Cosmos跨鏈交易的流程步驟解析
Cosmos中最重的一部分就是跨鏈通信，跨鏈?zhǔn)峭ㄟ^IBC協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的。Cosmos中交易分為兩種：普通交易和跨鏈交易。普通交易基本局限在各個(gè)區(qū)塊鏈的交易方式中，在Basecoin中已經(jīng)提供了基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)帳功能供使用；跨鏈交易主要由IBC協(xié)議來實(shí)現(xiàn)。
一、普通交易
cosmos的普通交易和以太坊類似，也是一個(gè)帳戶模型。但是與以太坊不同的是，cosmos的交易進(jìn)行了插件化的處理，也就是說，最基礎(chǔ)最簡(jiǎn)單的交易可以使用Basecoin提供的基礎(chǔ)函數(shù)，但是要想實(shí)現(xiàn)以太坊一樣的豐富的交易管理就得使用交易的插件，這正是Cosmos實(shí)現(xiàn)插件化的編程的基礎(chǔ)。
Basecoin就是tendermint上的一個(gè)ABCI應(yīng)用，致力于成為數(shù)字貨幣的基本開發(fā)框架，或ABCI應(yīng)用的開發(fā)示例。如果到tendermint公司官網(wǎng)可下載到兩個(gè)二進(jìn)制文件，basecoin和basecli，前者是節(jié)點(diǎn)服務(wù)端，后者是節(jié)點(diǎn)的命令行輕客戶端。我們可以使用basecli生成賬戶，用于獲得初始資金，并設(shè)置驗(yàn)證人集合（也可以只有一個(gè)），配置完成后會(huì)有一個(gè)genesis文件，并初始化一條basecoin鏈。配置basecli連接節(jié)點(diǎn)端口，并根據(jù)genesis文件檢查chainID。
二、跨鏈交易
作為跨鏈互操作的解決方案，Cosmos最引人注意的地方便是跨鏈通信協(xié)議inter-blockchain communication protocol，IBC。你可以把IBC看作互聯(lián)網(wǎng)中的TCP/IP協(xié)議?；ヂ?lián)網(wǎng)這是借助TCP/IP協(xié)議讓消息以光速在地球上傳播。IBC通過共識(shí)機(jī)制保證了兩條異構(gòu)區(qū)塊鏈之間能夠進(jìn)行價(jià)值交換。IBC為區(qū)塊鏈提供了靈活性，它允許可以實(shí)現(xiàn)公共和私有鏈、聯(lián)盟鏈和公有鏈彼此交換代幣之類的有價(jià)值的信息。由于IBC協(xié)議本身的可擴(kuò)展性，分布式商業(yè)架構(gòu)也將產(chǎn)生巨大的變革。
IBC交易，用戶將能體驗(yàn)到一種真正的去中心化交易所的便捷。在保障自己資金安全的情況下，將永遠(yuǎn)控制自己的資金安全，不像現(xiàn)在的中央化交易所，用戶委托給第三方與其他人進(jìn)行交易。
它意味著Cosmos開發(fā)人員真正實(shí)現(xiàn)了一種高效、安全的跨鏈的價(jià)值轉(zhuǎn)移。目前IBC可以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)同樣基于Tendermint共識(shí)的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)價(jià)值轉(zhuǎn)移。后續(xù)借助peg-zone，我們將看到比特幣、以太幣借助IBC在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)。
1、交易步驟
IBC協(xié)議中包含了兩個(gè)主要的交易類型：
IBCBlockCommitTx：發(fā)送方所在區(qū)塊鏈的最新的區(qū)塊信息。
IBCPacketTx：跨鏈交易本身的信息，及其在發(fā)送方鏈中被打包的區(qū)塊信息。
其中IBCBlockCommitTx就是傳送MerkleRoot到另外一條鏈的消息。而IBCPacketTx則傳遞了跨鏈的交易信息。也就是交易經(jīng)常提到的有效載荷（payload）。而為了保證數(shù)據(jù)的安全，雙方鏈需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)隊(duì)列，一進(jìn)一出，用來存儲(chǔ)入鏈（從對(duì)方鏈進(jìn)來的消息）和出鏈（發(fā)給對(duì)方鏈的消息）。
當(dāng)雙方在路由注冊(cè)后，彼此發(fā)現(xiàn)就可以通過路由進(jìn)行跨鏈交易了。（下圖來自美圖的Cosmos分析）
它主要有以下幾個(gè)步驟：
1、路由注冊(cè)。
2、User A向chain1提交跨鏈交易（包括驗(yàn)證信息等），chain1執(zhí)行該交易，并將交易存入outgoing隊(duì)列。
3、relayer從chain1中對(duì)應(yīng)test-hub的outgoing消息隊(duì)列取出跨鏈交易，提交到test-hub。
4、test-hub執(zhí)行交易，放入incoming消息隊(duì)列。
此處的流程和官網(wǎng)的白皮書略有不同，和前面交易的步驟中提到的也有區(qū)別，主要原因是代碼尚未完成，按它們的計(jì)劃需要明年第三季度才可能完成。所以細(xì)節(jié)有出入是正常的。
2、源碼分析
在看了上面的分析之后，結(jié)合代碼分析一下：
1、注冊(cè)路由
func NewBasecoinApp（logger log.Logger， db dbm.DB） *BasecoinApp {
。。.。。.
// add accountMapper/handlers
app.coinKeeper = bank.NewKeeper（app.accountMapper）
app.ibcMapper = ibc.NewMapper（app.cdc， app.keyIBC， app.RegisterCodespace（ibc.DefaultCodespace））
app.stakeKeeper = stake.NewKeeper（app.cdc， app.keyStake， app.coinKeeper， app.RegisterCodespace（stake.DefaultCodespace））
app.slashingKeeper = slashing.NewKeeper（app.cdc， app.keySlashing， app.stakeKeeper， app.RegisterCodespace（slashing.DefaultCodespace））
// register message routes
app.Router（）。
AddRoute（“auth”， auth.NewHandler（app.accountMapper））。
AddRoute（“bank”， bank.NewHandler（app.coinKeeper））。
AddRoute（“ibc”， ibc.NewHandler（app.ibcMapper， app.coinKeeper））。
AddRoute（“stake”， stake.NewHandler（app.stakeKeeper））
。。.。。.。
return app
}
2、發(fā)起傳送
// SendTxCommand will create a send tx and sign it with the given key
func SendTxCmd（cdc *wire.Codec） *cobra.Command {
。。.。。.
// build and sign the transacTIon， then broadcast to Tendermint
msg ：= client.BuildMsg（from， to， coins）
res， err ：= ctx.EnsureSignBuildBroadcast（ctx.FromAddressName， msg， cdc）
。。.。。.
return cmd
}
// IBC transfer command
func IBCTransferCmd（cdc *wire.Codec） *cobra.Command {
。。.。。.。
// build the message
msg， err ：= buildMsg（from）
if err ！= nil {
return err
}
// get password
res， err ：= ctx.EnsureSignBuildBroadcast（ctx.FromAddressName， msg， cdc）
if err ！= nil {
return err
}
。。.。。.。
return cmd
}
3、Relay傳輸
// IBC relay command
func IBCRelayCmd（cdc *wire.Codec） *cobra.Command {
。。.。。.
cmd ：= &cobra.Command{
Use： “relay”，
Run： cmdr.runIBCRelay，
}
。。.。。.。
return cmd
}
func （c relayCommander） runIBCRelay（cmd *cobra.Command， args ［］string） {
//得到路由的相關(guān)信息
fromChainID ：= viper.GetString（FlagFromChainID）
fromChainNode ：= viper.GetString（FlagFromChainNode）
toChainID ：= viper.GetString（FlagToChainID）
toChainNode ：= viper.GetString（FlagToChainNode）
address， err ：= context.NewCoreContextFromViper（）.GetFromAddress（）
if err ！= nil {
panic（err）
}
c.address = address
//循環(huán)處理路由
c.loop（fromChainID， fromChainNode， toChainID， toChainNode）
}
func （c relayCommander） loop（fromChainID， fromChainNode， toChainID，
toChainNode string） {
ctx ：= context.NewCoreContextFromViper（）
// get password
passphrase， err ：= ctx.GetPassphraseFromStdin（ctx.FromAddressName）
if err ！= nil {
panic（err）
}
ingressKey ：= ibc.IngressSequenceKey（fromChainID）
OUTER：
for {
TIme.Sleep（5 * TIme.Second）
processedbz， err ：= query（toChainNode， ingressKey， c.ibcStore）
if err ！= nil {
panic（err）
}
var processed int64
if processedbz == nil {
processed = 0
} else if err = c.cdc.UnmarshalBinary（processedbz， &processed）; err ！= nil {
panic（err）
}
lengthKey ：= ibc.EgressLengthKey（toChainID）
egressLengthbz， err ：= query（fromChainNode， lengthKey， c.ibcStore）
if err ！= nil {
c.logger.Error（“Error querying outgoing packet list length”， “err”， err）
conTInue OUTER //TODO replace with continue （I think it should just to the correct place where OUTER is now）
}
var egressLength int64
if egressLengthbz == nil {
egressLength = 0
} else if err = c.cdc.UnmarshalBinary（egressLengthbz， &egressLength）; err ！= nil {
panic（err）
}
if egressLength 》 processed {
c.logger.Info（“Detected IBC packet”， “number”， egressLength-1）
}
seq ：= c.getSequence（toChainNode）
for i ：= processed; i 《 egressLength; i++ { egressbz， err ：= query（fromChainNode， ibc.EgressKey（toChainID， i）， c.ibcStore） if err ！= nil { c.logger.Error（“Error querying egress packet”， “err”， err） continue OUTER // TODO replace to break， will break first loop then send back to the beginning （aka OUTER） } //在此廣播交易 err = c.broadcastTx（seq， toChainNode， c.refine（egressbz， i， passphrase）） seq++ if err ！= nil { c.logger.Error（“Error broadcasting ingress packet”， “err”， err） continue OUTER // TODO replace to break， will break first loop then send back to the beginning （aka OUTER） } c.logger.Info（“Relayed IBC packet”， “number”， i） } } }
4、執(zhí)行交易
// IBCReceiveMsg adds coins to the destination address and creates an ingress IBC packet.
func handleIBCReceiveMsg（ctx sdk.Context， ibcm Mapper， ck bank.Keeper， msg IBCReceiveMsg） sdk.Result {
。。.。。.
_， _， err ：= ck.AddCoins（ctx， packet.DestAddr， packet.Coins）
。。.。。.
return sdk.Result{}
}
5、相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體
// MsgSend - high level transaction of the coin module
type MsgSend struct {
Inputs ［］Input `json：“inputs”`
Outputs ［］Output `json：“outputs”`
}
三、總結(jié)
通過上述的分析，可以看到，其實(shí)整個(gè)Cosmos還是處于一個(gè)非常初級(jí)的階段，大量的相關(guān)代碼都處理演進(jìn)狀態(tài)。
不過從交易的設(shè)計(jì)角度來看，這還是有一些值得借鑒的。這里沒有討論已存在的鏈（如比特幣，以太坊等）在Cosmos-sdk上的交易的辦法，解決的方式是PegZone。
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