ETH2:简析波卡平行链与以太坊2.0架构设计异同

来源:?谈谈区块链

撰文:谈国鹏,Ownbit创始人

前天晚上,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。

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]

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。

Beosin:ULME代币项目遭受黑客攻击事件简析:金色财经报道,10月25日,据Beosin EagleEye 安全预警与监控平台检测显示,ULME代币项目被黑客攻击,目前造成50646 BUSD损失,黑客首先利用闪电贷借出BUSD,由于用户前面给ULME合约授权,攻击者遍历了对合约进行授权的地址,然后批量转出已授权用户的BUSD到合约中,提高价格ULME价格,然后黑客卖掉之前闪电贷借出的ULME,赚取BUSD,归还闪电贷获利离场。Beosin安全团队建议用户用户取消BUSD对ULME合约的授权并及时转移资金减少损失。[2022/10/25 16:38:21]

为什么要成为波卡平行链?

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。

慢雾:GenomesDAO被黑简析:据慢雾区hacktivist消息,MATIC上@GenomesDAO项目遭受黑客攻击,导致其LPSTAKING合约中资金被非预期的取出。慢雾安全团队进行分析有以下原因:

1.由于GenomesDAO的LPSTAKING合约的initialized函数公开可调用且无权限与不可能重复初始化限制,攻击者利用initialized函数将合约的stakingToken设置为攻击者创建的虚假LP代币。

2.随后攻击者通过stake函数进行虚假LP代币的抵押操作,以获得大量的LPSTAKING抵押凭证。

3.获得凭证后再次通过initialized函数将合约的stakingToken设置为原先真是的LP代币,随后通过withdraw函数销毁LPSTAKING凭证获取合约中真实的LP抵押物。

4.最后将LP发送至DEX中移除流动性获利。

本次事件是因为GenomesDAO的LPSTAKING合约可被任意重复初始化设置关键参数而导致合约中的抵押物被恶意耗尽。[2022/8/7 12:07:06]

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。

安全团队:LPC项目遭受闪电贷攻击简析,攻击者共获利约45,715美元:7月25日,据成都链安“链必应-区块链安全态势感知平台”安全舆情监控数据显示,LPC项目遭受闪电贷攻击。成都链安安全团队简析如下:攻击者先利用闪电贷从Pancake借入1,353,900个LPC,随后攻击者调用LPC合约中的transfer函数向自己转账,由于 _transfer函数中未更新账本余额,而是直接在原接收者余额recipientBalance值上进行修改,导致攻击者余额增加。随后攻击者归还闪电贷并将获得的LPC兑换为BUSD,最后兑换为BNB获利离场。本次攻击项目方损失845,631,823个 LPC,攻击者共获利178 BNB,价值约45,715美元,目前获利资金仍然存放于攻击者地址上(0xd9936EA91a461aA4B727a7e3661bcD6cD257481c),成都链安“链必追”平台将对此地址进行监控和追踪。[2022/7/25 2:36:51]

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。

慢雾:Avalanche链上Zabu Finance被黑简析:据慢雾区情报,9月12日,Avalanche上Zabu Finance项目遭受闪电贷攻击,慢雾安全团队进行分析后以简讯的形式分享给大家参考:

1.攻击者首先创建两个攻击合约,随后通过攻击合约1在Pangolin将WAVAX兑换成SPORE代币,并将获得的SPORE代币抵押至ZABUFarm合约中,为后续获取ZABU代币奖励做准备。

2.攻击者通过攻击合约2从Pangolin闪电贷借出SPORE代币,随后开始不断的使用SPORE代币在ZABUFarm合约中进行`抵押/提现`操作。由于SPORE代币在转账过程中需要收取一定的手续费(SPORE合约收取),而ZABUFarm合约实际接收到的SPORE代币数量是小于攻击者传入的抵押数量的。分析中我们注意到ZABUFarm合约在用户抵押时会直接记录用户传入的抵押数量,而不是记录合约实际收到的代币数量,但ZABUFarm合约在用户提现时允许用户全部提取用户抵押时合约记录的抵押数量。这就导致了攻击者在抵押时ZABUFarm合约实际接收到的SPORE代币数量小于攻击者在提现时ZABUFarm合约转出给攻击者的代币数量。

3.攻击者正是利用了ZABUFarm合约与SPORE代币兼容性问题导致的记账缺陷,从而不断通过`抵押/提现`操作将ZABUFarm合约中的SPORE资金消耗至一个极低的数值。而ZABUFarm合约的抵押奖励正是通过累积的区块奖励除合约中抵押的SPORE代币总量参与计算的,因此当ZABUFarm合约中的SPORE代币总量降低到一个极低的数值时无疑会计算出一个极大的奖励数值。

4.攻击者通过先前已在ZABUFarm中有进行抵押的攻击合约1获取了大量的ZABU代币奖励,随后便对ZABU代币进行了抛售。

此次攻击是由于ZabuFinance的抵押模型与SPORE代币不兼容导致的,此类问题导致的攻击已经发生的多起,慢雾安全团队建议:项目抵押模型在对接通缩型代币时应记录用户在转账前后合约实际的代币变化,而不是依赖于用户传入的抵押代币数量。[2021/9/12 23:19:21]

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!

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