Tác giả gốc: Cynic
Nguồn gốc: LK Venture Research
Ngày nay, Ethereum chiếm một nửa cơ sở hạ tầng của ngành công nghiệp chuỗi khối, nhưng sự thống trị của nó đối với mạng chính đang bị thách thức bởi nhiều người đến sau. Một trong những điểm đồng thuận chung trong ngành là tương lai có thể là mô hình cùng tồn tại của nhiều chuỗi và chuỗi chéo hoặc thậm chí toàn bộ chuỗi là liên kết quan trọng nhất trong hệ sinh thái đa chuỗi.
Tuy nhiên, các vấn đề bảo mật của cầu nối chuỗi chéo kết nối các mạng chuỗi khối khác nhau là thường xuyên xảy ra và hệ sinh thái chuỗi chéo dường như đang gặp nguy hiểm. Sự xuất hiện của ZK Bridge (cầu nối xuyên chuỗi sử dụng công nghệ bằng chứng không kiến thức ZK) sẽ giải quyết hiệu quả các khiếm khuyết khác nhau của giải pháp xuyên chuỗi hiện tại và giúp khả năng kết nối của mười nghìn chuỗi có thể thực hiện được.
Heimdallr bảo vệ cây cầu cầu vồng
Tín dụng hình ảnh: Klugh, Maria Tales from the Far North (Chicago, IL: Công ty A. Flanagan, 1909)
Trong thần thoại Bắc Âu, Heimdallr là một vị thần bí ẩn và quan trọng chịu trách nhiệm canh giữ Bifröst, cây cầu cầu vồng nối Asgard và Midgard. Nếu chúng ta so sánh Cầu Cầu vồng kết nối các vị thần và thế giới con người khác nhau với một cây cầu xuyên chuỗi, thì liệu công nghệ bằng chứng không có kiến thức có thể gánh vác trách nhiệm nặng nề là bảo vệ an ninh chuỗi chéo và đạt được huyền thoại "Heimdall" trên Cầu Cầu vồng? ?
Bài viết này là một phân tích toàn diện về đường đua ZK Bridge của nhóm nghiên cứu đầu tư mạo hiểm LK và cố gắng hướng tới không gian phát triển của công nghệ bằng chứng không có kiến thức trong việc giải quyết các tắc nghẽn hiệu suất cao và bảo mật chuỗi chéo.
TL; DR
- Cầu ZK là gì? ZK Bridge là cầu nối chuỗi chéo sử dụng công nghệ bằng chứng không có kiến thức, có các đặc điểm không tin cậy, không cần sự cho phép, khả năng mở rộng và hiệu quả cao.
- Tại sao cần có ZK Bridge? Vấn đề tập trung và giả định về độ tin cậy của cầu nối chuỗi chéo hiện tại dẫn đến không đủ bảo mật và các lỗ hổng thường xuyên gây ra tổn thất nghiêm trọng; trong khi cầu nối chuỗi chéo nhấn mạnh đến bảo mật lại không hiệu quả và tốn kém. ZK Bridge có thể duy trì bảo mật, phân cấp và hiệu quả cao cùng một lúc.
- Làm thế nào để thực hiện ZK Bridge? Sơ đồ nút nhẹ dựa trên ZK-SNARK
- Giới thiệu dự án liên quan: Succinct Labs, zkIBC của Electron Labs, zkBridge của BerkleyRDI.
Cầu xuyên xích là gì?
Cross-chain Bridge là một giải pháp kỹ thuật cho phép chuyển giá trị và thông tin giữa các mạng blockchain khác nhau. Bằng cách sử dụng một loạt các công nghệ mã hóa và giao thức, cầu nối chuỗi chéo nhận ra việc chuyển giao tài sản và dữ liệu một cách an toàn, có thể kiểm chứng và không tin cậy, từ đó thúc đẩy khả năng tương tác giữa các mạng chuỗi khối.
Nói chung, chúng tôi sẽ chia các cầu nối chuỗi chéo thành các cầu nối xuyên chuỗi tài sản trực tiếp và các cầu nối xuyên chuỗi thông điệp linh hoạt hơn .
Tại sao những cây cầu xuyên chuỗi trở thành mục tiêu chỉ trích của công chúng?
Là một nhóm tập trung các quỹ khổng lồ, cây cầu xuyên chuỗi sẽ tự nhiên thu hút tin tặc - lợi ích của một cuộc tấn công thành công là rất lớn. Ngoài ra, do sự khác biệt có thể có trong các giả định bảo mật giữa các chuỗi khác nhau, mã tài sản giữa các chuỗi phức tạp hơn và việc kiểm tra mã không thể tìm thấy tất cả các lỗ hổng, đây là cơ hội để tin tặc có động cơ lớn lợi dụng.
Các kế hoạch tấn công cụ thể có thể được chia thành các loại sau:
1. Tấn công tập trung: Một số cầu nối chuỗi chéo dựa vào các bộ chuyển tiếp hoặc bộ xác minh tập trung để truyền và xác minh các giao dịch. Thiết kế này có thể dẫn đến một điểm lỗi duy nhất và những kẻ tấn công có thể phá hủy toàn bộ hệ thống chuỗi chéo bằng cách tấn công các thành phần tập trung này.
2. Tấn công khuyến khích kinh tế: Các cầu nối xuyên chuỗi thường cần thiết lập các khuyến khích kinh tế phù hợp để đảm bảo hành vi trung thực của người xác nhận và người chuyển tiếp. Tuy nhiên, việc thiết kế một cơ chế khuyến khích phù hợp không phải là dễ dàng và thiết kế khuyến khích không đủ hoặc không cân bằng có thể dẫn đến hành vi nguy hiểm hoặc tấn công thông đồng.
3. Tấn công chi tiêu gấp đôi: Trong một số trường hợp, kẻ tấn công có thể cố gắng chi tiêu cùng một tài sản trên chuỗi nguồn và chuỗi mục tiêu cùng một lúc, dẫn đến chi tiêu gấp đôi tài sản. Cầu nối chuỗi chéo cần thiết kế các biện pháp phòng ngừa hiệu quả để ngăn chặn các cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi.
4. Tấn công phát lại: Kẻ tấn công có thể cố gắng phát lại các giao dịch đã xảy ra trên chuỗi nguồn trên chuỗi mục tiêu, do đó cố gắng thu được lợi ích không chính đáng. Các cầu nối chuỗi chéo cần triển khai một số cơ chế xác minh giao dịch và chống phát lại để ngăn chặn các cuộc tấn công như vậy.
5. Các cuộc tấn công phối hợp ngoài chuỗi: Một số triển khai cầu nối xuyên chuỗi dựa trên sự phối hợp ngoài chuỗi, chẳng hạn như các kênh trạng thái hoặc chuỗi bên. Những kẻ tấn công có thể làm gián đoạn hoạt động bình thường của cầu xuyên chuỗi bằng cách can thiệp hoặc tấn công liên kết điều phối ngoài chuỗi.
6. Tấn công đồng thuận liên chuỗi: Vì cầu nối liên chuỗi liên quan đến nhiều mạng chuỗi khối nên mỗi mạng có thể áp dụng một thuật toán đồng thuận khác nhau. Kẻ tấn công có thể khai thác điểm yếu của sự đồng thuận giữa các chuỗi để khởi động một cuộc tấn công, chẳng hạn như thực hiện cuộc tấn công 51% vào một chuỗi để ảnh hưởng đến tính chính xác của cầu nối chuỗi.
Danh sách các giải pháp cầu nối xuyên chuỗi chủ đạo hiện nay
Không có giải pháp nào cả, chỉ có sự đánh đổi mà thôi.
Không có giải pháp. Chỉ cần cân nhắc những ưu và khuyết điểm.
—Thomas Sowell
Thomas Sowell (một trong những đại diện của Trường Kinh tế Chicago)
Vấn đề cốt lõi của chuỗi chéo là làm thế nào để xác minh độ tin cậy của thông điệp của chuỗi khác. Các giải pháp khác nhau cho vấn đề này đã dẫn đến các giả định về mức độ tin cậy khác nhau.
Bản đồ tin cậy của cầu chuỗi chéo
So sánh các thông số kỹ thuật của các giải pháp xuyên chuỗi chính hiện tại
Nút nhẹ cộng với chuyển tiếp thực sự là giải pháp chuỗi chéo sớm nhất và dự án đại diện là Chuyển tiếp BTC , mục đích là sử dụng Bitcoin để thanh toán để sử dụng các dịch vụ Ethereum. Tuy nhiên, việc chạy các ứng dụng khách nhẹ trên chuỗi rất tốn kém do số lượng lớn tính toán và lưu trữ trên chuỗi. Ngoài ra, do tính không đồng nhất của thuật toán đồng thuận và thuật toán chữ ký giữa các chuỗi khác nhau, giải pháp chuỗi chéo không thể mở rộng và ứng dụng khách & chuyển tiếp nhẹ cần được triển khai cụ thể cho từng cặp của hai chuỗi cụ thể.
Cho đến nay, chỉ có IBC trên chuỗi ứng dụng Cosmos triển khai ứng dụng khách nhẹ trên chuỗi quy mô lớn. Lý do cho sự thành công của nó nằm ở mức độ tiêu chuẩn hóa cao của chuỗi ứng dụng Cosmos. Mỗi chuỗi ứng dụng cần chạy sự đồng thuận của Tendermint và tuân theo tiêu chuẩn IBC. Trong một thế giới đa chuỗi với các cơ chế đồng thuận, sơ đồ chữ ký và máy ảo khác nhau, việc xác minh ứng dụng khách nhẹ trên chuỗi rất khó đạt được.
Để tránh chi phí cao cho các nút ánh sáng trên chuỗi, các dự án xuyên chuỗi chính thống hiện tại chuyển quy trình xác minh sang ngoại tuyến, điều này cũng mang lại các giả định về mức độ tin cậy khác nhau và rủi ro gian lận tiềm ẩn. mức độ tín nhiệm từ cao xuống thấp, Giới thiệu một số chương trình chính.
Giải pháp chuỗi chéo 1: đa chữ ký mà không cần cầm cố
Các dự án tiêu biểu bao gồm Multichain, Wormhole và Ronin Bridge. Tất cả những điều này đều yêu cầu triển khai MPC đa chữ ký , yêu cầu các thực thể xác minh giao dịch và xác minh (tức là ký) tính hợp lệ của chúng. Sau khi vượt qua ngưỡng (thường là 2/3), giao dịch được coi là hợp lệ.
· Trong sơ đồ này, mỗi thực thể cần chạy một nút đầy đủ để xác minh. Tất nhiên, không có chi phí thực tế nào cho việc nói dối mà không có tài sản thế chấp, nhưng thiệt hại về uy tín do sự không trung thực có thể dẫn đến chi phí tiềm ẩn lớn hơn, vì vậy các nút xác minh thường được liên kết với các danh tính cố định ngoài chuỗi để tăng chi phí làm điều ác cho các nút.
Xác minh tin nhắn của Multichain được đảm bảo bởi mạng SMPC. Mạng SMPC bao gồm 24 nút. Tin nhắn được ký bởi hơn 2/3 nút được coi là vượt qua xác minh. Các thành viên nút SMPC không cần cam kết và tương đối cố định. bảo mật của AnyCall dựa trên nút SMPC dựa trên giả định tin cậy.
· Lớp tin cậy của Wormhole được xây dựng bằng cơ chế PoA và một nhóm Người bảo vệ (người bảo vệ) đáng tin cậy chịu trách nhiệm xác minh các thông báo liên chuỗi. Người bảo vệ là những đối tượng cụ thể với chứng thực vốn và chứng thực danh tiếng. Hiện tại, có 19 Người bảo vệ trong Wormhole, bao gồm các công ty lớn nổi tiếng như FTX , Everstake và Chorus One.
Giải pháp chuỗi chéo 2: Oracle và Relay
Một dự án điển hình là LayerZero , dự án này đảm bảo tính bảo mật của quy trình chuỗi chéo bằng cách phân tách thông báo và phân phối bằng chứng thông báo cũng như xác minh giao dịch phân phối của Relayer.
Ý tưởng thiết kế cốt lõi của LayerZero nằm ở sự tách biệt giữa Oracle (máy Oracle) và Relayer (bộ chuyển tiếp), trong LayerZero, Relayer chịu trách nhiệm gửi tin nhắn và bằng chứng tin nhắn, còn Oracle chịu trách nhiệm lấy các tiêu đề khối từ chuỗi nguồn trên yêu cầu theo khối chứa thông báo. , và sau đó thiết bị đầu cuối trên chuỗi mục tiêu xác minh giao dịch được chuyển bởi Relayer theo tiêu đề khối mà Oracle thu được. Miễn là cả hai không thông đồng, bảo mật chuỗi chéo có thể được đảm bảo.
· Cần lưu ý rằng mặc dù Layerzero gọi giải pháp kỹ thuật của mình là Nút siêu nhẹ (Ultra Light Node), nhưng về cơ bản, giải pháp này khác với Light Client. LayerZero xác minh bằng chứng giao dịch do Relayer cung cấp thông qua tiêu đề khối do Oracle cung cấp. Quá trình xác minh xảy ra tại đầu cuối của chuỗi mục tiêu, thuộc về xác minh gốc, nhưng bản thân việc xác minh tiêu đề khối được hoàn thành bởi Oracle bên thứ ba mạng với tư cách là người xác minh bên ngoài, quá trình xác minh sẽ diễn ra ngoài chuỗi.
Giải pháp chuỗi chéo 3: đa chữ ký với cam kết
Trên cơ sở MPC, một lớp bằng chứng về vốn chủ sở hữu được thêm vào.Các dự án điển hình bao gồm Celer, Axelar, deBridge, Hyperlane và Thorchain.
· Nếu làm điều ác, cam kết của người xác nhận sẽ giảm đi rất nhiều, điều này thực sự sẽ làm tăng chi phí lừa dối của người xác nhận về mặt kinh tế.
Một trong những vấn đề mà cầu nối PoS phải đối mặt là trình xác minh không cân bằng. Để giải quyết vấn đề này, Axelar áp dụng sơ đồ bỏ phiếu bậc hai và trọng số chữ ký sẽ tỷ lệ thuận với căn bậc hai của $AXS số tiền được cam kết bởi người xác minh ; Hyperlane áp dụng sơ đồ "Bằng chứng gian lận có thể kiểm chứng" và những người xác thực cùng phạm tội sẽ bị phát hiện và xử tử ngay lập tức Slash; pNetwork và Bool Network trực tiếp yêu cầu tất cả các nút cam kết cùng một lượng Token.
Giải pháp chuỗi chéo 4: Xác thực lạc quan
Kiến thức về lý thuyết trò chơi được sử dụng để tăng nguy cơ người dùng làm điều ác thông qua cảnh trò chơi giữa những người dùng.Các dự án tiêu biểu bao gồm Nomad và Synapse.
Logic cơ bản của xác minh lạc quan là: trên cơ sở xác minh bên ngoài, thiết lập một nhóm người thách thức và khoảng thời gian thử thách để phản đối xác minh không chính xác và người xác minh cần cam kết. Khi hành vi không đúng, người thách thức sẽ thách thức và cung cấp bằng chứng gian lận. Nếu thử thách thành công, khoản tiền gửi của người xác thực sẽ trở thành tiền thưởng của người thử thách.
· Thời gian thử thách do dự án Nomad đặt ra là 30 phút. Đối với một kế hoạch xác minh lạc quan, chỉ cần có ít nhất một người thách thức là trung thực và có động cơ kinh tế để thách thức. So với xác minh bên ngoài, đây là một giả định tin cậy nhỏ hơn.Theo giả định tin cậy như vậy, bất kể kẻ tấn công phải trả bao nhiêu chi phí kinh tế, thì cuộc tấn công cũng không thể đảm bảo thành công.
Đây là phần cuối của giải pháp chuỗi chéo ban đầu, nhưng sự phát triển của công nghệ bằng chứng không kiến thức ZKP đã mang đến một giải pháp mới cho tình thế tiến thoái lưỡng nan về tính an toàn và hiệu quả của cầu nối chuỗi chéo.
Cầu ZK là gì?
ZK Bridge là một cầu nối xuyên chuỗi sử dụng công nghệ bằng chứng không có kiến thức. giảm đáng kể chi phí tính toán và lưu trữ trên chuỗi. , có các đặc điểm không tin cậy, không cần cấp phép, có thể mở rộng và hiệu quả cao.
Trước tiên chúng ta hãy đưa ra một cái nhìn tổng quan cơ bản về nguyên tắc của ứng dụng khách nhẹ. Các ứng dụng khách nhẹ, còn được gọi là các nút nhẹ, thường được trình bày dưới dạng hợp đồng thông minh nhẹ trên chuỗi. Nguyên tắc cơ bản của chuỗi chéo máy khách nhẹ là triển khai hợp đồng nút nhẹ của chuỗi nguồn trên chuỗi đích để xác minh các thông báo từ chuỗi nguồn. Nếu thực hiện được chuỗi chéo hai chiều, thì cần phải triển khai các hợp đồng nút nhẹ của chuỗi kia trên hai chuỗi.
So với nút đầy đủ, nút nhẹ là một nút nhẹ, không lưu trữ trình tự của khối hoàn chỉnh mà chỉ lưu trữ trình tự của tiêu đề khối. Mặc dù có kích thước nhỏ nhưng tiêu đề khối chứa một bản tóm tắt bằng mật mã của toàn bộ dữ liệu trong khối. Khi một nút nhẹ cần biết liệu một giao dịch có được bao gồm trong chuỗi hay không, nó có thể thực hiện xác minh SPV trên giao dịch thông qua tiêu đề khối của khối nơi đặt giao dịch và đường dẫn Merkle của giao dịch.
Trong hình dưới đây, tập hợp các hình vuông màu xanh lá cây là đường đi của các hình vuông màu xanh lam.
Để duy trì các nút ánh sáng của chuỗi nguồn được triển khai trên chuỗi mục tiêu, một tác nhân ngoài chuỗi cần liên tục đồng bộ hóa các tiêu đề khối của chuỗi nguồn với chuỗi mục tiêu. Các hợp đồng nút nhẹ không đưa ra các giả định tin cậy về các tác nhân ngoài chuỗi chịu trách nhiệm đồng bộ hóa các tiêu đề khối. Bởi vì các hợp đồng nút nhẹ thực hiện xác minh các tiêu đề khối được đồng bộ hóa của chúng, nên các proxy ngoài chuỗi không thể đánh lừa các nút nhẹ.
Logic của tiêu đề khối xác minh nút ánh sáng giống như tiêu đề của nút đầy đủ và nút khai thác, được chia thành hai phần: xác minh tính hợp lệ và xác minh tính chính xác.
Nhóm nghiên cứu đầu tư của LK Venture tin rằng đối với chuỗi PoW, xác minh tính hợp lệ chủ yếu đề cập đến bằng chứng công việc của khối xác minh và xác minh tính chính xác là để xem liệu có nhiều khối hợp lệ hơn sau tiêu đề khối hay không (bằng BTC Trong chuỗi, người ta thường tin rằng việc bổ sung 6 khối có thể xác nhận tính hữu hạn của một khối và trong Ethereum, người ta thường tin rằng việc bổ sung 25 khối có thể xác nhận tính hữu hạn của một khối).
Đối với chuỗi PoS, xác minh tính hợp lệ đề cập đến việc xác minh xem khối có được tạo bởi nhà sản xuất khối được chọn ngẫu nhiên hay không và xác minh tính chính xác là để xem liệu khối có được ký bởi người xác thực có trọng số biểu quyết hơn 2/3 hay không. Nhưng các nút nhẹ của PoS không cần xác minh tính hợp lệ, chỉ cần xác minh tính chính xác. Bởi vì trong chuỗi PoS, khối cuối cùng phải hợp lệ, nhưng trong chuỗi PoW thì không.
Việc triển khai ZK Bridge cũng giống như giải pháp light node plus relay, chỉ có một số thay đổi nhỏ. Trong ZK Bridge, các bộ chuyển tiếp trong chuỗi vẫn cần giám sát chuỗi nguồn và chuyển tiếp thông tin khối của chuỗi nguồn sang chuỗi đích. Nhưng những gì được chuyển tiếp không chỉ là tiêu đề khối mà còn là bằng chứng hợp lệ được tạo bằng thuật toán ZK-SNARK. Trên chuỗi mục tiêu, các nút ánh sáng không xác minh tính hợp lệ của giao dịch bằng cách tính toán trực tiếp theo tiêu đề khối, nhưng xác minh nó trên chuỗi theo bằng chứng hợp lệ để giảm gánh nặng tính toán.
Con đường công nghệ triển khai của ZK Bridge
Tại sao ZK Bridge dự kiến sẽ kết thúc cuộc chiến xuyên chuỗi?
Trong số những cây cầu xuyên chuỗi đã được triển khai và đưa vào sử dụng hiện nay, nhiều công trình đã bị tấn công bảo mật nghiêm trọng, số tiền bị đánh cắp rất lớn gây hoang mang trên diện rộng lúc bấy giờ. . Mọi người ngày càng cần một cầu nối xuyên chuỗi an toàn, không tin cậy và phi tập trung để tạo nền tảng vững chắc cho hệ sinh thái toàn chuỗi trong tương lai.
Thống kê thất thoát vốn và thu hồi vốn của một số thỏa thuận xuyên chuỗi năm 2022
Nguồn hình ảnh: DeFiyield (https://defiyield.info/)
Từ quan điểm của nhóm nghiên cứu đầu tư của LK Venture, ZK Bridge mang đến một giải pháp mới cho vấn đề nan giải là không thể cân bằng tính an toàn và hiệu quả của cầu nối chuỗi chéo, đó là bằng cách tạo bằng chứng không có kiến thức về tiêu đề khối bên dưới chuỗi, tiêu đề khối chuỗi nguồn. Tính chính xác được xác minh bằng bằng chứng do thuật toán ZK-SNARK tạo ra, do đó không có giả định tin cậy bên ngoài nào được thêm vào và niềm tin duy nhất là toán học.
Ngoài ra, quy trình xác minh bằng chứng không kiến thức trên chuỗi sẽ giảm đáng kể chi phí tính toán và lưu trữ so với sơ đồ xác minh nút ánh sáng ban đầu.
Giới thiệu một phần dự án ZK Bridge
Ngắn gọn bởi Succinct Labs
Gnosis Chain Omnibridge là cầu nối xuyên chuỗi giữa Ethereum và Gnosis, sử dụng giải pháp chính của MPC. Các thành viên nhóm Gnosis hy vọng khám phá một thiết kế chuỗi chéo không dựa vào các thực thể tập trung. Phòng thí nghiệm Succinct và nhóm Gnosis hợp tác về vấn đề này và Gnosis DAO cung cấp các khoản tài trợ cho R&D.
Quá trình xác minh của Ethereum chủ yếu bao gồm xác minh các nội dung sau: Chứng chỉ Merkle của tiêu đề khối; Chứng chỉ Merkle của người xác minh trong ủy ban đồng bộ hóa; Chữ ký BLS của vòng quay chính xác của ủy ban đồng bộ hóa, v.v. Ý tưởng cốt lõi ở đây là sử dụng zk-SNARK (Groth16) để tạo bằng chứng hợp lệ có kích thước không đổi, có thể được xác minh hiệu quả trên chuỗi trên Gnosis.
Sơ đồ giải pháp chuỗi chéo ngắn gọn
Nguồn hình ảnh: Trang web chính thức của Succinct ( https://www.succinct.xyz/ )
Giải pháp chuỗi chéo của Succinct Labs có thể chuyển bất kỳ tin nhắn nào giữa hai chuỗi PoS tương thích với Ethereum bất kỳ. Hiện tại, bản demo chuỗi chéo giữa Ethereum và Gnosis đã được triển khai và hợp đồng tiền gửi bắc cầu được triển khai trên Ethereum để cho phép người dùng tiết kiệm. Tiền gửi bắc cầu sẽ chuyển tin nhắn đến cầu tin nhắn tùy ý (AMB) và AMB sẽ lưu trữ tin nhắn trong hợp đồng. Người vận hành chịu trách nhiệm thu thập bằng chứng từ ủy ban đồng bộ hóa, tạo bằng chứng SNARK để xác minh chữ ký BLS hợp lệ và gửi bản cập nhật cho ứng dụng khách Gnosis chain light.
Trên Chuỗi Gnosis, sau khi khối Ethereum nơi đặt giao dịch tiền gửi được xác nhận (thường là 2 kỷ nguyên, khoảng 12 phút) và ứng dụng khách nhẹ đã được cập nhật thành một khối có chiều cao lớn hơn hoặc bằng khối này, người chuyển tiếp sẽ tự động báo cáo cho Gnosis AMB Gửi giao dịch execMessage. Giao dịch execMessage chứa bằng chứng lưu trữ Merkle cho vị trí cập nhật của ứng dụng khách nhẹ. Trong quá trình execMessage, AMB sử dụng ứng dụng khách nhẹ để lấy gốc trạng thái Ethereum cho vị trí được yêu cầu và xác minh bằng chứng lưu trữ Merkle để cho thấy rằng tin nhắn đã được gửi ở phía bên kia của AMB. Sau đó, AMB gọi hợp đồng thông minh nhận với dữ liệu cuộc gọi được chỉ định trong tin nhắn.
Xem xét sự trưởng thành của ngăn xếp công nghệ và chi phí xác minh trên chuỗi, nhóm đã chọn sử dụng ngôn ngữ Circcom trưởng thành nhất và hệ thống bằng chứng Groth16 rẻ nhất để xác minh trên chuỗi nhằm tạo ZK-SNARK thay vì sử dụng PLONK mới hơn và nhanh hơn + KZG hoặc FRI.
Điều đáng chú ý là mặc dù dự án đang ở trên mạng thử nghiệm nhưng khả năng sử dụng của nó rất kém. Theo thử nghiệm của tác giả, số lượng mã thông báo Succincts trên mạng thử nghiệm Goerli đã giảm sau khi bắc cầu, nhưng mạng Gnosis chưa nhận được mã thông báo và bảng điều khiển trên trang web không có hồ sơ cầu nối. Và cần lưu ý rằng chuỗi chéo hiện tại là một chiều. Chỉ từ Goerli đến Gnosis, không phải ngược lại.
zkBridge của Berkley RDI
zkBridge chứng minh tính chính xác của tiêu đề khối của chuỗi khối từ xa thông qua ZK-SNARK, vì vậy sẽ không có giả định tin cậy bên ngoài nào được đưa ra. Trên thực tế, zkBridge được bảo mật miễn là chuỗi khối được kết nối và giao thức máy khách nhẹ cơ bản được bảo mật và có ít nhất một nút trung thực trong mạng chuyển tiếp tiêu đề khối. Tất nhiên, điều đáng chú ý là mặc dù ít nhất một nút trung thực có thể đảm bảo an ninh, nhưng quá nhiều nút không trung thực sẽ làm giảm đáng kể tính khả dụng của cầu nối chuỗi chéo và ứng dụng khách nhẹ sẽ thường xuyên từ chối các bằng chứng đến và không thể lấy được thông tin thực.
Sơ đồ giải pháp chuỗi chéo zkBridge
Nguồn hình ảnh: https://rdi.berkeley.edu/zkp/zkBridge/zkBridge.html
Cụ thể, zkBridge chủ yếu bao gồm Mạng chuyển tiếp tiêu đề khối và Hợp đồng trình cập nhật. Trong mạng chuyển tiếp tiêu đề khối, rơle truy xuất tiêu đề khối từ chuỗi khối C1 của người gửi, tạo bằng chứng về tính hợp lệ của tiêu đề khối, đồng thời gửi tiêu đề khối và bằng chứng tới hợp đồng cập nhật được đặt trên khối trung gian C2 của người nhận. Đối với hợp đồng cập nhật, sau khi bằng chứng liên quan được xác minh, tiêu đề khối tương ứng của C1 sẽ được lưu trữ. Ngoài ra, hợp đồng cập nhật duy trì trạng thái máy khách nhẹ. Khi tiêu đề khối mới được thêm vào, hợp đồng sẽ cập nhật trạng thái ứng dụng khách nhẹ giống như các ứng dụng khách nhẹ khác trên C1 và cập nhật chuỗi chính hiện tại của C1. Hợp đồng trình cập nhật cũng hiển thị một chức năng cho các ứng dụng mà ứng dụng trên C2 có thể nhận tiêu đề khối ở độ cao nhất định trên C1. Sau khi có được thông tin tiêu đề khối, ứng dụng có thể thực hiện nhiều xác minh hơn (chẳng hạn như một giao dịch cụ thể) và xây dựng ứng dụng của riêng mình.
Để hệ thống zk-SNARK cơ bản tương thích với việc sử dụng trên chuỗi, cần phải tạo bằng chứng nhanh và chi phí xác minh bằng chứng trên chuỗi thấp. Những đổi mới chính của zkBridge là:
· deVirgo: Sử dụng phương pháp phân tán để tạo bằng chứng ZK-SNARK mà không cần giả định tin cậy. Phương pháp deVirgo cải thiện đáng kể thời gian tạo bằng chứng ZK-SNARK ngoài chuỗi bằng cách chia nhỏ công việc tính toán và phân phối nó cho nhiều thiết bị hơn.
· Bằng chứng đệ quy: Để giảm chi phí trên chuỗi, zkBridge sử dụng bằng chứng đệ quy để nén khối lượng bằng chứng ZK-SNARK xuống còn khoảng 131 byte thông qua hai lần truy cập. Bước đầu tiên là tạo bằng chứng deVirgo và bước thứ hai là sử dụng trình tạo bằng chứng Groth16 để nén. Trình xác minh Groth16 tạo bằng chứng toàn vẹn để thực thi các mạch deVirgo.
Xử lý hàng loạt: zkBridge thực hiện hợp đồng cập nhật tiêu đề khối, lấy chiều cao khối làm đầu vào và trả về tiêu đề khối tương ứng. Tuy nhiên, zkBridge không gọi hợp đồng cập nhật khi mỗi khối mới được tạo.Người chứng minh trước tiên có thể thu thập N tiêu đề khối và tạo một bằng chứng duy nhất. Giá trị của N có thể được thiết lập, N càng lớn thì thời gian chờ của người dùng càng lâu nhưng chi phí vận hành hệ thống càng thấp.
Hiện tại, zkBridge đã triển khai một phiên bản Cosmos Client trên Ethereum với Solidity. 230k gas mỗi giờ Không đổi, so sánh, nếu không sử dụng bằng chứng ZK-SNARK, chi phí sẽ là 64 triệu Gas.
Điều quan trọng cần lưu ý là tính toán mạng chuyển tiếp sẽ chịu sự phức tạp trong giao tiếp giống như MPC, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến thời gian kiểm chứng. Độ phức tạp giao tiếp của giao thức kiểm tra tổng nhiều lớp GKR là O(N log2(số chữ ký)), trong đó có N máy trong mạng chuyển tiếp. Ngay cả đối với trường hợp 32 chữ ký, có 32 máy trong mạng chuyển tiếp, điều này có thể dẫn đến một lượng lớn giao tiếp tuần tự trong mạng, làm giảm hiệu suất do điện toán phân tán mang lại.
zkIBC của Electron Labs
Cụ thể, zkIBC hy vọng sẽ mô phỏng giao thức truyền thông tin cậy được sử dụng bởi chuỗi chủ quyền Cosmos - Giao thức truyền thông liên chuỗi khối (IBC) và mở rộng việc sử dụng nó sang Ethereum. zkIBC sử dụng ZK-SNARK để xác minh trạng thái ứng dụng khách nhẹ, nhanh chóng chứng minh các giao dịch trên Ethereum và theo kịp thời gian tạo khối của chuỗi đồng thuận Tendermint.
Khó khăn chính là ứng dụng khách ánh sáng Tendermint được sử dụng trong SDK Cosmos chạy trên đường cong Ed25519, không được chuỗi khối Ethereum hỗ trợ và việc xác minh chữ ký Ed25519 trên đường cong BN254 của Ethereum rất tốn kém và không hiệu quả.
Lộ trình dự án được chia thành năm giai đoạn: nghiên cứu - triển khai bằng chứng chữ ký ed25519 - mạng thử nghiệm - triển khai Snark đệ quy để giảm dư thừa - mạng chính. Vào ngày 2 tháng 2 năm 2023, mạng thử nghiệm Positron đã chính thức ra mắt công chúng, hỗ trợ chuỗi chéo giữa Near và Ethereum. Mạng thử nghiệm hiện tại cần đợi khoảng 20-30 phút để hoàn thành, bao gồm kết thúc mạng Goerli (15-20 phút), tạo ZK-Proof (5-8 phút), Gần đúc chuỗi (10-20 giây) .
Dự án tuyên bố là nguồn mở hoàn toàn, đã được thử nghiệm, quy trình chuỗi chéo diễn ra suôn sẻ, UI/UX được thiết kế tốt và nó hỗ trợ chuỗi chéo hai chiều.
nghĩ
Khi công nghệ chuỗi khối phát triển đến một giai đoạn nhất định, nó thường phát triển thành triết lý đánh đổi. Trong chuỗi công khai, có một bộ ba bất khả thi về bảo mật-khả năng mở rộng-phân quyền; và trong chuỗi chéo, cũng có thể có một tình huống tiến thoái lưỡng nan về hiệu quả-bảo mật: việc theo đuổi hiệu quả sẽ đưa ra các giả định về niềm tin của bên thứ ba, dẫn đến thiệt hại về bảo mật; theo đuổi bảo mật, sử dụng giải pháp chuyển tiếp và nút hoàn toàn nhẹ sẽ gây ra chi phí cao cho chuỗi.
Nhưng trên thực tế, từ quan điểm thiết kế hệ thống, ngay cả sơ đồ MPC không bảo mật với mức độ tin cậy cao nhất cũng thực sự đảm bảo tính bảo mật của cầu nối chuỗi chéo trong hầu hết các trường hợp. Lý do tại sao nhiều cầu nối chuỗi chéo đã bị đánh cắp là do mã có nguồn mở nhằm theo đuổi tính minh bạch và các lỗ hổng ẩn trong mã phức tạp tạo cơ hội cho tin tặc.
LK Venture tin rằng với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tính khả dụng của các giải pháp ZK đang dần tăng lên, ZK Rollup dự kiến sẽ được đưa vào sử dụng trên quy mô lớn vào nửa cuối năm 2023 và ZK Bridge cũng đang trong giai đoạn phát triển. Người ta hy vọng rằng sự trưởng thành của công nghệ ZK Bridge có thể phá vỡ tình thế tiến thoái lưỡng nan về hiệu quả bảo mật hiện tại mà các chuỗi chéo phải đối mặt và hiện thực hóa tầm nhìn về kết nối Wanchain.
｜Giới thiệu về liên doanh LK:
Linekong Interactive (08267.HK) là một tổ chức nghiên cứu và đầu tư mã hóa tập trung vào lĩnh vực Web3, trước đây gọi là Phòng thí nghiệm đồng thuận (Consensus Lab), tập trung đầu tư vào cơ sở hạ tầng tiên tiến, nền tảng giao dịch, giao thức kỹ thuật và công cụ tài chính. , Filecoin , Casperlabs, Coin98 và hơn một trăm dự án từ Bắc Mỹ, Châu Á, Châu Âu và các quốc gia và khu vực khác.
｜Tài liệu tham khảo:
1. zkBridge: Cầu liên chuỗi không đáng tin cậy được thiết thực（ https://rdi.berkeley.edu/zkp/zkBridge/zkBridge.html ）
2. Kết nối vũ trụ đa chuỗi với Zero Knowledge Proofs ( https://medium.com/@ingonyama/bridging-the-multichain-universe-with-zero-knowledge-proofs-6157464fbc86 )
3. Khám phá các cầu ZK ( https://zkvalidator.com/exploring-zk-bridges/ )
4. So sánh tổng thể giữa nhiều chuỗi khối ( https://dune.com/springzhang/cross-blockchain-comparison-overview )
