Cosmos Hub 上即将到来的跨链安全

本文由 Cosmos China 中文技术社区翻译，原文作者为 Billy Rennekamp。

原文链接：

https://blog.cosmos.network/interchain-security-is-coming-to-the-cosmos-hub-f144c45fb035

Cosmos 是一个不断扩展的生态系统，由专为去中心化的未来而搭建的彼此互连的应用与服务组成。Cosmos 通过 IBC（跨链通信协议）连接了基于 BFT 共识算法的各自独立且相互平行的区块链。这个互连的网络具有不可思议的力量，能够让资产和数据在独立运行的区块链之间自由流通。IBC（跨链通讯协议）： https://ibcprotocol.org/Cosmos 开源项目能够帮助拥有不同背景的开发人员根据不同需求迅速搭建区块链，并且为这些区块链提供可扩展性、安全性、高性能和灵活性。每个人都可以成为 Cosmos 生态的贡献者。无论经验多寡，你都能在 Cosmos 网络中拥有一席之地。
开源项目的主要优势之一就是你大可以加入一个群组并说出“我不知道”，友好的开源 Cosmos 生态社区就会为你提供指导。而且你可以和他人并肩学习，即使你们的水平有着天壤之别。
区块链技术如此吸引人的重要原因之一就是它具有极高的安全性和攻击抗性。在使用 PoW 共识机制的网络中，区块链的安全性是由向网络贡献哈希算力的节点提供的。网络算力越高，作恶者就越难实施攻击。目前普遍认为比特币网络的规模足以阻挡潜在的攻击者，而那些算力较弱的小型链常常更容易遭受恶意攻击。
PoS 网络同样如此。在 PoS 网络中，验证人通过质押并基于其质押权重验证新区块来保护网络安全。网络中参与质押的资产越多，其安全性就越强。在规模较小的新网络中，实施攻击所需的资源相对较少，因此也使它们更容易遭受攻击。为了避免这样的问题，大型链可以出借其链上资产以验证小型链中的区块，由此来共享安全。在 Cosmos 网络中，这种共享安全也被称为跨链安全。

跨链安全是 Cosmos 的共享安全解决方案虽然现有的共享安全架构大多选择了自上而下的设计形式，Cosmos 依然坚持着自下而上的设计。这并不是因为我们不欣赏「大教堂」，只是因为我们想象不到比「集市」更好的模式。Cosmos 认为「主权」和「互操作性」是建立一个可以实现广泛应用的区块链开放生态的最重要的两个因素。 虽然 Cosmos Hub 对于一个区块链互联网来说并不是必需的，但它的目的在于使区块链互联网能够在各个方面被更好地使用，而不只是与其他项目比拼。如果想要了解 Cosmos Hub 是如何做到这一点的，你可以查看《Cosmos Hub 是一座港口城市》这篇文章。
Cosmos 就像是一个「集市」模型，让每个人都有机会参与区块链互联网。也许这个模型对有序性和一致性的保证较少，但是它为更快、更多元的构思与开发项目提供了空间。正是这一点决定了 Cosmos 在设计与思想体系方面与其他区块链项目的不同，也正是这一点导致了基于 Cosmos 的具有多样化功能和多方参与的区块链数量呈现爆炸式增长。Cosmos 生态：https://cosmos.network/ecosystem/apps

跨链安全是如何实现的？



跨链安全有很多不同的名称：共享安全、跨链验证、跨链抵押、共享质押，和跨链质押。为了简单起见，不妨将其限制为下列三个术语：共享安全共享安全是指包括 optimistic rollups、zk-rollups、分片和跨链安全在内的一系列技术。跨链安全跨链安全特指通过 IBC（跨链通信协议）实现的 Cosmos 中的共享安全跨链验证
跨链验证特指能够实现跨链安全的 IBC 同级别协议。
总体而言，跨链安全允许父链（如 Cosmos Hub）负责为子链出块。这是通过共享一组负责出块的验证人实现的。公共验证人会运行两个节点，一个负责为 Cosmos Hub 出块，另一个负责为子链出块，此外，验证人还能同时在两条链上收取费用和奖励。
为了获得在子链上出块的资格，验证人会使用其质押在 Cosmos Hub 中的资产。如果验证人在任何一条链上没有按要求履行出块职责，他们就会面临被「Slash」机制惩罚的风险。子链通过 IBC 与父链通信，跟踪正在使用跨链验证方式参与跨链安全的验证人。这样一来，从父链质押资产中获得的安全就可以与子链共享。

跨链安全能够为 Cosmos Hub 带来价值
跨链安全能够为 Cosmos Hub 带来价值的原因有两点：第一点是因为跨链安全让「Hub 极简主义」设计成为了可能，第二点是它能够降低发布和运行安全的主权去中心化公链的门槛。

实用 Hub 极简主义实用 Hub 极简主义指的是一种战略理念，即 Cosmos Hub 应该尽可能精简功能，从而减少安全漏洞，并降低用户群组发生利益冲突的概率。比如，Hub 极简主义者可能会反对名称服务模块与 DEX 协议共存于同一条链上，因为这样一来名称服务模块的用户必须要包容具有不同利益的 DEX 用户。幸运的话，这些相互冲突的用户群组可以和平共处，但如果情况糟糕，这些分歧可能会导致应用程序功能出现硬分叉。
目前， Cosmos Hub 正在增加新功能，这带来了一些 Hub 极简主义者所担心的风险。但如果跨链安全能够实现，这些新功能就能够以由同一组资产委托验证人负责验证的独立区块链的方式运行，从而消除 Hub 极简主义者的担忧。在这种情况下，每个新功能都能独立运行，而不影响 Cosmos Hub 的特定应用。这些相互分离的子链甚至可能想要发行自己的治理、费用和其他应用类资产，用于支付父链验证人的服务费用。

降低安全壁垒网络安全经常被描述为攻击某一特定网络所需成本的函数。在 Tendermint 共识中，通常用锁定资产的 ⅓ 或 ⅔ 作为判断活跃性和正确性的标准。这代表如要对网络实施攻击，需要获得链上总质押资产的 ⅓ 或 ⅔ 以上。粗略计算攻击成本的方法是用前述比例对应的资产数量乘以其当前市场价格，所得结果被称为作恶成本。 作恶成本的计算无法体现特定资产的可用性，但可以用于粗略估计区块链的安全。保持链上 TVL（总锁定资产）小于作恶成本是十分必要的，否则，该链会被视为不安全链。 由于某一特定区块链服务于一个有价值目标的能力通常和它能够处理的 TVL 数量有关，因此对于 Cosmos 生态中的链来说，想办法增加作恶成本是非常关键的。 跨链安全允许 Cosmos Hub 将资产分配给其他链以帮助其增加作恶成本。最终，这种做法可以被更多网络采纳，进一步增加任何子链的总作恶成本。

跨链安全 V2：分层安全使用 Cosmos SDK 搭建的已经发布的区块链大多已经拥有用于质押的原生资产，这些链的总资产和 TVL 比例处在相对安全的范围内。因此不必将其自有的质押资产替换为父链的资产，而可以让它们融合进所谓的分层安全中。分层安全，又称跨链安全 v2，将允许子链本地锁定资产与 Cosmos Hub 父链锁定资产相结合，以此为基础确定子链验证人组合。这样一来，子链总资产由其全部本地资产及其父链资产附加层组成。 可以想象，跨链安全的关系网会进一步扩大。未来有希望在大型网络之间达成横向共享安全协议，Cosmos Hub 可能会与任何其他 Cosmos SDK 项目的验证人组共享价值，反之亦然。这样看来，它更像是主权网络之间共享的安全保险，但目前我们还是应当着眼于现实。跨链安全 v1 完整使用 Cosmos Hub 的全部验证人节点，并计划在明年投入运行。

下一代 Cosmos 共识虽然跨链安全路线图充满了野心，但它指向了一个更令人激动的未来。在未来，Zone 与 Zone 之间的跨链安全将广为普及。假设这些 Zone 能够满足公共验证人的标准，就有可能实现更有效的共识方式。这个共识协议会将多个节点缩减为单一验证人节点。在这种精简和相互协调的多链共识中，一个奇妙的新特性——同步跨链通信将成为可能。这项前沿的工作最近由 Informal 团队的成员发表，他们正在主导这项功能的研究和规范开发。
开发资源及其他


目前，跨链安全开发的重点是跨链验证，跨链验证是启用跨链安全所需的 IBC 应用层逻辑。目前，在「Informal Systems」的 Github 仓库中可以找到一份跨链验证规范草案，该草案已准备好进行基于模型的测试和正式验证。测试和验证将在「ibc-go」仓库的 [cross-chain-validation] 分支中进行。有关跨链安全堆栈其余部分的更多详细信息，请参阅 《跨链安全指南》。跨链验证规范草案：https://github.com/informalsystems/cross-chain-validation/「ibc-go」仓库 [cross-chain-validation] 分支：https://github.com/cosmos/ibc-go/tree/cross-chain-validation《跨链安全指南》：https://github.com/cosmos/gaia/blob/main/docs/interchain-security.md
跨链安全使 Cosmos 能够忠实于其自主和开源理念（如「集市」模型），并使区块链能够在保持自主的前提下进行经济整合。这个项目虽然颇具野心，但其开发工作也丝毫不落后，据初步估计，这一开创性的功能最早可能在 2021 年第 4 季度于 Cosmos Hub 测试网推出。 如果您有兴趣为 Cosmos 共享安全的进展做出贡献，请查看 Interchain 公司 IBC 团队和Cosmos Hub 团队的空缺职位，以及 Informal 团队 go 工程师和研究员空缺职位。
Interchain 公司 IBC 团队和 Cosmos Hub 团队的空缺职位：https://interchain-gmbh.breezy.hr/Informal 团队 go 工程师和研究员空缺职位：https://informal.systems/careers/
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