Stručná história cross-chain: vysvetlenie deviatich rôznych cross-chain riešení

Cross-chain riešenia boli najdiskutovanejšou témou za posledný rok. S nárastom infraštruktúry verejných reťazcov sa objavil obrovský záujem o to, ako rôzne reťazce hovoria a komunikujú. Riešenia boli navrhnuté a implementované, ale žiadne z nich nerieši zásadné problémy bez drastických kompromisov. Teraz skúmame rôzne cross-chain prístupy a prezrádzame, prečo a ako budú formovať budúcnosť cross-chain infraštruktúry.

Najprv si povedzme, čo je to cross-chain technológia a prečo je potrebná. Dôvod použitia: reťazce sú heterogénne a vyžadujú od vývojárov značný čas na sledovanie rozdielov a problémov pri presúvaní aktív. Mosty sú menej bezpečné a nemožno im 100% dôverovať, pretože ich zvyčajne vlastnia projektové tímy blockchainu a sú vysoko centralizované (neporiadne bez koordinácie zo strany každého tímu). Cieľom blockchainu vrstvy 1 je štandardizácia, ale segmentácia reťazcov vrstvy 1 vedie k potrebe medzireťazcovej infraštruktúry, ktorá je dokonca pod vrstvou 1.

Na pochopenie krížových riešení a porovnanie ich rozdielov a atribútov je potrebné načrtnúť a porovnať históriu krížových mechanizmov.

Ručný prenos

 
Úplne prvým cross-chain riešením je manuálny prevod aktív. Proces začína tým, že používateľ prevedie aktíva do konkrétnej peňaženky v reťazci A a centralizovaná entita monitoruje prevody v peňaženke a zaznamenáva ich v Exceli. Potom po určitom čase (zvyčajne na účely monitorovania) subjekt pripíše aktíva do reťazca B po overení. Výhodou tohto prístupu je jednoduchosť implementácie, ale je náchylný na ľudské chyby a má veľmi nízku záruku bezpečnosti. V tomto prístupe tiež nie je žiadna decentralizácia.

Poloautomatický prevod

Ďalšia iterácia sa zlepší tým, že používateľ prevedie aktíva do špecifickej peňaženky a/alebo inteligentnej zmluvy v reťazci A. Potom centralizovaný program monitoruje adresu pre prevody. Takýto program automaticky odošle aktíva do reťazca B po overení. Výhodou je stále ľahká implementácia bez prílišnej zložitosti alebo kódovania a záznamy sa môžu uchovávať v reťazci namiesto lokálne. Nevýhodou je, že centralizovaný program môže byť chybný alebo nefunkčný. Na centrálnom úverovom účte sa tiež môžu minúť prostriedky. Záruka bezpečnosti je tiež nízka a nedochádza k decentralizácii.

Centralizovaná burza

Keď jednoduché cross-chain riešenia nie sú škálovateľné, centralizované burzy prosperujú z cross-chain potrieb. Fungujú tak, že používatelia prevedú aktíva na svoju centralizovanú burzu a potom pomocou „interného“ swapu burzy premenia „aktíva X“ v reťazci A na „aktíva Y“ v reťazci B prostredníctvom účtovníctva záznamov. Výhoda je zrejmá – je to najjednoduchšie riešenie na použitie – nie je potrebné žiadne kódovanie a na burzách úrovne 1 je vysoká spoľahlivosť. Problém však odhaľuje opačnú nevýhodu – centralizované riadenie toho, kedy je vklad/výber dostupný. Centralizovaná burza poskytuje vysokú bezpečnosť s nevýhodou najmenšej decentralizácie.

Centralizovaný most

Ďalší pokrok sa zlepšuje tým, že máme samostatnú infraštruktúru na prevod aktív cez reťazce – most. Centralizovaný most funguje tak, že používateľ prevedie aktíva a potom pomocou funkcie prevodu mosta spustí prevod aktív X v reťazci A do aktív Y v reťazci B. Za proces je zodpovedný centralizovaný (alebo súbor) relé:

Uzamknite aktíva X na reťazi A
Overiť si
Raziť aktíva Y v reťazci B
Výhodou tohto mostíka je plne automatický proces bez akéhokoľvek manuálneho prerušenia. A nevýhodou je stále centralizované ovládanie, kedy je vklad/výber dostupný. Most môže byť tiež zničený alebo hacknutý, čo ho z času na čas robí nefunkčným. Bezpečnosť je teda stredná a stále neexistuje decentralizácia.

Decentralizovaný most s MPC

Ďalšou iteráciou je decentralizácia overovacieho modelu namiesto centralizovaného mosta. Premostenie MPC (Multi-Party Computation) začína tým, že doň používatelia prenesú aktíva. Pomocou prenosovej funkcie mosta spustí prevod aktív X v reťazci A na aktíva Y v reťazci B. Za proces je zvyčajne zodpovedná decentralizovaná skupina relé:

Uzamknite aktíva X na reťazci A pomocou MPC
Overte pomocou MPC
Razte aktíva Y v reťazci B pomocou MPC
Výhodou MPC je plne automatický proces bez akéhokoľvek manuálneho prerušenia a reléové uzly nemusia byť centralizované. Nevýhodou sú vysoké výpočtové a komunikačné náklady MPC. Uzly môžu byť tiež kompromitované alebo dohodnuté. Bezpečnosť je stredná, pričom decentralizácia je tiež stredná.

Atomic Swap Bridge s HTLC

Ďalšia trieda mostov vzniká v závislosti od technológie atómového swapu (Lightning Network). Funguje to takto: používateľ prevedie aktíva do atómového swapového mostíka a potom pomocou funkcie prevodu mosta spustí prevod aktív X v reťazci A do aktív Y v reťazci B:

Vytvorte novú zmluvu HTLC – Hash Lock Timed Contract
Vložiť aktíva X do zmluvy v reťazci A
Vygenerujte kľúč hash lock + zašifrujte tajomstvo pre konečné stiahnutie v čase T na reťazci B
Predložte zašifrované tajomstvo, aby ste uzavreli zmluvu s reťazcom B na stiahnutie aktív Y
ALEBO čas T uplynul a obnovte aktíva X zo zmluvy v reťazci A so zašifrovaným tajomstvom
Významnou výhodou je, že neexistuje centralizovaný uzol/proces riadiaci prenos mosta. A nevýhoda je pomerne častá – vysoké náklady na nasadenie HTLC a prevádzkovanie HTLC hovorov. Z dôvodu nedôveryhodnosti je udržanie vysokej bezpečnosti a audit trailu náročné. Bezpečnosť tohto prístupu je vysoká a decentralizácia je tiež vysoká vzhľadom na vyššie uvedené nevýhody.

Cross-chain interoperabilita s Light Client + Oracle

Po prístupe k vysokonákladovému mostu sa rodia ďalšie implementácie na zníženie týchto nákladov. Technológia ľahkého klienta sa stala najnovšou normou na zjednodušenie overovania medzi reťazcami. Postup je nasledovný:

Po prvé, používateľ prevedie aktíva X do zmluvy medzireťazcovej interoperability protokolu o reťazci A
Prenosová správa je nastavená na základe zmluvy a je vyzdvihnutá decentralizovanými prenosovými uzlami
Uzly posielajú dôkazy o zmluve protokolu o reťazci B
Aktualizácie hlavičky bloku (ľahký klient) sú spracované sieťou Oracle, aby sa zabezpečilo doručenie a platnosť
Používateľ stiahne aktíva Y zo zmluvy protokolu o reťazci B po validácii
Výhodou tohto prístupu je, že od prevodu po dokončenie nie je potrebný žiadny sprostredkujúci token alebo reťazec. Po aktualizácii hlavičiek blokov je možné okamžité potvrdenie. Nevýhody sú 1) riziká tajnej dohody zo strany Oracle, 2) z dôvodu nedôveryhodnosti, udržiavania vysokej bezpečnosti a audit trail je náročný. Bezpečnosť tohto prístupu je stredná, kým decentralizácia je vysoká.

Cross-chain interoperabilita s Relay Chain

Na základe lekcií prístupu Oracle je prítomné aj čisté reléové riešenie. Postup je mierne odlišný:

Používateľ prevedie aktíva X do zmluvy medzireťazcovej interoperability protokolu o reťazci A
Prenosová správa je nastavená na základe zmluvy a je vyzdvihnutá decentralizovanými prenosovými uzlami
Uzly posielajú dôkazy o zmluve reléového reťazca
Základné validátory prenosového reťazca spracovávajú aktualizácie blokov, aby zabezpečili doručenie a platnosť
Po overení preposielajú uzly prenosu prenosovú správu do zmluvy protokolu v reťazci B
Používateľ stiahne majetok Y zo zmluvy protokolu o reťazci B
Výhodou tohto prístupu oproti jednoduchému riešeniu Oracle sú lacnejšie poplatky od reléových reťazcov, ktoré spotrebujú väčšinu nákladov. Okamžité potvrdenie je možné po aktualizácii blokov, čo je kľúčové pre riešenie dlhších časov oneskorenia. Problém je v tom, že samotný protokol nemusí podporovať celoreťazcový ekosystém. Bezpečnosť je vysoká (v rámci ekosystému) a vysoká je aj decentralizácia.

Cross-chain Infrastructure Layer s Light Client + Relay Chain

Riešenie novej generácie je zamerané na vrstvu cross-chain infraštruktúry, ktorá rieši všetky vyššie uvedené základné problémy. Spája technológiu ľahkého klienta s reléovým reťazcom, aby zahŕňal všetky reťazce:

Používateľ prevedie aktíva X do zmluvy o interoperabilite medzireťazcovej infraštruktúry v reťazci A
Prenosová správa je nastavená na základe zmluvy a je vyzdvihnutá decentralizovanými prenosovými uzlami
Uzly posielajú dôkazy do zmluvy o interoperabilite prenosového reťazca
Aktualizácie hlavičky bloku (ľahký klient) sú riešené decentralizovanými uzlami správcu, aby sa zabezpečilo doručenie a platnosť
Po overení odovzdávajú uzly prenosu prenosovú správu do zmluvy o interoperabilite v reťazci B
Používateľ stiahne aktíva Y zo zmluvy o interoperabilite v reťazci B
Toto riešenie zabezpečuje interoperabilitu s veľmi nízkymi poplatkami vďaka implementácii reléového reťazca. Poskytuje tiež okamžité potvrdenie po aktualizácii hlavičiek blokov. Najväčšou výzvou je vysoká zložitosť optimalizácie svetelných klientov na reléovom reťazci. Vykonaním dostatočného výskumu a inžinierstva by tieto optimalizácie mali podporovať výhody, ktoré ostatní nedokážu vyriešiť. Bezpečnosť je veľmi vysoká a decentralizácia je vysoká.

O protokole MAP

Z krížových riešení sme ešte nevideli také, ktoré by vyriešilo všetky vyššie uvedené problémy. Kým nebude implementovaný protokol MAP. Po 3 rokoch komplexného výskumu a vývoja MAP Protocol konečne dosiahol vrstvu Omnichain s technológiou light Client + relay chain bez kompromisov. MAP implementoval princípy Omnichainu s nasledujúcimi vlastnosťami:

Pripravený pre vývojárov
Pokrytie všetkých reťazcov
Minimálne náklady
Finalita zabezpečenia
Okamžité potvrdenie

Protokol MAP je vrstva infraštruktúry na podporu budovania mostov, DEX, protokolov interoperability a ďalších. Podporuje overovanie ľahkými klientmi priamo na prenosovom reťazci MAP – na zníženie nákladov. A poskytuje stimuly zabudované do každého komponentu pre vývojárov dapp, ktoré môžu zarobiť alebo prezentovať koncovým používateľom. MAP podporuje EVM a non-EVM reťazce – protokolová vrstva je izomorfná so všetkými reťazcami.

Pre budúcnosť je MAP infraštruktúrou za všetkými reťazcami, ktoré budú novou základnou vrstvou. Vývojári už nie sú obmedzovaní svojím výberom a môžu sa sústrediť na samotný produkt dapp. Budúcnosťou je Omnichain a cestou, ktorou sa treba vydať, je väčšia modularizácia a stimulácia.