OSMO:区块链的 TCP/IP ？Cosmos 技术分析｜标准共识_MOS

Cosmos简介

以传统互联网的角度来看，正是由于IP协议的中继左右，让我们熟知的HTTP、P2P、IEEE、WiFi等协议相互连接，才有了我们可以在HTTP协议上登录网页版微信，利用P2P协议将文件通过网页版微信传输等应用场景。而以Cosmos、Polkadot为代表的跨链技术正在构建区块链领域的IP协议，故而有人将跨链技术视为区块链3.0时代。

Cosmos原理

图中最左侧和最右侧的4条公链在没有Hub的情况下要实现连接，就必须在彼此之间新建一条通道，但如果有了Hub，它们都只需要与Hub连接，由Hub实现跨链的中转。

Hub本身也是一条公链，使用CosmosSDK开发，具备tendermint结构；Hub连接的公链以及公链的代理链被称作「Zone」，所有的Zone都需要实现IBC通信标准。

Birla Cellulose通过区块链平台GreenTrack?进行木材溯源:Birla Cellulose（博拉纤维）利用区块链可追溯平台GreenTrack?使消费者能够对木材进行溯源，从而为时尚界提供森林的端到端可见性。该平台上的可追溯性对供应链合作伙伴或品牌和零售商没有任何额外成本。通过与最大的溶解性纸浆供应商Sappi Ltd的合作，Birla Cellulose的所有生态增强产品的森林资源可见性得以实现。（Fibre2Fashion）[2020/11/4 11:39:13]

CosmosSDK架构

baseapp：定义了一个基本ABCI应用的模版，与Tendermint通信。开发者也可以根据自己的需求重写。

应用程序：包括gaia、basecoin、democoin。其中gaia就是hub主程序，basecoin以及democoin是提供的两个示例应用。

浙江省数字服务贸易云展会运用区块链等提升产品体验:29日，浙江省首场服务贸易云展会开幕，浙江省商务厅与芬兰、意大利、英国、西班牙、德国、荷兰、法国、阿联酋8个国家的政府部门和有关商协会云端连线，聚焦数字城市服务和中医药两大领域，共话服务贸易国际合作。浙江省数字服务贸易云展会采用数字化手段服务企业，运用5G、智能机器人和区块链等技术提升产品体验，强化知识产权保护和政策辅导服务。（中新社）[2020/4/30]

plugins：cosmos-sdk的基本单元，每个plugin都是baseapp的功能扩展，包含各自的消息和交易处理逻辑。

目前SDK已经集成了一些重要的plugin：

staking：POS相关的实现，包括：绑定，解绑，通货膨胀，费用等操作。

声音 | 于平：区块链技术在新零售方面将发挥重要的作用:据新华财经消息，4月17日，在 “2019中国(天津)新零售与智慧物流高峰论坛”上，中国国际贸易促进委员会前副会长于平表示，区块链技术在新零售方面将发挥重要的作用。区块链去中心化、透明度、自治性的特征能够有助于解决新零售过程中碰到的各类问题，在区块链的环境下，能够安全地进行交换数据，信息不能篡改，使得造假的成本变高。在新零售中，人工智能和区块链技术的相互作用能够改善生产关系，助推新零售上升到新的高度。[2019/4/18]

ibc：跨链协议IBC的实现，也是Cosmos支持跨链的主要插件。

governance：治理相关的实现，如提议、投票等。

auth：定义了一个标准的多资产账户结构，开发者可以直接嵌入自己的账户体系中。

声音 | 金融系主任曹辉宁：区块链技术让全球化更加方便:3月31日讯，曹辉宁认为区块链最大的应用还是在金融行业，特别跨境这块。另外，通过通证经济将区块链信任能落地，是2019年的一个比较大的发展方向。[2019/3/31]

bank：定义资产的转移。

PegZone原理

基于Cosmos-sdk开发的区块链能够轻松满足实时最终性，然而现存的Bitcoin和Ethereum这类使用POW共识的区块链并不具备此特点，只能属于概率最终性，无法防止区块链的回滚。对于这类链，团队采用PegZone方案来解决。

上图我们可以看出PegZone可以分为5个部分：

SmartContract：资产托管的角色，保管以太坊中的代币和Cosmos中的代币。主要提供了lock、unlock、mint、burn四个方法。

Witness：是一个以太坊全节点，监听以太坊合约的event，并等待100个区块产生后，封装WitnessTx提交到PegZone中来证明在以太坊内状态更改。

PegZone：PegZone是基于Tendermint的区块链，负责维护用户的账户信息，允许用户之间资产的转移，并提供交易查询。

Signer：使用secp256k1对交易进行签名，以便签名能够高效的被智能合约验证，对应于智能合约的校验者公钥集合。

Relayer：中继器负责交易转发。将所有Signer签名后的SignTx转发到smartcontract中。

以太网到Cosmos的传输过程

合同在Cosmos端接收lock带有ERC20令牌和目的地地址的交易。它将收到的资金锁定在挂钩区域的共识，记录通知转发器的事件。

中继器通过RPC连接到以太坊完整节点，监听Lock事件。

一旦节点收到智能合约的存款，它就等待100个街区，然后生成并签署SignWitnessMsg证明宇宙钉区正在监听的事件的证据。

挂钩区域接收证人交易，直到超级大多数投票权见证了事件。每个BeginBlock调用peg区域检查是否有任何传入的以太坊传输已达到超过大多数确认。

然后，节点使用内部事务更新状态，以反映某人想要从以太坊发送令牌并生成IBCWitness将令牌转换为指定的目标链.

合约操作过程如下图

Cosmos到以太网的传输过程

ABCI应用程序收到IBCRelay要求刻录以太坊令牌的请求，并根据IBC规范处理它。ABCI应用程序生成一个有效的以太坊交易，其中包含{地址，令牌地址，金额，非现金}，并将其写入其状态。

每个签名应用程序正在监视ABCI状态中的新事务，并检测新事务。

每个签名应用程序使用secp256k1使用以太坊智能合约已知的密钥签署交易。

每个签名应用程序都将其中继提交回ABCI应用程序以SignRelayMsg进行复制。

定期查询ABCI应用程序事务的中继进程看到事务已达到所需的中继阈值。

其中一个中继器通过调用该unlock函数将事务发送到智能合约

智能合约用于ecrecover检查它是否由与交易高度相对应的超级大多数验证器集签名。智能合约释放交易中指定的令牌，使其可用于目标地址。

标准共识分析

Cosmos目前有CosmosHub模块跨链PegZone模块IBC模块治理相关模块等一系列全生态环境，从愿景上看，Cosmos希望打造成一个区块链互联网。所以需要解决跨链的问题，目前未知并未在跨链方面看到成熟方案，这个目标还是很远大，但很难实现，类比互联网网络没有共识层，只要解决好传输问题，就可以完成基本的通信，但区块链不一样，它的特色就是有不同的共识模型，这是它的生命力，也是它进步的方向。

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