Cosmos跨链交易

区块链资讯区块网2018-12-29 01:00:01  阅读 -评论 0

Cosmos中最重的一部分就是跨链通信,跨链是通过IBC协议来实现的。Cosmos中交易分为两种:普通交易和跨链交易。普通交易基本局限在各个区块链的交易方式中,在Basecoin中已经提供了基础的转帐功能供使用;跨链交易主要由IBC协议来实现。

一、普通交易

cosmos的普通交易和以太坊类似,也是一个帐户模型。但是与以太坊不同的是,cosmos的交易进行了插件化的处理,也就是说,最基础最简单的交易可以使用Basecoin提供的基础函数,但是要想实现以太坊一样的丰富的交易管理就得使用交易的插件,这正是Cosmos实现插件化的编程的基础。

Basecoin就是tendermint上的一个ABCI应用,致力于成为数字货币的基本开发框架,或ABCI应用的开发示例。如果到tendermint公司官网可下载到两个二进制文件,basecoin和basecli,前者是节点服务端,后者是节点的命令行轻客户端。我们可以使用basecli生成账户,用于获得初始资金,并设置验证人集合(也可以只有一个),配置完成后会有一个genesis文件,并初始化一条basecoin链。配置basecli连接节点端口,并根据genesis文件检查chainID。

Cosmos跨链交易

Cosmos跨链交易

二、跨链交易
作为跨链互操作的解决方案,Cosmos最引人注意的地方便是跨链通信协议inter-blockchain communication protocol,IBC。你可以把IBC看作互联网中的TCP/IP协议。互联网这是借助TCP/IP协议让消息以光速在地球上传播。IBC通过共识机制保证了两条异构区块链之间能够进行价值交换。IBC为区块链提供了灵活性,它允许可以实现公共和私有链、联盟链和公有链彼此

交换代币之类的有价值的信息。由于IBC协议本身的可扩展性,分布式商业架构也将产生巨大的变革。

Cosmos跨链交易


IBC交易,用户将能体验到一种真正的去中心化交易所的便捷。在保障自己资金安全的情况下,将永远控制自己的资金安全,不像现在的中央化交易所,用户委托给第三方与其他人进行交易。
它意味着Cosmos开发人员真正实现了一种高效、安全的跨链的价值转移。目前IBC可以实现在两个同样基于Tendermint共识的网络中实现价值转移。后续借助peg-zone,我们将看到比特币以太币借助IBC在区块链网络中流动。
1、交易步骤
IBC协议中包含了两个主要的交易类型:
IBCBlockCommitTx:发送方所在区块链的最新的区块信息。
IBCPacketTx:跨链交易本身的信息,及其在发送方链中被打包的区块信息。
其中IBCBlockCommitTx就是传送MerkleRoot到另外一条链的消息。而IBCPacketTx则传递了跨链的交易信息。也就是交易经常提到的有效载荷(payload)。而为了保证数据的安全,双方链需要创建两个队列,一进一出,用来存储入链(从对方链进来的消息)和出链(发给对方链的消息)。
当双方在路由注册后,彼此发现就可以通过路由进行跨链交易了。(下图来自美图的Cosmos分析)

Cosmos跨链交易


它主要有以下几个步骤:
1、路由注册。
2、User A向chain1提交跨链交易(包括验证信息等),chain1执行该交易,并将交易存入outgoing队列。
3、relayer从chain1中对应test-hub的outgoing消息队列取出跨链交易,提交到test-hub。
4、test-hub执行交易,放入incoming消息队列。
此处的流程和官网的白皮书略有不同,和前面交易的步骤中提到的也有区别,主要原因是代码尚未完成,按它们的计划需要明年第三季度才可能完成。所以细节有出入是正常的。
2、源码分析
在看了上面的分析之后,结合代码分析一下:
1、注册路由

func NewBasecoinApp(logger log.Logger, db dbm.DB) *BasecoinApp { ...... // add accountMapper/handlers app.coinKeeper = bank.NewKeeper(app.accountMapper) app.ibcMapper = ibc.NewMapper(app.cdc, app.keyIBC, app.RegisterCodespace(ibc.DefaultCodespace)) app.stakeKeeper = stake.NewKeeper(app.cdc, app.keyStake, app.coinKeeper, app.RegisterCodespace(stake.DefaultCodespace)) app.slashingKeeper = slashing.NewKeeper(app.cdc, app.keySlashing, app.stakeKeeper, app.RegisterCodespace(slashing.DefaultCodespace)) // register message routes app.Router(). AddRoute("auth", auth.NewHandler(app.accountMapper)). AddRoute("bank", bank.NewHandler(app.coinKeeper)). AddRoute("ibc", ibc.NewHandler(app.ibcMapper, app.coinKeeper)). AddRoute("stake", stake.NewHandler(app.stakeKeeper)) ....... return app } 2、发起传送

// SendTxCommand will create a send tx and sign it with the given key func SendTxCmd(cdc *wire.Codec) *cobra.Command { ...... // build and sign the transaction, then broadcast to Tendermint msg := client.BuildMsg(from, to, coins) res, err := ctx.EnsureSignBuildBroadcast(ctx.FromAddressName, msg, cdc) ...... return cmd } // IBC transfer command func IBCTransferCmd(cdc *wire.Codec) *cobra.Command { ....... // build the message msg, err := buildMsg(from) if err != nil { return err } // get password res, err := ctx.EnsureSignBuildBroadcast(ctx.FromAddressName, msg, cdc) if err != nil { return err } ....... return cmd } 3、Relay传输


// IBC relay command func IBCRelayCmd(cdc *wire.Codec) *cobra.Command { ...... cmd := &cobra.Command{ Use: "relay", Run: cmdr.runIBCRelay, } ....... return cmd } func (c relayCommander) runIBCRelay(cmd *cobra.Command, args []string) { //得到路由的相关信息 fromChainID := viper.GetString(FlagFromChainID) fromChainNode := viper.GetString(FlagFromChainNode) toChainID := viper.GetString(FlagToChainID) toChainNode := viper.GetString(FlagToChainNode) address, err := context.NewCoreContextFromViper().GetFromAddress() if err != nil { panic(err) } c.address = address //循环处理路由 c.loop(fromChainID, fromChainNode, toChainID, toChainNode) } func (c relayCommander) loop(fromChainID, fromChainNode, toChainID, toChainNode string) { ctx := context.NewCoreContextFromViper() // get password passphrase, err := ctx.GetPassphraseFromStdin(ctx.FromAddressName) if err != nil { panic(err) } ingressKey := ibc.IngressSequenceKey(fromChainID) OUTER: for { time.Sleep(5 * time.Second) processedbz, err := query(toChainNode, ingressKey, c.ibcStore) if err != nil { panic(err) } var processed int64 if processedbz == nil { processed = 0 } else if err = c.cdc.UnmarshalBinary(processedbz, &processed); err != nil { panic(err) } lengthKey := ibc.EgressLengthKey(toChainID) egressLengthbz, err := query(fromChainNode, lengthKey, c.ibcStore) if err != nil { c.logger.Error("Error querying outgoing packet list length", "err", err) continue OUTER //TODO replace with continue (I think it should just to the correct place where OUTER is now) } var egressLength int64 if egressLengthbz == nil { egressLength = 0 } else if err = c.cdc.UnmarshalBinary(egressLengthbz, &egressLength); err != nil { panic(err) } if egressLength > processed { c.logger.Info("Detected IBC packet", "number", egressLength-1) } seq := c.getSequence(toChainNode) for i := processed; i < egressLength; i++ { egressbz, err := query(fromChainNode, ibc.EgressKey(toChainID, i), c.ibcStore) if err != nil { c.logger.Error("Error querying egress packet", "err", err) continue OUTER // TODO replace to break, will break first loop then send back to the beginning (aka OUTER) } //在此广播交易 err = c.broadcastTx(seq, toChainNode, c.refine(egressbz, i, passphrase)) seq++ if err != nil { c.logger.Error("Error broadcasting ingress packet", "err", err) continue OUTER // TODO replace to break, will break first loop then send back to the beginning (aka OUTER) } c.logger.Info("Relayed IBC packet", "number", i) } } }
4、执行交易

// IBCReceiveMsg adds coins to the destination address and creates an ingress IBC packet. func handleIBCReceiveMsg(ctx sdk.Context, ibcm Mapper, ck bank.Keeper, msg IBCReceiveMsg) sdk.Result { ...... _, _, err := ck.AddCoins(ctx, packet.DestAddr, packet.Coins) ...... return sdk.Result{} }
5、相关的数据结构体

// MsgSend - high level transaction of the coin module type MsgSend struct { Inputs []Input `json:"inputs"` Outputs []Output `json:"outputs"` }
三、总结
通过上述的分析,可以看到,其实整个Cosmos还是处于一个非常初级的阶段,大量的相关代码都处理演进状态。
不过从交易的设计角度来看,这还是有一些值得借鉴的。这里没有讨论已存在的链(如比特币,以太坊等)在Cosmos-sdk上的交易的办法,解决的方式是PegZone。

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