NAN:简析波卡平行链与以太坊 2.0 架构设计异同

昨晚,波卡生态链项目Moonbeam和Ownbit进行了技术交流,期望未来Ownbit对波卡生态链进行更好地支持。Moonbeam也将竞争成为第一批波卡平行链。借着交流的机会,我对波卡平行链也有了更深的理解,遂成此文。

ETH2.0和波卡平行链是未来的两个重要技术,他们虽分属于两个不同的重量级项目,但在设计上却有惊人的相似。

波卡平行链

在波卡的设计里,有两个重要的概念,一个是波卡平行链,另一个是波卡平行线程。理解这两个概念是理解整个波卡生态的重要环节。

波卡平行链,故名思议,是与波卡主链平行的其他链。要成为平行链,需要占用波卡系统的一个插槽。波卡系统的插槽数量是有限的。波卡设计出了一套插槽拍卖的系统,通过出价拍卖获得一个插槽有限的使用权。

因此每次插槽的占有都是有限时间内,到期后要重新进行插槽竞拍。用于竞拍的DOT将在插槽使用到期后归还,因此使用插槽,只是占用金额,而不花费资金。

安全团队:Defrost Finance被攻击事件简析:金色财经报道,据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye安全风险监控、预警与阻断平台监测显示,Defrost Finance预言机被恶意修改,并且添加了假的抵押token清算当前用户,损失超1300万美元。攻击者通过setOracleAddress函数修改了预言机的地址,随后使用joinAndMint函数铸造了100,000,000个H20代币给0x6f31地址,最后调用liquidate函数通过虚假的价格预言机获取了大量的USDT。后续攻击者通过跨链的方式将被盗资金转移到了以太坊的0x4e22上,目前有490万美元的DAI在0x4e22地址上,有500万美元的DAI在0xfe71地址上,剩余300万美元的ETH被转移到了0x3517地址上。[2022/12/25 22:06:35]

为什么要成为波卡平行链?

Beosin:UVT项目被黑客攻击事件简析,被盗资金已全部转入Tornado Cash:金色财经报道,据Beosin EagleEye 安全预警与监控平台检测显示,UVT项目被黑客攻击,涉及金额为150万美元。攻击交易为0x54121ed538f27ffee2dbb232f9d9be33e39fdaf34adf993e5e019c00f6afd499

经Beosin安全团队分析,发现攻击者首先利用开发者部署的另一个合约的具有Controller权限的0xc81daf6e方法,该方法会调用被攻击合约的0x7e39d2f8方法,因为合约具有Controller权限,所以通过验证直接转走了被攻击合约的所有UVT代币,Beosin安全团队通过Beosin Trace进行追踪,发现被盗资金已全部转入Tornado Cash。[2022/10/27 11:48:46]

成为波卡平行链主要获得两个好处:链本身更加安全,以及拥有和其他平行链的互操作性。

安全公司:Starstream Finance被黑简析:4月8日消息,据Agora DeFi消息,受 Starstream 的 distributor treasury 合约漏洞影响,Agora DeFi 中的价值约 820 万美金的资产被借出。慢雾安全团队进行分析后以简讯的形式分享给大家。

1. 在 Starstream 的 StarstreamTreasury 合约中存在 withdrawTokens 函数,此函数只能由 owner 调用以取出合约中储备的资金。而在 April-07-2022 11:58:24 PM +8UTC 时,StarstreamTreasury 合约的 owner 被转移至新的 DistributorTreasury 合约(0x6f...25)。

2. 新的 DistributorTreasury 合约中存在 execute 函数,而任意用户都可以通过此函数进行外部调用,因此攻击者直接通过此函数调用 StarstreamTreasury 合约中的 withdrawTokens 函数取出合约中储备的 532,571,155.859 个 STARS。

3. 攻击者将 STARS 抵押至 Agora DeFi 中,并借出大量资金。一部分借出的资金被用于拉高市场上 STARS 的价格以便借出更多资金。[2022/4/8 14:12:38]

为了更好理解链更加安全这个概念,我们可以把波卡系统想象成可以容纳多条平行链的容器。每个平行链会有自己的共识机制,以及产生区块的方式。容器定时将所有平行链产生的区块收集起来,形成容器层面的区块。该容器在波卡中被称为:中继链。被中继链打包对于平行链而言,称为区块的finalize。

Harvest.Finance被黑事件简析:10月26号,据慢雾区消息 Harvest Finance 项目遭受闪电贷攻击,损失超过 400 万美元。以下为慢雾安全团队对此事件的简要分析。

1. 攻击者通过 Tornado.cash 转入 20ETH 作为后续攻击手续费;

2. 攻击者通过 UniswapV2 闪电贷借出巨额 USDC 与 USDT;

3. 攻击者先通过 Curve 的 exchange_underlying 函数将 USDT 换成 USDC,此时 Curve yUSDC 池中的 investedUnderlyingBalance 将相对应的变小;

4. 随后攻击者通过 Harvest 的 deposit 将巨额 USDC 充值进 Vault 中,充值的同时 Harvest 的 Vault 将铸出 fUSDC,而铸出的数量计算方式如下:

amount.mul(totalSupply()).div(underlyingBalanceWithInvestment());

计算方式中的 underlyingBalanceWithInvestment 一部分取的是 Curve 中的 investedUnderlyingBalance 值,由于 Curve 中 investedUnderlyingBalance 的变化将导致 Vault 铸出更多的 fUSDC;

5. 之后再通过 Curve 把 USDC 换成 USDT 将失衡的价格拉回正常;

6. 最后只需要把 fUSDC 归还给 Vault 即可获得比充值时更多的 USDC;

7. 随后攻击者开始重复此过程持续获利;

其他攻击流程与上诉分析过程类似。参考交易哈希:0x35f8d2f572fceaac9288e5d462117850ef2694786992a8c3f6d02612277b0877。

此次攻击主要是 Harvest Finance 的 fToken(fUSDC、fUSDT...) 在铸币时采用的是 Curve y池中的报价(即使用 Curve 作为喂价来源),导致攻击者可以通过巨额兑换操控预言机的价格来控制 Harvest Finance 中 fToken 的铸币数量,从而使攻击者有利可图。[2020/10/26]

波卡中继链对平行连区块的最终确认让平行链更加安全。这样每个平行链可以得益于波卡系统的强大共识,而不用担心本链可能存在各种共识层面的攻击或问题。

波卡平行链和其他平行链的互操作性是另一个优点。波卡在系统层面设计了一套消息传递系统,可以让各平行链之间相互传递消息、执行指令、转移token等等。各平行链根据XCMP定义自己可以接收处理的消息类型,便可以让自己拥有和其他平行链的互操作性。

如果把平行链比喻成操作系统里的进程,那么XCMP可以理解为进程间通信机制IPC(InterProcessCommunication)。

平行链资源是有限的

因为平行链资源有限,大部分链可能无法竞拍到平行链插槽。这时,波卡官方给出的方案是,使用测试网络KUSAMA,或者平行线程。

平行线程和平行链之间的区别仅在于一点:平行链永久占用中继链资源,而平行线程只在需要时占用。平行线程需要中继链对其区块进行确认时,便提出请求,并给予一定的费用。因为同时会有多个平行线程提出确认需求,中继链会按照给予的费用高低进行优先选择。如下图所示:

比起平行链而言,使用平行线程,无需参与插槽竞拍,因此无需大额的启动资金。对于一些不需要频繁确认的应用,使用平行线程更加适合。

ETH2.0

ETH2.0的线路图按照分片技术在前进。分片技术最早出现在数据库技术中。为了让数据库拥有更大的执行查询或插入的能力,将一个数据库拆分成多个数据库,并且部署到多个机器上,让执行能力成倍地提升。

ETH2.0将以太坊网络拆分成多片,将以太坊的执行能力提升相应的倍数。每个分片就是一个子网络。处理ETH2.0共识,以及系统各个子分片之间通信的模块被成为:BeaconChain,这相当于波卡网络里的中继链。ETH2.0分片示意图如下:

可以看出,在大的架构方面,ETH2.0和波卡有着惊人的相似。但在细节和理念层面又有很多的不同。

波卡平行链VSETH2.0

从设计目的而言,波卡平行链主要是为了跨链目的,通过平行链水平扩张,进而解决性能吞吐问题。而ETH2.0的设计完全是为了解决性能吞吐问题。

波卡和ETH2.0都有状态确认的功能。ETH2.0每一个时代finalize一次,一个时代定义为64个区块,所以6-12分钟finalize一次。而波卡网络的finalize时间则更短,一般1分钟以内。

从共识机制而言,ETH2.0和波卡也有明显的区别。ETH2.0采用PoS机制。质押32ETH可以成为验证者。每个分片至少需要256个验证者才能进行finalize操作。以64个分片计算,ETH2.0需验证者16,384名。而波卡采用提名者PoS机制,所需验证者数量远小于ETH2.0,大约每个平行链需10个验证者,以整个系统100个平行链计算,共需1000个验证者。

另外一个不同点在于,波卡是不同系统间互联的框架。而ETH2.0是同一套系统间互联的框架。

波卡更关注其他链,而ETH2.0只是更关注本身,这也反应出它们对未来不同的展望。波卡打造的是多链并存、互联互通的场景。而ETH2.0则打造的强大统一的底层区块链系统,上层繁荣的DApp则通过应用接口彼此互通的场景。

跨链

波卡对于平行链之间,天然具有跨链优势。而ETH2.0不具有跨链能力。但这并不意味这波卡比在跨链方面ETH2.0强大很多。

例如对于跨链比特币网络而言,波卡需要使用比特币桥才能完成跨链。而这点,跟以太坊跨链比特币方案是一致的。因此,对于跨链而言,波卡只是对于未来部署在波卡网络上的平行链之间才具有优势。

结语

目前波卡生态的平行链项目正如火如荼地进行。它们是否会在未来占有非常重要的地位,将是区块链最大的看点之一。

从时间而言,波卡主网的上线时间较迟,错过了以太坊发展的这几年黄金时间。然而,ETH2.0上线又将是2年以后的事情,而波卡平行链项目有望在今年年底或明年初上线波卡主网。这也给波卡留下了更多追赶以太坊的时间。所以未来波卡网络能否像以太坊那样大放异彩,非常值得我们关注!

原文标题:《波卡平行链与ETH2.0》撰文:谈国鹏,Ownbit创始人

来源:金色财经

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