败,用户可以随时从抵押品池中获得补偿。

权衡之下,renBTC的资本效率较高,但经济安全性低于tBTC。

ETH-NEAR 彩虹桥

NEAR对Ethereum互操作性的做法,是为了完全消除这层额外的经济安全。

构建比特币-Ethereum 桥的一个问题,是Ethereum能够追踪比特币,而比特币却无法做到反向追踪。这是因为比特币的脚本系统的编程限制。一些第三方托管人–无论是通过无权限还是有权限的选择过程–必须负责比特币多签名钱包,并激励其不要盗取资金。

相反,ETH-NEAR 彩虹桥将安全问题(有一些重要的警告)限制在有关的两个区块链–NEAR和Ethereum。这是通过在NEAR上作为智能合约实现的Ethereum轻客户端和在Ethereum上作为智能合约实现的NEAR轻客户端来实现的。

轻客户端被设计成以信任最小化的方式与全节点交互。全节点存储整个区块链交易历史,为网络提供数据请求服务,并验证新的区块–而轻客户端只需要下载区块头。

这是因为区块头包含了一种叫做Merkle tree root的东西,它可以被认为是区块链中给定区块的摘要和唯一指纹。如果一个区块中的任何信息发生变化,Merkle tree root也会发生变化。轻客户端可以向全节点请求信息–例如特定钱包的余额–并根据区块头验证这些信息。如果返回的信息不正确或不诚实,它将与区块头中的内容不匹配。

通过这种设置,NEAR和Ethereum轻客户端可以证明他们向对方提交的信息的真实性。两个区块链都可以证明交易是否已经包含在区块中,以及执行智能合约的状态和结果。桥的安全性依赖于在Ethereum区块上等待足够的终局性–即当给定的NEAR应用确信交易不会被逆转时的区块数量–NEAR协议的Proof-of-Stake共识不会被破坏。

一个小的缺点是,NEAR上的Ethereum轻客户端并不是很 “轻”。

Ethereum区块大概每15秒创建一次,每个区块都需要验证头,这就产生了大量的数据供轻客户端检查。相比之下,比特币轻客户端更容易操作,因为每10分钟就会产生一个区块。即使NEAR提高了交易处理和数据存储的扩展能力,这个过程也会占用其区块gas限制的10%。

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在验证过程的另一面,Ethereum上的NEAR轻客户端确实有一个明显的限制。NEAR在Ethereum上的区块头的验证成本太高,无法持续发布到Ethereum区块中。这是因为NEAR使用公钥签名系统Ed25519来签署批准区块的验证者的消息。

实际上,这意味着Ethereum上的NEAR轻客户端被迫假设发布的Ed25519签名是正确的,并且需要有一个等待期–目前规定为4小时–任何用户都可以在Ethereum链上对提交的区块头进行挑战。挑战本身是用完整的Ed25519签名进行的,单次挑战大约需要50万gas(Ethereum每日gas上限的0.6%)。

NEAR希望的解决方案是EIP665,它将作为一个预编译合约(Ethereum上的一组特定计算,需要较少的gas)来支持Ed25519。然而,来自Ethereum基金会的Hudson Jameson指出,通过EIP665对Ed25519的支持不太可能被添加到Ethereum中–因此这个问题很可能会一直存在,直到另一个Ethereum改进提案(如EIP2537)通过并开放了问题的解决方案。如果这个问题得到解决,从NEAR到Ethereum的跨链转账将变得几乎是瞬时的。

此外,NEAR目前并没有对支付中继头和支付gas的维护者进行奖励。在实施奖励之前,NEAR基金会将自费维护设置,预计桥的主要用户也会这样做。

跨链资产转移的影响

从技术上来说,彩虹桥能够支持Ethereum和NEAR区块链之间几乎所有类型的交互。但首先,支持的用例将是在两者之间传输ERC20代币。

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NEAR的跨链桥可以减少围绕ERC20资产的网络效应。Ethereum对用户和应用开发者有如此高的锁定度,原因之一是几乎所有著名的代币都存在于Ethereum上。例如,如果你想建立一个去中心化的交易所,将交易所建立在资产所在的地方是有意义的。

像tBTC这样的信任最小化解决方案有资本效率低下的缺点–用户必须为验证者支付费用来维护桥(而不是窃取他们的资金)。这类壁垒正在不断降低,NEAR并不是唯一一个致力于改善跨链交换的团队。Solana上的去中心化交易所Serum正在计划对跨链的支持(不过,具体实施情况仍不清楚)。

将资产从Ethereum转移到NEAR的第一个例子是Flux协议–一个开放的金融市场协议(设计上与Augur比较相似)。Flux最近在NEAR的主网上推出了它的合约,Flux上的市场将以DAI计价,DAI是目前Ethereum上最流行的去中心化稳定币,目前供应量快速增长,达到4.467亿美元。

凭借NEAR-ETH 彩虹桥和其他支持Ethereum合约的工具,NEAR一直是最积极的区块链项目之一,试图让Ethereum生态系统的一部分迁移过来。

归根结底,区块链是建立在区块链之上的应用的服务提供商,有了更好的工具来迁移资产、智能合约,甚至是整个加密协议的状态,技术锁定可以减少,项目将有更多的机会选择最适合自己需求的区块链。昨天推出了Ethermint,这是一个与Ethereum工具完全兼容的Proof-of-of-Stake链,只不过它是Cosmos上的一个特定应用链。

Mika Honkasal 作者

lily 翻译

lily 编辑

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