區塊鏈的TCP/IP ？ Cosmos 技術分析
Cosmos 簡介
Cosmos 原理
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Cosmos SDK 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。
Cosmos SDK 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。
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。
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。
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（BaseAccount），開發者可以直接嵌入自己的賬戶體系中。
PegZone 原理
PegZone 原理
基於Cosmos-sdk 開發的區塊鏈能夠輕鬆滿足實時最終性，然而現存的Bitcoin 和Ethereum 這類使用POW 共識的區塊鏈並不具備此特點，只能屬於概率最終性，無法防止區塊鏈的回滾。對於這類鏈，團隊採用PegZone 方案來解決。
上圖我們可以看出PegZone 可以分為5 個部分：
Smart Contract ：資產託管的角色，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 ，並等待100 個區塊產生後，封裝WitnessTx 提交到PegZone 中來證明在以太坊內狀態更改。
PegZone ：PegZone 是基於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，並提供交易查詢。
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，對應於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 簽名後的SignTx 轉發到smart contract 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（最終門檻），然後生成並簽署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。
然後，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並生成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，並根據IBC 規範處理它。 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}，並將其寫入其狀態。
每個簽名應用程序正在監視ABCI 狀態中的新事務，並檢測新事務。
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 進行複制。
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
智能合約用於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（這可能已被更新）。智能合約釋放交易中指定的令牌，使其可用於目標地址。
標準共識分析
Cosmos 目前有Cosmos Hub 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，從願景上看，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，目前未知並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。
