IOSG Ventures：詳解多鏈生態現狀與未來格局

星球君的朋友们

Odaily资深作者

2022-07-05 03:00

本文約8773字，閱讀全文需要約13分鐘

下一個大周期的敘事是圍繞各個鏈上優質應用構建起來的多鏈生態。

原文作者：Jiawei

原文來源：IOSG Ventures

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原文作者：Jiawei

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圖片來源：https://medium.com/composable-finance/the-philosophy-of-the-cross-chain-ecosystem-a-continuum-of-interoperability-33ed81350190
Composable Finance 提出了跨鏈互操作性的五個發展階段：

0-20%：實現最基本的跨鏈通信和鏈間代幣移動；20-50%：用戶能夠在不同鏈上為資產提供流動性，藉此實現收益最大化；50-75%：類似Aave 這樣的項目，使得用戶能夠在一條鏈上存入抵押品，同時在另一條鏈上進行借貸。即實現不同鏈的應用間通信；

75%：單個應用將其不同部分部署在多條鏈上，使每個部分都在最高效的鏈上運行。這些不同鏈的後端包將相互通信，以確保用戶體驗的持續性；

100%：生態系統不可知論，提供廣泛的Web3 生態系統的接口。傳統開發者能夠任意在鏈上部署由Web3 工具支持的應用，而不需要復雜的區塊鏈編程—— 抽象掉其中的所有復雜性。

對這些階段的研判基本確定了我們應如何看待如今的多鍊格局。

2. 架構

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2.1.Polkadot

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https://polkadotters.medium.com/polkadot-architecture-6d150dd1253e

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2.2.Cosmos

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圖片描述中繼鍊是Polkadot 的核心，平行鏈之間彼此獨立，但統一連接到中繼鏈，以共享其安全性。 Collators 逐一收集平行鏈上的交易、生成狀態轉換證明，提交給中繼鏈，由Validators 驗證這些證明，並執行共識，在中繼鏈上出塊。 Nominators 負責挑選Validators，並需要為他們質押DOT，以保護中繼鏈。

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Cosmos 包含兩種類型的區塊鏈：Zones 和Hubs。 Zones 是常規的異構鏈，Hubs 則用於把這些Zones 連接起來。

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3.1.Polkadot XCM / XCMP

Zone 和Hubs 之間的通信和消息傳遞依賴於IBC（Inter-blockchain Communication）協議。當任意Zone 與一個Hub 建立IBC 連接時，它可以與連接到該Hub 的其他Zones 進行通信。

Cosmos Hub 是整個網絡中的第一個Hub，標誌著Cosmos 網絡的啟動。

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圖片來源：https://w3f.github.io/parachain-implementers-guide/messaging.html

Polkadot 採用UMP、DMP 在平行鍊和中繼鏈間進行上、下行的消息傳遞，並基於XCMP（Cross-Chain Message Passing）進行平行鏈間消息傳遞。 XCMP 仍在開發中，目前的實際使用的跨鏈方案是HRMP（Horizontal Relay-routed Message Passing）。

HRMP 提供與XCMP 相同的接口和功能，但需要將所有消息放置在中繼鏈的存儲（storage）。對中繼鏈而言，產生了額外的消息負載。而XCMP 僅僅將與消息關聯的元數據哈希存儲在中繼鏈。

圖片來源：根據https://www.youtube.com/watch?v=dyx-ePhuQRg，IOSG Ventures

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上圖描述了XCMP 的工作原理：

平行鏈間可以打開雙向通道，分別用於接收和發送消息。平行鏈A 和平行鏈B 之間進行XCMP 通信，首先需要各自鏈上的Collators 將消息、目的地和時間戳加入到自己的輸出隊列，而對方監測到消息後，將其加入到自己的輸入隊列，處理這條消息，並把區塊提交給Validators。 Validators 對消息進行驗證，隨後將該區塊包含在中繼鏈上。這樣視作完成一次跨鏈消息傳遞。

鏈與鏈之間、或是說不同的共識系統之間，消息格式缺乏兼容性，各有各的一套消息傳遞方式和標準。圖片描述

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需要注意XCM 與XCMP 的區別。圖片描述

XCM 是一種共識系統之間相互通信的「格式」，其效用在於表達接收消息者得到消息應該做什麼。而XCMP 是一種消息傳遞的「協議」。

本質上，XCM 的消息是運行在非圖靈完備虛擬機XCVM（Cross-Consensus Virtual Machine）上的單個或一系列指令，換句話說，XCVM 的指令集構成了XCM 消息的全部內容。

Polkadot 提出XCM 和XCMP，實際上是為平行鏈間通信提供了原生、通用性的支持，這樣平行鏈間能夠實現直接通信，而無需依賴專門的跨鏈橋，

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3.2.Cosmos IBC

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作為跨鏈通信協議的IBC 於去年3 月在Cosmos Stargate 升級時正式開始實施，其語義和設計原理由鏈間標準ICS（Inter-chain Standard）所製定。

圖片來源：IOSG Ventures

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圖片來源：https://v1.cosmos.network/intro

IBC 採用「鎖定- 鑄造」的資產跨鏈模型。如上圖，Zone A 想要將資產跨鏈轉移到Zone B，需要鎖定代幣並將證明發送給Zone B，經驗證後，Zone B 在本身鏈上鑄造等量的代幣。該過程中資產並非產生了實際轉移，而是在Zone A 鎖定這筆資產，在Zone B 重新鑄造了等額的同一資產。

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當前，Cosmos 生態中已經囊括39 條鏈、78 個驗證人，總質押資產價值超過31 億美金。一些潛在的空投機會成為了吸引用戶流入Cosmos 生態動力之一。但Terra 的香消玉殞顯然對Cosmos 生態造成了巨大破壞，使生態的總鎖倉量縮水嚴重。

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3.3. 輕客戶端

我們從輕客戶端的角度來看XCMP 和IBC。

圖片來源：https://near.org/zh/bridge/

圖片來源：IOSG Ventures

除此之外，NEAR 的RainbowBridge 也是典型的輕客戶端模型。輕客戶端作為智能合約，分別部署在以太坊（存儲NEAR 的區塊頭）和NEAR（存儲以太坊的區塊頭）上。這些區塊頭由Relayer 進行定期更新，更新頻率取決於經濟效率上的權衡—— 在以太坊上更新NEAR 的區塊頭設置為12 至16 小時。 Connector 則負責處理特定資產的跨鏈邏輯（如ERC-20 代幣或NFT）。RainbowBridge 的速度與開銷主要取決於以太坊。將資產從以太坊發送到NEAR 大約需要6 分鐘（20 個區塊）。將資產從NEAR 發送回以太坊目前最多需要16 個小時（由於以太坊最終性的時間花費）。

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通過上述對XCM / XCMP、IBC 和RainbowBridge 的梳理，我們對輕客戶端模型有了基本的認知。輕客戶端的優勢在於安全性，通過對某些信息進行驗證，兩條鏈之間可以知悉對手鍊上發生了什麼，而無需依賴對外部驗證者的信任假設，故安全性基本等同與鏈本身。

特別地，XCMP 的安全性屬於Shared Security，依賴於中繼鏈提供的全局安全性，因為跨鏈消息的驗證是由Validators 完成的，隨後Validators 把包含該消息的區塊包含到中繼鏈上。

上表中Cosmos 的Interchain Security 是一種特殊的Shared Security，即多鏈共享同一驗證者集並進行出塊。由於一些小型鏈的驗證者較為薄弱，容易受到攻擊，因此Interchain Security 相當於幫助他們繼承成熟網絡的安全性。

採用Cosmos IBC 的通信需要兩條鏈之間彼此信任，而RainbowBridge 則要求NEAR 與以太坊之間彼此信任，這也是對區塊頭進行有效性驗證的基本前提。

而輕客戶端的缺點在於：對這些證明的驗證有著不菲的成本；此外還涉及到連接性的問題，需要為每兩條鏈之間的通信部署輕客戶端——

注：以上/ 下案例項目均為IOSG Portfolio，舉例僅供信息交流，不構成投資建議。個人投資決策請DYOR！圖片描述

4、開發框架

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圖片來源：https://docs.substrate.io/v3/getting-started/architecture/

Substrate 提供三種開發方式：Substrate Node 預先提供了節點配置，僅需額外配置一個JSON 文件即可一鍵搭鏈；Substrate FRAME 提供了一系列的模塊和組件（即上述提到的Pallet），開發者亦可編寫Pallet 並進行自由組合；Substrate Core 更加高維和抽象，開發者可以從頭設計運行時（注：運行時本質是狀態轉換函數，是Substrate 中的核心概念，代錶鍊的狀態存儲以及狀態將被如何更改）這三種方式的開發難度和技術靈活度都是遞增的。

圖片來源：https://v1.cosmos.network/intro

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區別於智能合約，Cosmos SDK 提出了應用鏈（Application-specific Blockchains）的概念（也即為單個應用而定制的區塊鏈），並對底層的BFT 共識引擎Tendermint Core 和網絡層進行封裝，借助ABCI （Application Blockchain Interface）實現與應用層的連接。

除Cosmos SDK 之外還有一些擴展工具作為補充，例如基於JavaScript 的DeFi 組件Agoric、基於Wasm 的智能合約模塊CosmWasm 以及基於Cosmos SDK 的EVM 實現Ethermint。開發框架整體上提供的功能和工具大同小異，在細微處有不同的設計理念，在這裡暫不再詳細展開。

根據Electric Capital 的報告，自2017 年起，Web3 開發者數量開始實現大幅增長，截至2021 年底，有超過18,000 名開發者活躍在Web3 領域。然而，對比傳統開發者而言仍佔少數。

圖片來源：IOSG Ventures

從行業發展的角度考慮，需要進一步降低鏈上應用開發的門檻，做好開發者服務。

繁榮的生態會吸引更多優質的開發者加入，畢竟Substrate 和Cosmos SDK 都強調了接入各自生態的便利性。事實上，選擇開發框架也與選擇其後的生態密不可分。

圖片來源：IOSG Ventures圖片描述圖片來源：IOSG Ventures

同樣，我們對Substrate 和Cosmos SDK 進行了簡單的對比。5、思考與結語我部分同意「胖應用」的論據（同時協議也未必需要「瘦」）。

在工程上，不同鏈有不同鏈的權衡取捨，針對不同目標各自提出了獨出心裁的技術方案，但諸如此類基礎設施的終極目標是相對一致的—— 服務於應用。我們不是要造空中樓閣，拋開應用空談技術是書生意氣。回看18、19 年的敘事，動輒「以太坊殺手」、「百萬TPS」，用戶關心這些嗎？也許並不關心。所以應當有一些小而美的應用、用戶接受度高的應用，先在鏈上跑起來。（我認為符合此描述的其中一個應用是NFT Marketplace 聚合器gem.xyz, 界面清爽、功能好用，對很多用戶來說這就足夠了。）

以太坊的設計使得建立在其上的應用和協議彼此受限、且不可避免地競爭底層資源。多鏈生態的起勢一定程度上分擔了以太坊的壓力，但實際上也在蠶食其領先地位。與此同時，在熊市的視角下，以太坊回歸到相對合理的Gas 費用和交易速度也削弱了資金外流的動力。短期來看，各條鏈能否產生「賺錢效應」是吸引用戶流入的主要引力（例如DeFi Kingdoms 和STEPN）。中長期來看，用戶流向與各條鏈生態的整體質量密不可分。最終用戶會用其資金投票，使鏈間的競爭關係達到相對均衡。

可組合性、互操作性激發了新的敘事，但隱含的風險同樣不容忽視。兩年前我們只在以太坊上搭樂高，3 月12 日的極端行情中，協議的層疊嵌套以及枯竭的流動性就引發了系統性風險。生態繁榮與否，不是單純看項目數的多少，而需要綜合評判用戶的活躍度和資金的持續性。圖片描述