跨鏈橋接原生 IBC 所支持的未來_ERK

通過回顧我們之前的一些研究文章，我們可能已經很清楚，我們是模塊化區塊鏈和特定應用區塊鏈設計范式的信仰者。這樣做的一個結果是，我們設想了一個具有很多不同的區塊鏈的世界，用于各種應用、垂直行業等等。我們相信，將會有各種各樣的區塊鏈，而且這些區塊鏈會隨著應用程序數量的增加而增長。

更多的區塊鏈，無論是以滾動的形式還是其他形式，一個不可避免的結果是，互操作性將變得成倍的重要。因此，隨著世界變得越來越模塊化，我們預計會看到大量的橋梁出現。我們看到的更令人興奮的是Polymer。我們將在下面深入探討他們是如何將IBC帶入所有生態系統的。

IBC

區塊鏈間通信的核心是同質區塊鏈的跨鏈信息傳遞協議。這意味著它連接了具有類似功能的鏈，在這種情況下，由Tendermint共識算法提供的即時確定性和具有輕型客戶端功能的鏈。IBC的工作方式是，兩個有意相互連接的鏈將在目的地鏈上提出治理建議。這通常是，首先，通過CosmosHub或Osmosis。這意味著在協議層面上有一個協議，因此，不需要外部橋梁中的可信第三方。

然后，這兩條鏈需要對方鏈上的一個輕客戶端來加密驗證兩條鏈之間的共識狀態，還需要一個中繼器在兩條鏈上的輕客戶端之間傳遞信息。中繼器是有效性所必須的——能夠在節點之間交換信息，節點成功達成共識的能力。讓我們來探討一下這在實踐中是怎樣的。

這意味著信任假設在于連接的區塊鏈的兩個驗證器集，因為這樣的信任假設比其他類型的橋和消息傳遞協議少得多。例如，在Polkadot生態系統中的XCMP，信任假設只在于中繼鏈。

為了顯示IBC在Cosmos生態系統中的兼容性和廣泛性，以及它所連接的鏈的數量--讓我們看一下當前的實時連接地圖。

mapofzones.com

對于IBC，有兩個內涵是需要注意的。這兩個是連接和通道。

1.連接是兩個獨立鏈上的有狀態對象——CosmosSDK中的IBC模塊。

2.通道是與一個鏈/應用程序的特定連接，并提供消息傳遞信息，如訂購，這就是所謂的relayer。

ICS

ICS是InterchainStandard的縮寫，為使用IBC的鏈之間發生的交易設置參數。ICS基本上是IBC交易的模塊規范。兩條鏈要使用IBC進行通信，就必須擁有相同的ICS規范。其中一個更有趣和獨特的ICS是ICS-27，也被稱為跨鏈賬戶。

Polymer將支持現有的ICS。因此，連接到Polymer的鏈子將能夠利用更廣泛的IBC社區所做的大量工作，而Polymer也是一個長期的貢獻者。

輕型客戶端

輕客戶端是區塊鏈的一個重要組成部分。在目前的形式下，它們使硬件密集度較低的機器能夠參與區塊鏈的驗證過程，并有助于促進與他人的連接。它們通過只下載區塊頭而不是整個區塊來做到這一點。他們信任誠實的完整節點會提供準確的信息，因此并不是無信任的。有幾種類型的輕客戶端實現，甚至可以說，以太坊上的RollupBridge合約的功能類似于Cosmos生態系統中IBC連接的區塊鏈的輕客戶端功能。

Avalanche C鏈已超1小時未出塊，疑似出現問題:金色財經報道，據Chainbase監測，Avalanche C鏈已超過1小時未出塊，疑似出現問題，最后區塊高度為27925928。[2023/3/26 13:27:40]

輕客戶端隨著Cosmos生態系統的出現而受到關注，并因其在區塊鏈的擴展功能方面所允許的可能性而獲得極大的歡迎。這里我們指的是Celestia如何利用輕客戶端參與數據可用性采樣，以隨著網絡中的節點數量而擴展。這將允許輕客戶端擁有與完整節點幾乎相似的信任假設，同時仍然不需要下載整個區塊。這導致輕客戶端，以及由此產生的終端用戶，成為他們居住的網絡的一等公民。

在大多數原始的單體區塊鏈中，用戶需要運行一個完整的節點，假如他們想參與驗證，就必須存儲整個區塊鏈數據。這給去中心化帶來了障礙，因為隨著區塊鏈的規模和歷史的增長，對全節點的硬件要求也在增加。這個問題通常被稱為"狀態膨脹"。對于輕型客戶端，只要他們連接到一個誠實的完整節點，他們就能夠通過掃描區塊頭來參與，而不是像完整節點那樣掃描整個區塊。區塊頭是區塊中的一個部分，作為區塊其余部分的摘要--例如區塊被開采的時間和難度，以及包括交易的根。

輕客戶端在PoS鏈中驗證一個區塊所需的信息

輕客戶端被用于橋接，以促進兩個橋接鏈通過鏈外中繼器的幫助來驗證彼此的狀態的可能性。通過驗證對方的狀態機，兩個連接的鏈能夠在協議層面上達到彼此之間的最終結果。在目前的輕客戶端設置中，這確實意味著有一定程度的信任，正如剛才所解釋的那樣。在IBC中，鏈與鏈之間的連接是由每個鏈上的輕客戶端建立的，以驗證鏈的狀態。

中繼器根據連接鏈的狀態建立交易，然后提交給網絡中的其他節點。在IBC中，這是通過Hermes中繼器的實現完成的，且在對中繼者給予激勵，以實現進一步的去中心化和安全。目前，中繼器是手動運行的，許多是由各種驗證者運行的，他們也在連接的鏈上運行完整的節點，通常使他們能夠從鏈間MEV中獲得大量的利潤。目前正在進行中的中繼器激勵工作，以減輕這帶來的一些問題，Polymer也在其中發揮了積極作用。

Tendermint的輕型客戶區塊驗證如下。

請記住，這是一個完整節點和輕型客戶端之間關系的簡化圖。在實際情況下，許多節點參與了對等網絡。

ZK輕型客戶端

所以，輕型客戶端顯然是一個偉大的發明，但我們如何才能使其更加偉大？在Polymer的案例中，他們正在利用ZK輕型客戶端，這是一項新發明。ZK輕型客戶端將允許增加信任的最小化和交易的效率。通過利用ZK證明，有可能將輕客戶端驗證邏輯編碼到電路中，從而使成批的區塊頭的驗證更加有效。我們在前面簡單介紹了區塊頭，但需要注意的是，區塊頭中也有前一個區塊的哈希值，這就是讓我們創建區塊"鏈"的原因。從本質上講，區塊頭包含了任何不屬于原始元數據列表本身的數據。

F1 Dog項目Discord服務器遭到攻擊:金色財經報道，據CertiK監測，F1 Dog項目Discord服務器遭到攻擊。請社區用戶在服務器修復之前不要點擊任何鏈接或聲明消息。[2022/12/23 22:03:27]

輕客戶端效率的一個很好的例子是，假設你的區塊鏈有10.000個1MB的區塊，你將在每個完整的節點上消耗10GB的空間。然而，如果只是對這些相同的塊使用塊頭，你所占用的空間會少一個數量級。通過利用ZK證明和它們的遞歸性質，這將進一步增加空間。至關重要的是，它們允許資源較少的設備進行驗證，支持輕型客戶端的區塊鏈可以讀取另一個區塊鏈的狀態。

通過遞歸zk證明，可以提高中繼過程的效率，并使用更少的空間。遞歸zk證明是指你采取多個證明，然后匯總成一個單一證明。只有在所有內在證明都有效的情況下，這個單一證明才是有效的，而且它更容易驗證，成本更低。當證明在鏈上被驗證時，這一點特別有吸引力。成千上萬的證明可以被壓縮成一個證明，在驗證過程中節省了巨大的成本。這是因為一個遞歸的zk證明證明了之前有效證明的存在。由于驗證本身是一個計算，它可以用一個電路來表達。這個計算/電路上的一個證明證明了一個內部證明的有效性，這個內部證明可能包括另一個證明，如此反復。

想要遞歸ZKsnarks進行鏈上驗證的另一個原因是，在以太坊上運行Tendermint"輕客戶端"是相當昂貴的，正如你在這篇文章中看到的那樣。即使它被優化了，實際的驗證成本也很昂貴。如果你要在以太坊上僅僅驗證Tendermint輕客戶端的驗證邏輯，甚至有可能超過區塊氣體的限制。遞歸驗證ZKPs將允許一個更簡單的鏈上驗證過程。

想要遞歸證明來驗證區塊頭的原因是要平行生成幾個證明，然后一起遞歸證明。這意味著，通常驗證一個區塊頭的成本，其中可能只有一個跨鏈交易，可以遞歸地平行降低。這也意味著，你現在只需要驗證鏈上的有效性證明，而不是整個區塊頭。與我們用ZK-rollups實現可擴展性的方式類似。

遞歸ZK證明

實際的鏈上頭驗證將在secp256k1橢圓曲線參數下進行，采用ECDSA算法。secp256k1是以一種系統化的方式構建的，它允許特別有效的計算。因此，如果實施充分優化，它通常比其他曲線快30%以上。Secp256k1曲線在比特幣和以太坊中都有使用。然而，它不是對SNARK最友好的，因此其他曲線也將被研究。

secp256k1的橢圓曲線圖--在現實中，它看起來會像散亂的點。

有一點需要注意的是，所有交易的一般calldata和它們的Merkle樹仍然需要被存儲。我們將在下一節中討論如何使之更有效率。如果你有興趣閱讀更多關于實現ZK輕型客戶端和IBC邏輯與ZK證明背后的推理，那么我建議你去閱讀新發布的Polymer文章，它涵蓋了這些問題的一部分。

參考文獻

https://github.com/tendermint/tendermint/blob/v0.34.x/spec/core/data_structures.md

CZ否認曾向中東投資者為加密復蘇基金尋求融資:金色財經報道，幣安首席執行官趙長鵬（CZ）在推特上否認了關于其向中東投資者尋求為加密復蘇基金融資的消息。

此前彭博社報道稱，趙長鵬和團隊上周在阿布扎比會見了潛在投資者，以尋求為趙長鵬此前宣布將成立的行業復蘇基金融資。[2022/11/23 7:59:50]

https://github.com/tendermint/tendermint/blob/v0.34.x/spec/light-client/verification/verification_002_draft.md

https://docs.rs/tendermint/0.23.7/tendermint/block/index.html

https://ipld.io/specs/codecs/dag-cosmos/tendermint_chain/

https://pkg.go.dev/github.com/tendermint/tendermint/light

https://www.researchgate.net/publication/344663049_A_Tendermint_Light_Client

https://medium.com/tendermint/everything-you-need-to-know-about-the-tendermint-light-client-f80d03856f98

https://github.com/0xPolygonHermez/pil-stark/blob/main/circuits.bn128/stark_verifier.circom.ejs

Verkle樹

Verkle樹是一種更有效的狀態承諾的數據結構。這里的好處是，它允許你減少證明的大小和證明鏈上的驗證成本。一般來說，Merkle/Verkle樹所帶來的是能夠確保數據的綁定是相同的，直到最后一個字節，這使我們能夠為區塊鏈節點提供最終協議。

要了解Verkle樹與Merkle樹有什么不同，首先要了解后者。Merkle樹和Verkle樹在結構上相當相似，但有幾個組成部分使它們作為狀態承諾的數據結構有很大的不同。

在Tendermint/CosmosSDK的結構中，Merkle樹被用來在節點之間共享交易數據，特別是在全節點和光節點之間，以便光節點驗證某個區塊。在這種情況下，光節點從全節點獲得承諾，并獲得證人，這使得輕型客戶端能夠在區塊頭中構建根。

在以太坊中，Merkle樹被用于執行層，其中區塊頭由Merkle樹的3個根組成。這些是狀態根、交易根和收據根。

還有以太坊全局狀態樹，隨著時間的推移而更新，因此，也會隨著時間的推移而增加大小。這也是為什么以太坊也在探索在未來的版本中使用Verkle樹的原因之一，以盡量減少以太坊全節點所需持有的狀態量。這就是所謂的無狀態，我們稍后會觸及這一點。這同樣也鞏固了為什么輕客戶端的兼容性對區塊鏈如此重要，以及為什么以太坊也希望在未來增加它們，因為它使硬件較差的客戶能夠驗證區塊鏈本身。狀態膨脹問題也是為什么需要歷史過期的原因，因為EIP-4844的結果是增加了calldata的數量。一般來說，如果你沒有興趣或愿意增加節點的硬件要求，狀態膨脹是區塊鏈的一個巨大問題，因為它阻礙了去中心化。有各種方法來緩解這個問題，其中之一就是Verkle樹。

沉睡近3年的某以太坊巨鯨地址分多筆轉出14.5萬枚ETH:金色財經消息，據歐科云鏈OKLink多鏈瀏覽器顯示，沉睡近3年的某以太坊巨鯨地址0x4bAf012726CB5EC7Dda57Bc2770798A38100C44d昨日起分多筆將累計14.5萬枚ETH轉出。據悉，該地址創建于2016年10月28日，上一次大額轉出記錄為2019年7月31日的5000枚ETH，目前地址余額價值約14枚ETH。[2022/8/15 12:25:59]

讓我們看看Merkle樹在紙上的樣子，然后讓我們以后能夠看到它們與Verkle樹有什么不同。

Merkle樹的實現

Merkle樹中的證人的大小為lgxN(x-1)。在Merkle樹中，證明是樹中與通往被證明節點的路徑上的節點共享一個父節點的整個節點集。這意味著你必須在見證中包括大量的節點，以使你能夠證明一個承諾。當然，這在非常大的樹中會呈指數級增長，因為你需要證明的樹頂也會變得非常大。

Merkle樹和Verkle樹的主要區別在于它們如何構造它們的證人，因此它們的大小也是如此。在我們看Verkle樹的結構之前，讓我們詳細介紹一下證人在其中是如何工作的。首先，需要注意的是，對于所有的正面來說，都是有取舍的。在Verkle樹的情況下，通過移動到lgxN(2)的證人大小，你失去了計算效率。然而，它使我們能夠減少證明的大小，因此也降低了證明鏈上的驗證成本。如果你試圖與以太坊進行橋接，這一點尤其重要，因為以太坊的氣體成本目前來說是相當高的。一個很好的例子是，在以太坊上橋接的鏈上證明是多么昂貴，看看電子實驗室為他們的"ZKIBC"想法所做的測試計算。為了降低成本，verkle樹和遞歸證明可以與許多其他正在進行的以太坊整體可擴展性解決方案一起提供巨大的幫助。

在Verkle樹中，你不需要提供所有共享一個父節點的節點，而只需要提供到根的路徑。因此，在一棵非常寬的樹上，與Merkle樹承諾中必須提供的所有姐妹節點相比，路徑將是相當小的。在Verkle樹中，與路徑一起需要的另一個附加承諾是矢量承諾，它取代了Merkle樹中姐妹節點的功能。這意味著它們給出的驗證是某個子節點實際上是樹中的正確節點，而只提供路徑本身。

簡單的Verkle樹的實現

在樹的證明構造中不需要姐妹節點。你只需提供路徑本身，加上一些簡短的證明，將路徑中的每個承諾與下一個承諾聯系起來。

如果您有興趣了解Verkle樹是如何在Polymer中構建的，那么我們強烈建議您查看他們對Verkle樹內部以可視化方式呈現的精彩介紹——鏈接。在開始時，Polymer不會使用Verkle樹。然而，在未來由于狀態的膨脹和證明驗證的價格，進行轉換是有意義的。因此，Polymer正在為未來做準備。

除了Verkle樹和多項式承諾的基本功能外，我們還可以添加更多的優化，這些優化可以使未來有無數其他不可思議的實現。讓我們簡單介紹一下：

Wintermute正式成為波場聯合儲備的新成員和白名單機構:據官方消息，Wintermute正式成為波場聯合儲備（TRON DAO Reserve）的新成員和白名單機構。

Wintermute是領先的數字資產算法做市商，其在中心化和去中心化的交易平臺以及場外創建流動性和高效的市場。[2022/8/9 12:13:34]

這些優化是通過多項式承諾的屬性來實現的。主要是能夠做出固定大小的證明，將任何長度或路徑上的節點連接起來。這是通過FiatShamirHeuristics(FSH)為非交互式證明提供一個確定性的隨機性來源來實現的。FSH使我們能夠通過隨機評估實現多重證明。這也是Merkle和Verkle樹之間的權衡所在--計算多項式的證明生成。這個單一的多項式證明就可以起到證明正確路徑的作用。

高效的Verkle樹實現

如果你有興趣深入挖掘單項有效的多重證明是如何實現的，我們強烈建議你去看看偉大的Dankrad關于他們的文章。

Verkle樹的實現將允許一些相當獨特和有趣的功能，可以幫助區塊鏈的可擴展性和去中心化。讓我們特別看一下無狀態，同時也略微觸及另一種方法，即狀態租用。這兩種方法都是為了緩解所有區塊鏈都會出現的狀態膨脹問題。正如Vitalik在大約一年前的"狀態過期和無狀態路線圖"中指出的，"以太坊的狀態大小正在迅速增長。目前，僅狀態就有35GB左右，包括所有Merkle證明在內，超過100GB，并且每年大約增加一半。"

無狀態或弱無狀態是指只要求區塊提議者存儲狀態，然后讓網絡中的其他節點驗證該區塊，而不必持有和存儲區塊鏈的狀態。這是需要Verkle樹和多重驗證的東西，這將使客戶能夠驗證全局狀態，而自己實際上不持有任何狀態。計劃與以太坊上的弱無狀態一起增加的另一個功能是狀態過期，這一點我們在前面提到過。通過狀態過期，狀態仍然需要去某個地方。這可能是在存檔節點上，或者我們也可以利用一種被稱為狀態租用的方法。

狀態租借是"租借"狀態來存儲的概念，并在其他鏈上或鏈上的特定節點中證明其可訪問性。有很多項目正在研究允許這樣做的解決方案，例如Laconic，但以Polymer的結構，你也可以設想一個Polymer也被用于狀態租用的世界。也有一種方法，你可以用可證明的可檢索性來分散狀態。JoachimNeu在模塊化峰會上發表了一篇非常有趣的論文，我們很高興與Celestia共同主辦了這次峰會。

參考文獻

https://docs.google.com/presentation/d/1IZqyFgb6VwLBxieR0_wUFdzmAIC_ZAMicbKWL0fidMg/edit#slide=id.g119a168c71b_0_122

https://docs.google.com/presentation/d/1zv26gsBiU-xsepXnrpmcBIFVP49QN9jvbbcI_AZKssA/edit?pli=1

https://vitalik.ca/general/2021/06/18/verkle.html

https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_tree_eip

https://nethermind.io/verkle-trees/

https://github.com/o1-labs/verkle-tree

https://dankradfeist.de/ethereum/2021/06/18/verkle-trie-for-eth1.html

https://github.com/lunfardo314/verkle

https://ethereum-magicians.org/t/proposed-verkle-tree-scheme-for-ethereum-state/5805

https://beamstart.com/news/merkle-trees-vs-verkle-trees-16609184619683

https://eprint.iacr.org/2021/599.pdf

https://github.com/polymerdao/go-verkle

https://hackmd.io/@vbuterin/state_size_management

Solidity中的IBC在Ethereum上的應用及以后的遞歸Snarks

最近幾個團隊研究的東西是如何在以太坊增加輕量級客戶端兼容性之前將IBC帶到以太坊。例如，ElectronLabs提出了一個IBC的"版本"，他們讓Ethereum上的智能合約充當鏈上輕客戶端。這類似于橋梁/滾動合約對以太坊滾動的工作方式。然而，這樣做的問題是，你本質上是在信任一個智能合約，這顯然不允許在協議層面上進行信任最小化的橋接，因為信任在于連接的兩條鏈的兩個驗證器組。IBC在Tendermint/CosmosSDK鏈上的好處是，它們內置了輕量級的客戶端支持，它使鏈在協議層面達成一致，以信任最小化的方式在它們之間建立連接。目前，ElectronLabs只有一個用于ed25519簽名驗證的電路，而沒有實際的輕客戶端邏輯。為了使智能合約能夠作為一個具有IBC邏輯的輕客戶端，他們需要進行其他必要的改變。

那么，Polymer是如何計劃在以太坊生態系統中提供IBC的，包括滾動。讓我們深入了解一下Polymer的GitHub，看看他們到目前為止所做的工作。

目前，實現IBC的最佳方式是實現ZK-IBC結構，以便它在以太坊上發揮作用。這里的有效性證明是在鏈上驗證的，證明在連接鏈上進行的交易的有效性。如前所述，ElectronLabs也有一篇很好的博文介紹了如何實現這一點，但有幾件事我覺得確實需要注意。IBC模塊需要轉換為solidity，以便IBC交易能夠被正確驗證+我們還需要一個用于Plonky2的solidity驗證器。如果你有興趣跟隨Polymer正在進行的Plonky2驗證器的開發，我強烈建議你查看他們的GitHub

目前，Polymer已經在devnets上創建了智能合約，作為Ethereum和BSC的鏈上輕客戶端。這使得智能合約能夠接收IBC數據包，因為他們已經在Solidity中重寫了IBC模塊。同樣，Polymer也為其他各種兼容EVM的鏈做了測試，如Binance、Avalanche、Fantom、Polygon和Solana。

參考資料

https://github.com/polymerdao/plonky2-solidity-verifier

https://ethresear.ch/t/bringing-ibc-to-ethereum-using-zk-snarks/13634

聚合體

IBCe2e

除了標準的IBC，Polymer還將推出一種叫做端對端IBC的副產品。這非常符合我們看待模塊化世界形成的方式，因為連接的鏈子在這個產品中被認為是"卷軸"。E2EIBC是遠程虛擬機，可以實現原生IBC和輕型客戶端支持。E2EIBC可以被所有的鏈采用，包括特定應用、其他L1、L2和各種執行環境。

這意味著連接的鏈可以有自己的"卷軸"，作為遠程虛擬機工作，其中有輕型客戶端支持和本地IBC連接。因此，通常不能利用輕型客戶端的鏈可以有一個環境，他們可以連接和使用IBC邏輯，而不需要實際執行模塊本身。

這些遠程虛擬機將通過Polymer的鏈間賬戶智能合約API進行互動。通過這種方式，他們將鏈子通常依賴的網絡層解耦，而允許遠程虛擬機作為支持原生IBC連接的Polymer本身的擴展來操作。這意味著，Polymer能夠代表連接的鏈子維持IBC連接。

E2EIBC的狀態將在Polymer上得到驗證，就像通常通過輕型客戶端進行滾動一樣，CosmosSDK和Tendermint支持這種滾動。在聚合體方面，將存在IBC智能合約。這些將處理從聚合體到非IBC鏈的移動。原生的輕客戶端支持意味著信任最小化可以輕松實現。

Polymer也將具有他們所謂的xApps，它將作為多鏈應用程序在聚合體之上以滾動的形式運作。這將使他們能夠立即訪問各種各樣的鏈，在上面進行結算和處理交易。

聚合物理論

Polymer正在利用現有的Cosmos技術，通過建立一個通用的IBC路由協議，使非Tendermint鏈之間的端到端IBC連接和通道，如第1層，甚至在這些第1層之上的滾動，來利用IBC的優勢。聚合物公司還采取了一種模塊化的方法來構建其網絡協議，以便在堆棧的每個部分都得到優化。

因此，他們將使IBC連接到所有連接的鏈上，這將使建立在Polymer之上的應用程序具有原生的鏈間組合能力。Polymer的功能是作為一個與鏈無關的IBC網絡層，他們通過解耦網絡層來實現這一點，這將允許卷起的IBC作為數據層在不同鏈上的應用邏輯發揮作用。這是通過使用IBC所依賴的輕客戶端來實現的，通過使用ZK輕客戶端來增加安全性和驗證邏輯，允許將驗證邏輯編碼到電路中，使成批的塊頭驗證更有效率。

e2eIBC是與遠程虛擬機的集成，它允許IBC層與聚合體連接鏈解耦。這是通過通過Merkle/Verkle樹發布分批承諾來實現的，以滾動鏈合同。通過在fturue中啟用Verkle樹，驗證時間和證明大小將被減少，Verkle樹是Merkle樹的"升級版"，允許更小的證人。

因此，Polymer將代表連接的鏈維護IBC連接和通道，這實際上可以作為多鏈IBC卷的功能，并可以在上面建立應用程序。這也應該允許在非本土的Cosmos鏈上進行鏈間結算。

Polymer也與Celestia合作，通過IBC的Optimistic輕客戶端實施，成為建立在Celestia之上的OptimisticRollups之間的橋接供應商。

責任編輯：MK

Tags：ERKIBCMERVERTerkehhsibcoinSheBollETH CommerceHedge Tech Governance

fil幣價格今日行情