模塊化世界中的模塊化IBC

模塊化區塊鏈和 Rollup 的設計靈活性也促使 IBC 具有更高的靈活性。IBC 網路拓撲結構正從一個同質化、密集連接的網路轉變為一個異質化、稀疏連接的網路。模塊化 IBC 將讓 IBC 協議適應這種動態環境。

此前，我們談論了如何思考模塊化互操作性。今天，我們將深入研究模塊化區塊鏈如何影響 IBC 狀態層的設計。

拆分狀態層

目前，在 IBC 網路中，單個 Tendermint 輕客戶端就足以代表一個邏輯區塊鏈，因為網路本身具有同質性。不過，Celestia 這樣的模塊化區塊鏈打破了這種同質性，將邏輯區塊鏈分割成多條鏈。因此，你需要多個輕客戶端來代表一個單獨的邏輯區塊鏈，而每個輕客戶端可以代表區塊鏈堆棧的不同層次。

證明方式

在單一環境中，運行一個完整節點或驗證單個共識證明通常足以使第三方相信狀態轉換。在模塊化環境中，我們需要獲取各種證明以確認狀態轉換。

我們可以將各種驗證方法分類如下：

· 直接證明（例如，運行全節點）

· 欺詐證明（例如，Optimistic Rollup）

· 有效性或零知識證明（例如，zk Rollup）

· 共識證明（例如，輕客戶端）

我們可以將上述驗證方法與區塊鏈的可組合層進行混搭，以確信自己進行了狀態轉換。例如，我們可以直接針對 Celestia 執行數據可用性採樣。或者，我們可以選擇驗證 Celestia 共識證明。

無論使用哪種類型的證明，邏輯輕客戶端（LC）都希望確認以下三點：

· 數據可用性（DA）

· 序列或交易順序（TO）

· 執行

——結算

為了展示設計的靈活性，我們將探究在通用數據可用性層上的各種 Rollup 設計：

· 執行+欺詐證明==Optimistic Rollup

· 執行+共識證明==Pessimistic Rollup

· 執行+零知識證明==ZK Rollup

獲取安全性

在單一區塊鏈中，鏈的安全性取決於 PoW 鏈的挖礦算力以及 PoS 鏈的 Token 質押。這在啟動新鏈時會導致各種安全問題，比如自舉問題（bootstrapping problem）。在模塊化的區塊鏈堆棧中，鏈可以從一個或多個外部來源獲取安全性。

目前有幾種共享安全模式，其中一些可以直接與 IBC 兼容，而其他一些需要模塊化 IBC 才能正常工作。

· 通過鏈間安全從生產者鏈承接安全性（例如 Cosmos Hub）

——跨鏈驗證的 v1 版本用生產者鏈驗證者替換了消費者鏈驗證者

· 從公共結算層承接安全性（例如，Ethereum）

· 從公共數據可用性層承接安全性（例如 Celestia, EigenDA）

——公共數據可用性層可以為基於欺詐證明的信任最小化橋接提供抗審查數據

· 從可編程安全提供商獲取安全性（例如 EigenLayer）

——安全提供商會根據某些驗證工作受到額外罰沒條件的限制

· 通過檢查點機制從生產者鏈獲取安全性（例如 Babylon）

——檢查點機制可以防止長距離攻擊和最薄弱環節攻擊（在多跳 IBC 路由中）

· 通過再質押和跨鏈質押獲取安全性（例如流動性質押、超流動性質押等）

——讓質押資本承擔驗證者級別的罰沒條件

IBC 應用實例

將 Ethereum 與 IBC 連接

對於 EthereumL2 L2 連接，我們需要多個輕客戶端來表示每個邏輯 L2 鏈。我們可以具體看一下 Optimistic Rollup。在 L2 之間，你可以形成具有不同安全屬性的 IBC 通道路徑。請注意，此示例假定我們已在以下鏈上運行 IBC 傳，使用 Polymer 進行 IBC 傳輸的模型有所不同。

高延遲但低風險路徑：

· 一個 eth2 輕客戶端代表 Ethereum 進行數據可用性和結算證明。

· 一個帶有條件規則的 Optimistic 輕客戶端，代表 Aribitrum 或 Optimism 進行執行和交易排序證明。

——該規則將確保在將 Arbitrum 或 Optimism 區塊路由到其他 L2 之前，已在 Ethereum 上結算並最終確定。

低延遲但高風險路徑：

· 一個獨立機器、委員會或共識輕客戶端，代表第三方或序列器的軟確認進行見證。

· 一個帶有 Ethereum 條件規則的 Optimistic 輕客戶端，代表 Arbitrum 或 Optimism 進行執行和交易排序證明

將 IBC 擴展到 Celestia Rollup

以 Celestia 為例，你需要多個輕客戶端來表示邏輯 Optimistic Rollup。Celestia 提供了共識證明作為數據可用性和交易排序的證明。

我們可以在連接到 Celestia Rollup 的 IBC 鏈上查看模塊化 IBC 的實際操作：

· 一個 Tendermint 輕客戶端（TMLC），代表 Celestia 進行數據可用性和交易排序證明。

· 一個帶有 Celestia 條件規則的 Optimistic 輕客戶端，代表 Optimistic Rollup 進行執行證明。

——該規則將確保在最終確定一個數據塊之前，Celestia 網路上有一個數據塊可用。

請注意，多個 Optimistic 輕客戶端將依賴於 Celestia TMLC。此外，對於邏輯 pessimistic Rollup，你可以有以下設置：

· 一個 Tendermint 輕客戶端（TMLC），代表 Celestia 進行數據可用性和交易排序證明。

· 一個帶有 Celestia 條件規則的 Tendermint 輕客戶端（TMLC），代表 pessimistic Rollup 進行執行證明。

——同樣，該規則將確保在最終確定一個數據塊之前，Celestia 網路上有一個數據塊可用。

使用 IBC 的 Eigenlayer 共享安全性

Eigenlayer 允許 Ethereum 驗證者重新將其 Ethereum 質押置於可在鏈上執行的額外罰沒條件之下。這使得 Eigenlayer 消費者鏈可以借用 Ethereum 網路的安全性。

通過在 Ethereum 上增加一個罰沒條件，EigenLayer 驗證者可以簽署消費者鏈頭以提高安全性。如果 EigenLayer 集成了 IBC，跨鏈驗證可以用於將 EigenLayer 驗證者添加到消費者鏈的活躍驗證者集。否則，消費者鏈仍然可以在 IBC 鏈接層面為連接的鏈提供一定程度的保護。

這將通過以下方式實現：

· 在 Ethereum 上對雙重簽名的鏈頭進行罰沒，這意味著如果 EigenLayer 驗證者為消費者鏈雙重簽名一個鏈頭，EigenLayer 上 1/3 的質押將被罰沒。

· 連接到啟用了 IBC 的 EigenLayer 消費者鏈的區塊鏈需要運行兩個輕客戶端——一個用於 EigenLayer，另一個用於消費者鏈。

· 連接的鏈將在接受之前驗證鏈頭是否已經被消費者鏈和 EigenLayer 簽署。

· 這意味著與 EigenLayer 消費者鏈的 IBC 連接可以進行分叉並提供額外經濟保護以抵禦攻擊。

使用 IBC 的 Babylon 共享安全性

對於 Babylon 而言，它將提供檢查點或時間戳服務，通過向 Bitcoin 發布一個聚合時間戳來用 Bitcoin 的安全性處理特定交易。它充當安全性生產者，而連接的鏈則被認為是安全性的消費者。

通過連接到 Babylon，消費者鏈可以將狀態檢查點連接到 Bitcoin，以便在高價值交易利用到 Bitcoin 的安全性。此外，它們還必須執行慢速確認規則，以延緩這些交易的最終確定，以確保檢查點狀態在 Bitcoin 網路中達到*k-*深度。

在 Babylon 消費者鏈上查看模塊化 IBC 實際操作：

· 用 Babylon TMLC 的條件規則初始化一個本地客戶端。

——該規則將確保在執行之前對提交的數據包設置檢查點。

· 在初始化的本地連接/通道上寫入一個數據包。

——數據包在檢查點和提交之前不會被執行。

· 從 Babylon 消費者鏈發送高價值數據包到 IBC 連接的鏈：

——首先通過本地連接/通道實施慢速確認規則。

——之後數據包將通過 IBC 連接發送到與 IBC 連接的鏈。

Polymer 參與共享安全峰會

在 2023 年的 ETH Denver 期間，Polymer Labs 與我們許多生態系統合作夥伴共同舉辦了共享安全峰會。幸運的是，我們在 Eigenlayer 和 Babylon Chain 的朋友們記錄了所有演講。

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