Понимание необходимости кросс-цепной коммуникации

Умные контракты являются мощными инструментами, но традиционно они были ограничены границами собственной блокчейн-сети. Умный контракт на Ethereum не может нативно взаимодействовать с контрактом на Avalanche, Solana или любой другой цепочке. Эта нехватка совместимости фрагментирует пользователей, ликвидность и функциональность в блокчейн-экосистеме. Для того чтобы омничейн-умные контракты функционировали, должен существовать безопасный, проверяемый и эффективный способ для контрактов на одной цепочке отправлять и получать инструкции от другой. Это и есть роль кросс-чейн сообщений.

Кросс-цепочное сообщение — это инфраструктура, которая позволяет смарт-контрактам на разных блокчейнах взаимодействовать друг с другом. Это не просто перемещение активов; это передача данных, вызовов функций и проверенных сообщений. Эти сообщения могут инициировать действия, такие как создание токенов, обновление состояния или синхронизация активности между цепями. Таким образом, кросс-цепочное сообщение служит основой для логики омницепи.

Как работает межсетевое сообщение

Процесс межсетевого обмена сообщениями обычно включает четыре основных этапа: инициирование сообщения, проверка, доставка и выполнение. Он начинается, когда смарт-контракт или пользователь на исходной цепочке инициирует сообщение. Это сообщение затем должно быть проверено, чтобы убедиться, что оно подлинное и не подверглось изменениям. Уровень обмена сообщениями наблюдает за этим событием, проверяет сообщение и передает его на целевую цепочку. После получения и проверки контракт на целевой цепочке декодирует сообщение и выполняет соответствующую логику.

Разные протоколы реализуют эти шаги по-разному. Некоторые полагаются на сторонние релееры или сети оракулов для отслеживания событий и подтверждения сообщений. Другие используют криптографические доказательства или децентрализованные наборы валидаторов для проверки легитимности сообщения. В любом случае цель состоит в том, чтобы гарантировать, что сообщение, полученное на целевой цепи, точно соответствует отправленному, и что оно поступило из надежного источника.

Инфраструктура за сообщениями

Кросс-цепочечная связь зависит от специализированных инфраструктурных слоев, созданных специально для обеспечения интероперабельности. Эти слои разработаны так, чтобы быть независимыми от блокчейна и служить нейтральным каналом между экосистемами. Появилось несколько протоколов, поддерживающих эту функцию, каждый из которых предлагает уникальные подходы к верификации, доставке и инструментам для разработчиков.

LayerZero – это протокол обмена сообщениями, известный своей модульной архитектурой Ultra Light Node. Он использует две независимые стороны: оракул и ретранслятор. Оракул получает заголовки блоков из исходной цепочки, а ретранслятор отправляет доказательство конкретного сообщения. Умный контракт на целевой цепочке использует оба элемента для проверки сообщения перед выполнением любой функции. Такой подход дает разработчикам гибкость в выборе оракулов и ретрансляторов, которым они доверяют, создавая пользовательские модели доверия.

Axelar, в отличие от этого, управляет собственной сетью валидаторов на основе доказательства доли. Эти валидаторы наблюдают за сообщениями, коллективно их валидируют, а затем передают на целевую цепь. Эта конструкция обеспечивает децентрализацию и согласованность, а также устраняет необходимость в внешних оракулах или релеерах. Axelar предоставляет API и SDK, которые абстрагируют большую часть сложности от разработчиков, облегчая создание омничейн-приложений.

Wormhole соединяет более 20 блокчейнов с помощью системы хранителей. Хранители — это независимые валидаторы, которые подтверждают сообщения перед их передачей. Как только большинство хранителей согласны, сообщение принимается целевой цепью. Wormhole широко используется в проектах NFT и игр, где важна быстрая и расширяемая передача сообщений.

Проверка, безопасность и риск

Основная проблема в кросс-чейн сообщениях заключается в проверке. Поскольку блокчейны по умолчанию не доверяют друг другу, любое внешнее сообщение должно быть проверено, прежде чем с ним можно будет работать. Если проверка не удалась — или если механизм проверки скомпрометирован — последствия могут быть серьезными, включая потерю активов или несоответствующее состояние.

Протоколы подходят к этой проблеме по-разному. Некоторые используют криптографические доказательства или легкие клиенты для обеспечения доверительной проверки. Другие используют экономические стимулы или механизмы наказания, чтобы поддерживать честность валидаторов. Еще другие полагаются на доверенные многофакторные схемы или системы консенсуса с кворумом. Каждая модель вводит компромиссы в плане безопасности, децентрализации, задержки и стоимости.

Одним из самых важных аспектов безопасности сообщений является защита от повторных отправок. Это обеспечивает невозможность повторной отправки сообщения для получения непреднамеренных результатов. Еще одним аспектом является упорядочение сообщений, которое гарантирует, что события выполняются в правильной последовательности. Без этих защит кросс-цепочные приложения могут страдать от несоответствий или уязвимостей.

Функции разработчика: абстракция газа и автоматизация

Современные протоколы обмена сообщениями предлагают функции, которые улучшают удобство использования как для разработчиков, так и для конечных пользователей. Абстракция газа — это одна из таких функций. В типичной кросс-чейн настройке пользователи должны платить газовые сборы на каждой задействованной цепочке. Абстракция газа позволяет протоколам спонсировать транзакции или позволяет пользователям платить газ только на исходной цепи. Это улучшает процесс адаптации и снижает трение для приложений с не техническими пользователями.

Автоматизированное выполнение сообщений является еще одной важной функцией. Когда сообщение приходит на целевую цепочку, предварительно утвержденные смарт-контракты могут быть запрограммированы на его обработку без ручного вмешательства. Это позволяет создавать поистине автоматизированные рабочие процессы, такие как приложение для кредитования, которое автоматически ликвидирует позицию на одной цепочке после получения обновления цены с другой.

Роль обмена сообщениями в омницепочечных dApps

Кросс-цепочечное сообщение позволяет реализовать видение омничейн смарт-контрактов. Вместо развертывания изолированных версий dApp на нескольких цепочках, разработчики могут создавать приложения, в которых разные цепочки выполняют специализированные функции. Одна цепочка может обрабатывать выполнение, другая может хранить активы, а третья может агрегировать данные. Сообщения позволяют этим компонентам координировать свои действия без швов.

Например, приложение DeFi может позволить пользователям вносить залог в Ethereum, заимствовать средства на Polygon и погашать их в BNB Chain — все это через один интерфейс омничейна. Или NFT, выпущенный на Optimism, может разблокировать игровые функции на Avalanche. Эти взаимодействия возможны только в том случае, если сообщения могут надежно, безопасно и эффективно перемещаться между цепочками.

Текущие проблемы и риски

Хотя межсетевое сообщение значительно улучшилось, это все еще новая область. Задержка остается проблемой, особенно когда сообщения требуют нескольких подтверждений или передаются через децентрализованные сети. Стоимость может быть высокой, особенно когда вовлечены несколько цепей и участников, таких как оракулы или валидаторы.

Однако наибольшую озабоченность вызывает безопасность. Системы обмена сообщениями часто становятся объектами атак, особенно в случаях, когда релееры или механизмы проверки плохо спроектированы или централизованы. Разработчики должны тщательно выбирать протоколы обмена сообщениями, оценивая их модель доверия, безопасность аудитов и операционную зрелость.

Существует также проблема фрагментации. С несколькими конкурентоспособными протоколами и отсутствием универсального стандарта обмена сообщениями приложения часто вынуждены выбирать одну экосистему или поддерживать несколько интеграций. Это может привести к дублированию усилий и изолированной ликвидности, даже в рамках дизайна омничейна.