Giriş

Bölüm I'de blockchain birlikte çalışabilirliği kavramını ve alternatif L1'ler, L2'ler ve uygulama zincirleri ortaya çıktıkça bunun öneminin nasıl artacağını ele aldık. Köprülere aktarılan büyük miktardaki sermaye, köprüleri bilgisayar korsanları için cazip hedefler haline getiriyor ve 2022'de çoklu imza ve akıllı sözleşme güvenlik açıkları nedeniyle 2,5 milyar dolar kaybedildiğini gördük. O yıl meydana gelen tüm suiistimallerin yüzde 69'u şaşırtıcı bir şekilde köprülerle ilgiliydi.

Bu kayıpların temelinde, işlemin geçerliliğini doğrulamak için kullanılan güven mekanizmasının insanlar ve çoklu imzalar tarafından desteklendiği köprülemenin Doğrulama adımındaki başarısızlıklar vardı:

1. Ronin'in köprüsü 5/9 çoklu imzayla güvence altına alındı. 4 doğrulayıcı tek bir tarafça çalıştırıldı ve tek seferde ele geçirildi, bu da 5'inciyi kolay bir tetikleyici haline getirdi
2. Harmony Bridge, sosyal mühendislikten şüphelenilse de, bilinmeyen yöntemlerle ele geçirilen 2/5 çoklu imzayla güvence altına alındı
3. Multichain'in özel anahtarları tek bir kişi tarafından etkili bir şekilde tutulan bir 'multisig'di

Bu güvenlik açıkları göz önüne alındığında, köprü oluşturma sürecindeki Doğrulama adımı, kod ve matematiğe dayalı, güveni en aza indirilmiş yöntemlerle çok daha iyi bir şekilde yerine getirilir.

Konsensüs Kanıtlarının potansiyel bir çözüm olarak devreye girdiği yer burasıdır. Yaklaşım, kaynak zincirinin blockchain konsensüsünü doğrulayan bir kanıtlayıcıya ve fonları bir hedefe bırakmadan önce bir işlemin geçerliliğini doğrulamak için sıfır bilgi kanıtı kullanmaya dayanıyor.

Bu açıklanacak çok şey var, o yüzden önce blockchain konsensüsünü doğrulayarak ne demek istediğimizi tanımlayalım.

Kaynak blok zincirinin durumu/'fikir birliği' doğrulanıyor

Temelde blok zincirler, birbirine güvenmeyen düğümler tarafından tutulan hesaplar arasındaki işlemleri kaydeden defterlerdir. Bir blockchain ağını doğrulayan çok sayıda düğüm olduğundan, bu doğrulayıcılar arasında en son eklenen bloğun hangisi olduğu konusunda bir anlaşmaya varılmalıdır, yani en son durum konusunda 'fikir birliğine' varmaları gerekir.

Kaynak: Gösterilen Ethereum EVM'den uyarlanmıştır

Hedef zincir üzerinde kaynak zinciri konsensüsünün güvenilir bir şekilde doğrulanması köprü oluşturmanın anahtarıdır çünkü kaynak zincirinin en son bloğunu güveni en aza indirilmiş bir şekilde doğrulayabilirseniz, en son 'gerçeği' belirlersiniz ve ardından ilgili eylemi yürütme rahatlığına sahip olursunuz. hedef zinciri.

Köprü kurmayı etkinleştirmek için kaynak zinciri fikir birliğini doğrulama

Köprüleme için protokolün, kaynak zincirinde bir 'para yatırma' işleminin geçerli bir şekilde yapıldığını belirlemesi gerekir. Uygulamada bu iki şeyin doğrulanmasını içerir:

1. Adım 1. Blockchain konsensusunun doğrulanması, yani sorguladığımız bloğun, kaynak zincirinin dünya durumunun geçerli bir parçası olduğu; Ve
2. Adım 2. Belirli bir işlemin, yani 'para yatırma' işleminin bloğa dahil edilip edilmediğini kontrol edin(bu, Merkle Eklenme kanıtıyla kanıtlanabilir)

Her ikisinin de doğrulanmasının ardından hedef zincir, varlıkları kullanıcıya bırakabilir.

Voila, varlıklar köprülendi.

Teorik olarak bu basit gibi görünse de işin zor kısmı 1. adımdır: Bir zincirdeki akıllı sözleşmenin diğerinin (tipik olarak kaynak zinciri olarak Ethereum) konsensusunu doğrulaması o kadar kolay değildir.

Köprü kurma konusunda fikir birliğinin doğrulanmasıyla ilgili mevcut zorluklar

Belirtilmesi gereken ilk zorluk, farklı blok zincirlerinin farklı mutabakat mekanizmalarına sahip olması ve her bir kaynak zincirinde fikir birliğinin kanıtlanmasının çok özel mühendislik çalışmaları gerektirmesidir. Bu, fikir birliği doğrulama adımının her kaynak zinciri için özelleştirilmesi gerektiği anlamına gelir. Şimdilik, TVL'de aslan payına sahip olduğu ve tipik L1 kullanıcı köprüsü olduğu göz önüne alındığında, Ethereum konsensüsünü kanıtlamaya odaklanalım.

Ethereum, 21.000'den fazla doğrulayıcının bir yuvadaki bir blok üzerinde oy kullandığı 700.000'den fazla büyük bir doğrulayıcı setine sahiptir. Kesinliğe ulaşmak için bir bloğun, yaklaşık 450.000 doğrulayıcı oyuna eşdeğer olan doğrulayıcı kümesinin ⅔'sinden oy alması gerekir. Tam fikir birliğinin doğrulanması, 450.000 imzanın geçerliliğinin kontrol edilmesi anlamına gelecektir.

Ethereum'un fikir birliğini kontrol etmenin daha az hantal bir yöntemi 'hafif istemci protokolünü' içerir. Bu, önerilen en son bloğun geçerli olduğunu doğrulamak için bir senkronizasyon komitesi (her 27,3 saatte bir rastgele seçilen 512 doğrulayıcı) kullanır. Burada fikir birliğinin doğrulanması, 512 toplu imzanın geçerliliğinin kontrol edilmesi anlamına gelir.

Köprü oluşturma bağlamında, hedef zincirdeki akıllı bir sözleşme, hafif istemci protokolünü kullanabilir ve kaynak zincirinin en son durumunu doğrulamak ve bir 'depozito' yapıldığından emin olmak için zincir içi bir 'hafif istemci' olarak hareket edebilir. Memnun kalınması durumunda akıllı sözleşme, varış zincirindeki fonları serbest bırakır.

Senkronizasyon komitesi aracılığıyla kaynak zinciri konsensüsünün (Ethereum'da) doğrulanması

Bu yaklaşım çok pratik değildir çünkü 512 toplu imzanın doğrudan zincirdeki bir akıllı sözleşmede doğrulanması, Ethereum doğrulayıcılarının BLS imzalarını kullanması göz önüne alındığında ön derlemeler olmadan son derece maliyetlidir.

O halde bunu mümkün kılmanın anahtarı, doğrulama adımını zincirden çıkarmaktır…

… ve Konsensüs Kanıtlarının devreye girdiği yer burasıdır.

Çözüm: Senkronizasyon komitesi imzalarının fikir birliği kanıtları

Sıfır bilgi kanıtları, blok zincirlerin maliyetli hesaplamaları zincir dışına taşımasına ve sonucu zincir üzerinde doğrulamasına yardımcı olacak uygulanabilir bir çözüm olarak ortaya çıktı. Bu, hedef zincirde köprü oluşturan bir akıllı sözleşmenin maliyetli hesaplamaları (kaynak zinciri konsensüsünün doğrulanması gibi) zincir dışı bir sıfır bilgi kanıtlayıcıya taşımasına olanak tanır:

1. Kanıtlayan imzayı doğrulayacak ve bir Konsensüs Kanıtı oluşturacaktır; yani senkronizasyon komitesi onaylarının ⅔'ünü aldığı için bloğun bir sonraki geçerli blok olduğunu doğrulayan kısa ve öz bir sıfır bilgi kanıtı. Bu kanıt, kaynak blockchain'in konsensüsünü doğrular (yukarıdan Adım 1.).
2. Bir bloğun geçerliliği kanıtlandıktan sonra, Merkle dahil olma kanıtlarını kullanarak bir işlemin bu bloğun parçası olduğunu (yukarıdan 2. Adım) kanıtlayabiliriz. (Alternatif olarak, zincir dışında bir sıfır bilgi kanıtı oluşturulabilir ve aynı amaç için hedef zincirdeki akıllı bir sözleşmeyle doğrulanabilir).

Zk kanıtlarıyla doğrulama, güvenin en aza indirildiği köprülemeye yaklaşmamızı sağlar

Bu iki adımdan sonra hedef akıllı sözleşmesi, hedef zincirindeki fonları güvenli bir şekilde serbest bırakabilir.

Kaynak blockchain durumunu doğrulamak için Consensus Proof'ları kullanmak, güveni en aza indirilmiş köprülemeye doğru önemli bir adımdır, ancak hafif istemci protokolüne ve 512 doğrulayıcılara güvenmenin bazı sınırlamaları vardır (aşağıdaki tabloda vurgulanmıştır).

Fikir birliğini doğrulamak için senkronizasyon komitesine güvenmenin sınırlamaları

Bu nedenle bazı ekipler, karmaşık bir görev olan ve bu yazının yazıldığı sırada 450.000 imzanın doğrulanmasını gerektirecek olan tam Ethereum konsensüsünü kanıtlamak için çalışıyor. Sıfır bilgi devresinde bunu yapmak hiç de kolay bir başarı değil; ancak Polyhedra Network ve Succinct gibi ekipler bunu başarmaya kararlılar.

512 imzayı kanıtlamaktan daha iyi ne olabilir? 450.000 imza!

Polyhedra Network kısa süre önce ZK'de belirli bir yuvada bir bloğu imzalayan 21.000 doğrulayıcı imzayı doğrulamayı başardıklarını ve 450.000 imzanın tamamını doğrulamak için çalıştıklarını duyurdu . Yaklaşımları ve kanıtlama sistemleri hakkında daha fazla ayrıntıyı zkBridge makalelerinde bulabilirsiniz.

Sıfır bilgide tam Ethereum konsensüsünü doğrulayabildiğimizde, diğer zincirlerin konsensusunun sıfır bilgide daha küçük doğrulayıcı kümelerle doğrulanması nispeten basit olmalıdır.

Sıfır bilgi kanıtı kullanmanın riskleri

Sıfır bilgi teknolojisi ve Konsensüs Kanıtları insanın yanılabilirliğini çözerken, bunların köprü oluşturmada kullanılmasıyla ortaya çıkan bazı riskler kabul edilmeden tartışma eksik kalacaktır.

Yeni algoritmalar ve sistemler ortaya çıkmaya devam ettikçe sıfır bilgi teknolojisi hızla değişiyor. Bu uygulamalardan bazıları denetlenmemiştir ve güvenlik açıkları içerebilir, bu da onları önemli teşvikler ortaya çıktığında potansiyel istismarlara karşı duyarlı hale getirir. Ayrıca, denetimlerden sonra bile bu tür karmaşık kriptografik sistemler, olgunlaşmış, savaşla sertleştirilmiş bir duruma ulaşmak için zaman içinde tanımlanacak ve düzeltilecek keşfedilmemiş saldırı vektörleri içerebilir.

Dahası, sıfır bilgi kanıtlarının oluşturulması ve doğrulanması masrafının hangi işlem hacminde uygun maliyetli sayılacak kadar amortismana tabi tutulacağı henüz belli değil.

Ekipler bina yapıyor

Sonuç olarak, bu alanda çözüm geliştiren oyunculardan bazılarını vurgulayacağız. Biraz farklı yaklaşımlara ve pazara açılma yollarına sahip olmalarına rağmen, zk tabanlı köprülemenin yapabileceklerinin sınırlarını zorluyorlar ve güvenin en aza indirildiği birlikte çalışabilirliğin ortaya çıkışını müjdeliyorlar.

Bunların arasında şunlar var:

1. zkBridge protokolünü tasarlayan ve uygulayanPolyhedra Ağı , başka bir zincirin durumunu doğrulamak için kullanılabilir. zkBridge şu anda Ethereum, Polygon, Binance Smart Chain, Optimism, Arbitrum dahil olmak üzere 20'den fazla L1 ve L2 arasında köprü kurmayı desteklemektedir. Polyhedra Network, zk tabanlı köprülemeyi kolaylaştırmak için hem senkronizasyon komitesi tabanlı kanıtları hem de tam fikir birliğine dayalı kanıtları LayerZero ile entegre etti.
2. Ethereum'un durumunu doğrulamak ve kaynak zincirleri olarak Gnosis Chain ve Ethereum ile hedef zincirleri olarak Gnosis, Arbitrum, Avax, Binance Smart Chain, Optimism ve Polygon arasında köprü kurmayı kolaylaştırmak için zk tabanlı hafif istemciler geliştiren Succinct Labs
3. Ethereum ve Cosmos ekosistemi arasında köprü oluşturma yaklaşımları oluşturmaya odaklanan Electron Labs
4. Polymer Labs, bağlı zincirler arasında IBC aktarımını veya TAO semantiğini uygulayan Polymer Hub aracılığıyla IBC bağlantısını farklı zincirler boyunca genişletmeyi hedefliyor. Polymer Hub ayrıca p2p veya hub ve jant teli modellerine kıyasla gelişmiş ölçeklendirme özelliklerine sahip bir ağ birlikte çalışabilirlik modelini de mümkün kılar.
5. Lagrange Laboratuvarları, blockchainlerin durumunu doğrulamak için kendi eyalet komitelerini (Eigenlayer yeniden staking tarafından güvence altına alınan) kullanacak. Pazara açılmak için iyimser L2'leri (Arbitrum, İyimserlik, Temel) ve büyük L1'leri hedefliyorlar

Mutabakat Kanıtları üzerinde çalışan ekipler

Çözüm

Birlikte çalışabilirlik blockchain altyapısının temel bir parçasıdır. Köprü kurmanın ilk vuruşlarında, çoklu imzalarla desteklenen ve insanlara güven nedeniyle taviz verilen güven mekanizmaları görüldü. Artık, köprü oluşturma bağlamında sıfır bilgi kanıtlarının uygulanmasıyla mümkün kılınan kriptografi ve matematikle güvence altına alınan köprüler alanına doğru ilerlemeye başlıyoruz.

Bu bölümde, en son kesinleşmiş kaynak blockchain fikir birliğini kontrol ederek Konsensüs Kanıtlarının köprüleme çözümüne nasıl yardımcı olduğunu ele aldık.

Ancak bu teknoloji, şu anda köprü oluşturmanın ötesinde daha esnek zincirler arası kullanım durumlarına olanak tanıyan tarihsel fikir birliğini kontrol etmek için daha da genişletilebilir. Birlikte Çalışabilirlik serimizin III.Bölümünde de bunu keşfedeceğiz: Depolama Kanıtları ve bunların kilidini açtığı kullanım örnekleri.

Yasal Uyarı:

1. Bu makale [Superscrypt] adresinden yeniden basılmıştır. Tüm telif hakları orijinal yazara [Jacob Ko] aittir. Bu yeniden basıma itirazlarınız varsa lütfen Gate Learn ekibiyle iletişime geçin; onlar konuyu hemen halledeceklerdir.
2. Sorumluluk Reddi: Bu makalede ifade edilen görüş ve görüşler yalnızca yazara aittir ve herhangi bir yatırım tavsiyesi teşkil etmez.
3. Makalenin diğer dillere çevirileri Gate Learn ekibi tarafından yapılır. Aksi belirtilmedikçe tercüme edilen makalelerin kopyalanması, dağıtılması veya intihal edilmesi yasaktır.