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[導(dǎo)讀] 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區(qū)塊鏈的交易方式中,在Basecoin中已經(jīng)提供了基礎(chǔ)

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)議來實現(xiàn)。

一、普通交易

cosmos的普通交易和以太坊類似,也是一個帳戶模型。但是與以太坊不同的是,cosmos的交易進行了插件化的處理,也就是說,最基礎(chǔ)最簡單的交易可以使用Basecoin提供的基礎(chǔ)函數(shù),但是要想實現(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實現(xiàn)插件化的編程的基礎(chǔ)。

Basecoin就是tendermint上的一個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)可下載到兩個二進制文件,basecoin和basecli,前者是節(jié)點服務(wù)端,后者是節(jié)點的命令行輕客戶端。我們可以使用basecli生成賬戶,用于獲得初始資金,并設(shè)置驗證人集合(也可以只有一個),配置完成后會有一個genesis文件,并初始化一條basecoin鏈。配置basecli連接節(jié)點端口,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通過共識機制保證了兩條異構(gòu)區(qū)塊鏈之間能夠進行價值交換。IBC為區(qū)塊鏈提供了靈活性,它允許可以實現(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值的信息。由于IBC協(xié)議本身的可擴展性,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行交易。

它意味著Cosmos開發(fā)人員真正實現(xiàn)了一種高效、安全的跨鏈的價值轉(zhuǎn)移。目前IBC可以實現(xiàn)在兩個同樣基于Tendermint共識的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)價值轉(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。

1、交易步驟

IBC協(xié)議中包含了兩個主要的交易類型:

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,雙方鏈需要創(chuàng)建兩個隊列,一進一出,用來存儲入鏈(從對方鏈進來的消息)和出鏈(發(fā)給對方鏈的消息)。

當(dāng)雙方在路由注冊后,彼此發(fā)現(xiàn)就可以通過路由進行跨鏈交易了。(下圖來自美圖的Cosmos分析)

它主要有以下幾個步驟:

1、路由注冊。

2、User A向chain1提交跨鏈交易(包括驗證信息等),chain1執(zhí)行該交易,并將交易存入outgoing隊列。

3、relayer從chain1中對應(yīng)test-hub的outgoing消息隊列取出跨鏈交易,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,按它們的計劃需要明年第三季度才可能完成。所以細節(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,其實整個Cosmos還是處于一個非常初級的階段,大量的相關(guān)代碼都處理演進狀態(tài)。

不過從交易的設(shè)計角度來看,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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