Cosmos中最重的一部分就是跨鏈通信,跨鏈是通過IBC協議來實現的。Cosmos中交易分為兩種:普通交易和跨鏈交易。普通交易基本局限在各個區塊鏈的交易方式中,在Basecoin中已經提供了基礎的轉帳功能供使用;跨鏈交易主要由IBC協議來實現。
一、普通交易
cosmos的普通交易和以太坊類似,也是一個帳戶模型。但是與以太坊不同的是,cosmos的交易進行了插件化的處理,也就是說,最基礎最簡單的交易可以使用Basecoin提供的基礎函數,但是要想實現以太坊一樣的豐富的交易管理就得使用交易的插件,這正是Cosmos實現插件化的編程的基礎。
Basecoin就是tendermint上的一個ABCI應用,致力于成為數字貨幣的基本開發框架,或ABCI應用的開發示例。如果到tendermint公司官網可下載到兩個二進制文件,basecoin和basecli,前者是節點服務端,后者是節點的命令行輕客戶端。我們可以使用basecli生成賬戶,用于獲得初始資金,并設置驗證人集合(也可以只有一個),配置完成后會有一個genesis文件,并初始化一條basecoin鏈。配置basecli連接節點端口,并根據genesis文件檢查chainID。
二、跨鏈交易
作為跨鏈互操作的解決方案,Cosmos最引人注意的地方便是跨鏈通信協議inter-blockchain communication protocol,IBC。你可以把IBC看作互聯網中的TCP/IP協議。互聯網這是借助TCP/IP協議讓消息以光速在地球上傳播。IBC通過共識機制保證了兩條異構區塊鏈之間能夠進行價值交換。IBC為區塊鏈提供了靈活性,它允許可以實現公共和私有鏈、聯盟鏈和公有鏈彼此交換代幣之類的有價值的信息。由于IBC協議本身的可擴展性,分布式商業架構也將產生巨大的變革。
IBC交易,用戶將能體驗到一種真正的去中心化交易所的便捷。在保障自己資金安全的情況下,將永遠控制自己的資金安全,不像現在的中央化交易所,用戶委托給第三方與其他人進行交易。
它意味著Cosmos開發人員真正實現了一種高效、安全的跨鏈的價值轉移。目前IBC可以實現在兩個同樣基于Tendermint共識的網絡中實現價值轉移。后續借助peg-zone,我們將看到比特幣、以太幣借助IBC在區塊鏈網絡中流動。
1、交易步驟
IBC協議中包含了兩個主要的交易類型:
IBCBlockCommitTx:發送方所在區塊鏈的最新的區塊信息。
IBCPacketTx:跨鏈交易本身的信息,及其在發送方鏈中被打包的區塊信息。
其中IBCBlockCommitTx就是傳送MerkleRoot到另外一條鏈的消息。而IBCPacketTx則傳遞了跨鏈的交易信息。也就是交易經常提到的有效載荷(payload)。而為了保證數據的安全,雙方鏈需要創建兩個隊列,一進一出,用來存儲入鏈(從對方鏈進來的消息)和出鏈(發給對方鏈的消息)。
當雙方在路由注冊后,彼此發現就可以通過路由進行跨鏈交易了。(下圖來自美圖的Cosmos分析)
它主要有以下幾個步驟:
1、路由注冊。
2、User A向chain1提交跨鏈交易(包括驗證信息等),chain1執行該交易,并將交易存入outgoing隊列。
3、relayer從chain1中對應test-hub的outgoing消息隊列取出跨鏈交易,提交到test-hub。
4、test-hub執行交易,放入incoming消息隊列。
此處的流程和官網的白皮書略有不同,和前面交易的步驟中提到的也有區別,主要原因是代碼尚未完成,按它們的計劃需要明年第三季度才可能完成。所以細節有出入是正常的。
2、源碼分析
在看了上面的分析之后,結合代碼分析一下:
1、注冊路由
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、發起傳送
// 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傳輸
// 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) {
//得到路由的相關信息
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
//循環處理路由
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) } //在此廣播交易 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、執行交易
// 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、相關的數據結構體
// MsgSend - high level transaction of the coin module
type MsgSend struct {
Inputs []Input `json:“inputs”`
Outputs []Output `json:“outputs”`
}
三、總結
通過上述的分析,可以看到,其實整個Cosmos還是處于一個非常初級的階段,大量的相關代碼都處理演進狀態。
不過從交易的設計角度來看,這還是有一些值得借鑒的。這里沒有討論已存在的鏈(如比特幣,以太坊等)在Cosmos-sdk上的交易的辦法,解決的方式是PegZone。
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