ETH2.0: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。

安全公司:AurumNodePool合约遭受漏洞攻击简析:金色财经报道,据区块链安全审计公司Beosin EagleEye监测显示,2022年11月23日,AurumNodePool合约遭受漏洞攻击。

Beosin分析发现由于漏洞合约的changeRewardPerNode函数未进行验证,导致攻击者可以调用该函数进行任意值设置。

攻击者首先调用changeRewardPerNode函数将每日奖励值设置成一个极大数,接下来调用claimNodeReward函数提取节点奖励,而节点奖励的计算取决于攻击者设置的rewardPerDay值,导致计算的节点奖励非常高。而在这一笔交易之前,攻击者便通过一笔交易(0xb3bc6ca257387eae1cea3b997eb489c1a9c208d09ec4d117198029277468e25d)向合约存入了1000AUR,创建了攻击者的节点记录,从而使得攻击者能够提取出该节点奖励。最终攻击者通过该漏洞获得约50个BNB($14,538.04)。[2022/11/23 8:01:04]

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。

慢雾:跨链互操作协议Nomad桥攻击事件简析:金色财经消息,据慢雾区消息,跨链互操作协议Nomad桥遭受黑客攻击,导致资金被非预期的取出。慢雾安全团队分析如下:

1. 在Nomad的Replica合约中,用户可以通过send函数发起跨链交易,并在目标链上通过process函数进行执行。在进行process操作时会通过acceptableRoot检查用户提交的消息必须属于是可接受的根,其会在prove中被设置。因此用户必须提交有效的消息才可进行操作。

2. 项目方在进行Replica合约部署初始化时,先将可信根设置为0,随后又通过update函数对可信根设置为正常非0数据。Replica合约中会通过confirmAt映射保存可信根开始生效的时间以便在acceptableRoot中检查消息根是否有效。但在update新根时却并未将旧的根的confirmAt设置为0,这将导致虽然合约中可信根改变了但旧的根仍然在生效状态。

3. 因此攻击者可以直接构造任意消息,由于未经过prove因此此消息映射返回的根是0,而项目方由于在初始化时将0设置为可信根且其并未随着可信根的修改而失效,导致了攻击者任意构造的消息可以正常执行,从而窃取Nomad桥的资产。

综上,本次攻击是由于Nomad桥Replica合约在初始化时可信根被设置为0x0,且在进行可信根修改时并未将旧根失效,导致了攻击可以构造任意消息对桥进行资金窃取。[2022/8/2 2:52:59]

为什么要成为波卡平行链?

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]

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:Harmony Horizon bridge遭攻击简析:据慢雾安全团队消息,Harmony Horizon bridge 遭到黑客攻击。经慢雾 MistTrack 分析,攻击者(0x0d0...D00)获利超 1 亿美元,包括 11 种 ERC20 代币、13,100 ETH、5,000 BNB 以及 640,000 BUSD,在以太坊链攻击者将大部分代币转移到两个新钱包地址,并将代币兑换为 ETH,接着将 ETH 均转回初始地址(0x0d0...D00),目前地址(0x0d0...D00)约 85,837 ETH 暂无转移,同时,攻击者在 BNB 链暂无资金转移操作。慢雾 MistTrack 将持续监控被盗资金的转移。[2022/6/24 1:28:30]

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。

慢雾:Polkatrain 薅羊毛事故简析:据慢雾区消息,波卡生态IDO平台Polkatrain于今早发生事故,慢雾安全团队第一时间介入分析,并定位到了具体问题。本次出现问题的合约为Polkatrain项目的POLT_LBP合约,该合约有一个swap函数,并存在一个返佣机制,当用户通过swap函数购买PLOT代币的时候获得一定量的返佣,该笔返佣会通过合约里的_update函数调用transferFrom的形式转发送给用户。由于_update函数没有设置一个池子的最多的返佣数量,也未在返佣的时候判断总返佣金是否用完了,导致恶意的套利者可通过不断调用swap函数进行代币兑换来薅取合约的返佣奖励。慢雾安全团队提醒DApp项目方在设计AMM兑换机制的时候需充分考虑项目的业务场景及其经济模型,防止意外情况发生。[2021/4/5 19:46:39]

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!

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