跨链(8)Cosmos之“跨链交互协议IBC”前言
1. 跨鏈流程
A鏈上的Alice發送10個ATOM代幣給B鏈上的Bob
step1. Tracking
A鏈上的IBC模塊會不斷的同步B鏈上的區塊頭信息,B鏈上的IBC同理。通過這種方式,雙方能夠實現跟蹤對方區塊鏈上的驗證者集合的變化,本質上來說,就是A鏈、B鏈相互維護了一個對方的輕節點。
step2.Bonding
當使用IBC初始化一筆跨鏈轉賬之后,A鏈上的10個ATOM事實上處于鎖定的狀態。
step3. Proof中繼
一份證明A鏈上已經鎖定10ATOM的“證據”會被路由到B鏈上的IBC模塊。
step4. 驗證
B鏈結合A鏈的輕節點信息,對這份“證據”驗證通過之后,B鏈上會“鑄造”10份ATOM Voucher(抵用券),這些Voucher可以進行后續的流通使用。當然這些Voucher也可以通過同樣的跨鏈方式返回到A鏈,A鏈上的ATOM代幣相應執行解鎖的操作。
2. IBC握手流程
IBC協議實現區塊鏈間跨鏈消息的可信、可靠轉發,并有效進行流量控制、多路復用等功能。
IBC也是如此。
- 借鑒了傳輸層的TCP協議(希望成為區塊鏈領域的“TCP協議”)
- 有連接的、可靠的跨鏈消息傳輸
2.1 三種角色
2.1.1 鏈內客戶端
跨鏈雙方需要在鏈上初始化一個對方鏈的輕客戶端,這個Client實質上是另一個區塊鏈的輕客戶端,而且必須滿足Cosmos規定的一套Client接口。
需要保證在本鏈上能夠驗證來自來源鏈的跨鏈交易是能夠驗證的,否則無法保證在本鏈上執行該交易的有效性和合法性。
- 輕客戶端規定了一套通用的接口,不同類型的區塊鏈通過實現該 Client來達到接入的效果。
- 現階段支持 Tendermint Client和Solo Client,也就是同構鏈之間原生支持跨鏈。
- 不是使用Cosmos構建的區塊鏈想要接入Cosmos Hub進行跨鏈的話,必須通過一個額外的“轉接橋”
2.1.2 Connection和Channel
Connection和Client一起負責跨鏈交易的“合法性”——包括跨鏈交易確實在目的鏈上發生,以及跨鏈交易只提交了一次。
Connection和Channel在跨鏈扮演的角色和能不同, Channel用來保證跨鏈交易的有序性,每筆交易按照 Sequence Number來進行發送。
Connection和Channel的建立過程都如上面所示,只是數據包的名稱和內容會有不同,
- 建立Connection的時候發送的便是 ConnOpenInit請求
- 建立的Channel的時候便是ChanOpenInit 請求,之后的請求依次類推。
2.1.3 無序的Channel
采用了有序的模式。
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有序Channel和TCP類似
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無序Channel類似于UDP,無序Channel按照UDP來講的話,在某些不太關注跨鏈消息包順序的場景下也是適用的。
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考慮到Channel的消息發送能力,允許一條Connection上建立多個Channel,在不同的跨鏈應用場景中,可以使用不同的Channel發送消息,從而隔離不同業務。
2.2 通信原理
2.2.1 握手連接
在輕客戶端的基礎上建立握手連接,握手連接基本上分別為三個部分。Connection和Channel的建立都如下:
● 啟動跨鏈的用戶向鏈A發起OpenInit請求,等待Relayer 接收到該請求。
● Relayer進行路由跨鏈消息包的工作,如果收到 OpenInit的請求,Relayer 會構造一個的OpenTry 的請求發送到鏈B上。
● 鏈B收到OpenTry請求之后,如果同意的話,會對該消息進行確認(生成OpenACK數據包,并按照之前的方式由 Relayer 轉發給鏈A。
● 鏈A通過OpenACK數據包判斷此次握手是否成功,如果成功,對此次握手發送最后的 OpenConfirm 數據包返回鏈B。如果握手失敗,此次連接也就是建立失敗了。
2.2.2 發送跨鏈數據包
完成握手之后,應用層便可以在Channel上發送自己的數據了。Cosmos跨鏈交易的如下圖:
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TimeoutHeight和TimeoutTimestamp 超時機制
如果某個區塊高度或者某個時間這筆跨鏈交易還沒有完成的話,用戶能夠指定將這筆交易回退(比如是跨鏈轉賬的話,可以防止資金長時間凍結)。
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Data字段
留給用戶進行自定義,以應對可能的各種復雜的跨鏈場景。
總結
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