Pengantar

Pada Bagian I kita membahas konsep interoperabilitas blockchain dan bagaimana hal ini akan semakin penting seiring dengan munculnya L1, L2, dan rantai aplikasi alternatif. Besarnya jumlah modal yang dipindahkan ke jembatan menjadikannya target yang menarik bagi para peretas dan pada tahun 2022 kita melihat $2,5 miliar hilang karena kerentanan multisig dan kontrak pintar. Dari seluruh eksploitasi yang terjadi pada tahun tersebut, 69% diantaranya terkait dengan jembatan.

Inti dari kerugian ini adalah kegagalan pada langkah Verifikasi untuk menjembatani, di mana mekanisme kepercayaan yang digunakan untuk memverifikasi validitas transaksi didukung oleh manusia & multisig:

1. Jembatan Ronin diamankan dengan multisig 5 dari 9. 4 validator dioperasikan oleh satu pihak dan dikompromikan sekaligus, menjadikan validator ke-5 sebagai pemicu yang mudah
2. Harmony Bridge diamankan dengan multisig 2 dari 5 yang disusupi melalui metode yang tidak diketahui, meskipun ada dugaan rekayasa sosial
3. Kunci pribadi Multichain adalah 'multisig' yang secara efektif dipegang oleh satu orang

Mengingat kerentanan ini, langkah Verifikasi dalam proses penghubungan lebih baik dilakukan dengan metode yang meminimalkan kepercayaan dan mengandalkan kode dan matematika.

Di sinilah Bukti Konsensus berperan sebagai solusi potensial. Pendekatan ini bergantung pada bukti yang memverifikasi konsensus blockchain dari rantai sumber dan tidak menggunakan bukti pengetahuan untuk membuktikan validitas transaksi sebelum mengeluarkan dana ke tujuan.

Ada banyak hal yang harus dibongkar, jadi pertama-tama mari kita definisikan apa yang kami maksud dengan memverifikasi konsensus blockchain.

Memverifikasi status/'konsensus' sumber blockchain

Pada intinya, blockchain adalah buku besar yang mencatat transaksi antar akun yang dikelola oleh node yang tidak saling percaya. Karena ada banyak node yang memvalidasi jaringan blockchain, kesepakatan harus dicapai di antara validator ini mengenai blok mana yang paling baru ditambahkan, yaitu mereka harus mencapai 'konsensus' mengenai status terbaru.

Sumber: Diadaptasi dari ilustrasi Ethereum EVM

Memverifikasi konsensus rantai sumber secara andal pada rantai tujuan adalah kunci untuk menjembatani karena jika Anda dapat memverifikasi blok terbaru dari rantai sumber dengan cara yang meminimalkan kepercayaan, Anda menentukan 'kebenaran' terbaru dan kemudian merasa nyaman untuk menjalankan tindakan yang sesuai pada rantai sumber. rantai tujuan.

Memverifikasi konsensus rantai sumber untuk memungkinkan menjembatani

Untuk menjembatani, protokol perlu menentukan bahwa transaksi 'deposit' pada rantai sumber telah dilakukan secara valid. Dalam praktiknya, hal ini melibatkan verifikasi dua hal:

1. Langkah 1. Memverifikasi konsensus blockchain, yaitu bahwa blok yang kita tanyakan adalah bagian valid dari status dunia rantai sumber; Dan
2. Langkah 2. Periksa apakah transaksi spesifik, yaitu transaksi 'deposit' termasuk dalam blok (hal ini dapat dibuktikan dengan bukti Merkle Inclusion)

Setelah memverifikasi keduanya, rantai tujuan dapat melepaskan aset kepada pengguna.

Voila, aset dijembatani.

Secara teori, hal ini terdengar sederhana, namun bagian tersulitnya adalah langkah 1: tidak mudah bagi kontrak pintar di satu rantai untuk memverifikasi konsensus rantai lainnya (biasanya Ethereum sebagai rantai sumber).

Tantangan saat ini dalam memverifikasi konsensus untuk menjembatani

Tantangan pertama yang harus diperhatikan adalah bahwa setiap blockchain memiliki mekanisme konsensus yang berbeda dan membuktikan konsensus pada setiap rantai sumber memerlukan pekerjaan rekayasa yang sangat spesifik untuk menyiapkannya. Artinya, langkah verifikasi konsensus perlu disesuaikan untuk setiap rantai sumber. Untuk saat ini mari kita fokus untuk membuktikan konsensus Ethereum karena ia memiliki bagian terbesar dari TVL dan merupakan jembatan pengguna L1 pada umumnya.

Ethereum memiliki set validator besar yang terdiri dari 700.000+ di mana lebih dari 21.000 validator memberikan suara pada satu blok dalam sebuah slot. Untuk mencapai finalitas, sebuah blok harus mendapatkan suara dari ⅔ set validator yang kira-kira setara dengan 450.000 suara validator. Memverifikasi konsensus penuh berarti memeriksa validitas 450.000 tanda tangan.

Metode yang tidak terlalu rumit untuk memeriksa konsensus Ethereum melibatkan 'protokol klien ringan'. Ini menggunakan komite sinkronisasi (512 validator dipilih secara acak setiap 27,3 jam) untuk membuktikan bahwa blok terbaru yang diusulkan adalah valid. Di sini, memverifikasi konsensus berarti memeriksa validitas 512 tanda tangan gabungan.

Dalam konteks yang menjembatani, kontrak pintar pada rantai tujuan dapat menggunakan protokol klien ringan dan bertindak sebagai 'klien ringan' on-chain untuk memverifikasi keadaan terkini rantai sumber dan memastikan 'deposit' telah dilakukan. Jika terpenuhi, kontrak pintar mengeluarkan dana ke rantai tujuan.

Memverifikasi konsensus rantai sumber (di Ethereum) melalui komite sinkronisasi

Pendekatan ini sangat tidak praktis karena memverifikasi 512 tanda tangan gabungan secara langsung dalam kontrak pintar on-chain sangat mahal tanpa pra-kompilasi mengingat validator Ethereum menggunakan tanda tangan BLS.

Kunci untuk mewujudkan hal ini adalah mengambil langkah verifikasi secara off-chain…

…dan di sinilah Bukti Konsensus berperan.

Solusinya: Bukti Konsensus tanda tangan komite sinkronisasi

Bukti tanpa pengetahuan telah muncul sebagai solusi yang layak untuk membantu blockchain mengambil komputasi yang mahal secara off-chain dan memverifikasi hasilnya secara on-chain. Hal ini memungkinkan kontrak cerdas yang menjembatani pada rantai tujuan untuk memindahkan komputasi yang mahal (seperti memvalidasi konsensus rantai sumber) ke pembuktian tanpa pengetahuan di luar rantai:

1. Pembukti akan memverifikasi tanda tangan dan menghasilkan Bukti Konsensus - yaitu bukti ringkas tanpa pengetahuan yang membuktikan bahwa blok tersebut adalah blok valid berikutnya, karena telah menerima ⅔ pengesahan komite sinkronisasi. Bukti ini memverifikasi konsensus sumber blockchain (Langkah 1. dari atas).
2. Setelah validitas suatu blok terbukti, kami dapat membuktikan bahwa suatu transaksi adalah bagian dari blok tersebut (Langkah 2. dari atas) menggunakan bukti penyertaan Merkle. (Atau, bukti tanpa pengetahuan dapat dihasilkan secara off-chain dan diverifikasi oleh kontrak pintar di rantai tujuan untuk tujuan yang sama).

Verifikasi dengan bukti zk memungkinkan kita mendekati jembatan yang meminimalkan kepercayaan

Setelah dua langkah ini, kontrak pintar tujuan dapat dengan aman mengeluarkan dana di rantai tujuan.

Menggunakan Bukti Konsensus untuk memverifikasi status sumber blockchain merupakan langkah penting menuju jembatan yang meminimalkan kepercayaan, namun mengandalkan protokol klien ringan & validator 512 memiliki beberapa keterbatasan (disorot dalam tabel di bawah).

Keterbatasan dalam mengandalkan komite sinkronisasi untuk memverifikasi konsensus

Oleh karena itu, beberapa tim sedang berupaya membuktikan konsensus ethereum penuh , yang merupakan tugas kompleks dan akan melibatkan verifikasi 450,000 tanda tangan pada saat penulisan artikel ini. Melakukan hal ini di sirkuit tanpa pengetahuan bukanlah hal yang mudah - namun tim seperti Polyhedra Network dan Succinct telah berkomitmen untuk mencapai hal ini.

Apa yang lebih baik daripada membuktikan 512 tanda tangan? 450.000 tanda tangan!

Jaringan Polyhedra baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka berhasil memverifikasi 21,000 tanda tangan validator yang menandatangani blok pada slot tertentu di ZK dan berupaya memverifikasi seluruh 450,000 tanda tangan. Rincian lebih lanjut tentang pendekatan dan sistem pembuktian mereka dapat ditemukan di makalah zkBridge mereka.

Setelah kami dapat memverifikasi konsensus penuh Ethereum dalam zero-knowledge, memverifikasi konsensus rantai lain dengan set validator yang lebih kecil dalam zero-knowledge akan relatif mudah.

Risiko menggunakan bukti pengetahuan nol

Meskipun teknologi tanpa pengetahuan dan Bukti Konsensus memecahkan kesalahan manusia, diskusi ini tidak akan lengkap tanpa mengakui beberapa risiko yang timbul ketika menggunakannya sebagai jembatan.

Teknologi tanpa pengetahuan berubah dengan cepat, seiring dengan terus bermunculannya algoritma dan sistem baru. Beberapa dari implementasi ini tidak diaudit dan mungkin mengandung kerentanan, sehingga rentan terhadap potensi eksploitasi ketika ada insentif yang signifikan. Lebih jauh lagi, bahkan setelah audit, sistem kriptografi yang kompleks tersebut mungkin mengandung vektor serangan yang belum ditemukan yang akan diidentifikasi dan diperbaiki seiring berjalannya waktu, untuk mencapai kondisi yang matang dan tangguh dalam pertempuran.

Selain itu, masih harus dilihat pada volume transaksi berapa biaya pembuatan dan verifikasi bukti tanpa pengetahuan diamortisasi secara memadai agar dianggap hemat biaya.

Pembangunan tim

Sebagai penutup, kami akan menyoroti beberapa pemain yang membangun solusi di bidang ini. Meskipun mereka memiliki pendekatan dan pendekatan pasar yang sedikit berbeda, mereka mendorong batas kemampuan bridging berbasis zk dan menyerukan munculnya interoperabilitas yang diminimalkan kepercayaan.

Diantaranya kami memiliki:

1. Jaringan Polyhedra yang telah merancang dan mengimplementasikan protokol zkBridge , dan dapat digunakan untuk membuktikan status rantai lain. zkBridge saat ini mendukung bridging di lebih dari 20 L1 dan L2, termasuk Ethereum, Polygon, Binance Smart Chain, Optimism, Arbitrum. Jaringan Polyhedra telah mengintegrasikan bukti berbasis komite sinkronisasi dan bukti berbasis konsensus penuh dengan LayerZero untuk memfasilitasi penghubungan berbasis zk.
2. Lab Ringkas yang telah mengembangkan klien ringan berbasis zk untuk membuktikan keadaan Ethereum dan memfasilitasi menjembatani antara Gnosis Chain & Ethereum sebagai rantai sumber dan Gnosis, Arbitrum, Avax, Binance Smart Chain, Optimism, dan Polygon sebagai rantai tujuan
3. Electron Labs yang fokus membangun pendekatan yang menjembatani antara Ethereum dan ekosistem Cosmos
4. Polymer Labs bertujuan untuk memperluas konektivitas IBC di seluruh rantai yang berbeda melalui Polymer Hub, yang menerapkan transportasi IBC atau semantik TAO di seluruh rantai yang terhubung. Polymer Hub juga memungkinkan model interoperabilitas mesh yang memiliki sifat penskalaan yang lebih baik dibandingkan dengan model p2p atau hub and spoke.
5. Lagrange Labs yang akan menggunakan komite negara mereka sendiri (yang diamankan dengan staking ulang Eigenlayer) untuk membuktikan keadaan blockchain. Mereka menargetkan L2 yang optimis (Arbitrum, Optimisme, Base) dan L1 utama sebagai pasar masuk mereka

Tim mengerjakan Bukti Konsensus

Kesimpulan

Interoperabilitas adalah bagian inti dari infrastruktur blockchain. Babak pertama dari bridging melihat mekanisme kepercayaan yang didukung oleh multisig dan dikompromikan oleh ketergantungan pada manusia. Kami sekarang mulai beralih ke ranah jembatan yang diamankan dengan kriptografi dan matematika yang dimungkinkan dengan penerapan bukti tanpa pengetahuan dalam konteks menjembatani.

Pada bagian ini kita membahas bagaimana Bukti Konsensus membantu memecahkan masalah jembatan dengan memeriksa konsensus sumber blockchain terbaru yang telah diselesaikan.

Namun, teknologi ini dapat diperluas lebih jauh untuk memeriksa konsensus historis sehingga memungkinkan kasus penggunaan lintas rantai yang lebih fleksibel, lebih dari sekadar menjembatani saat ini. Dan itulah yang akan kita jelajahi di Bagian III dari seri Interoperabilitas: Bukti Penyimpanan & kasus penggunaan yang dibukanya.

Penafian:

1. Artikel ini dicetak ulang dari [Superscrypt]. Semua hak cipta milik penulis asli [Jacob Ko]. Jika ada keberatan terhadap cetak ulang ini, silakan menghubungi tim Gate Learn, dan mereka akan segera menanganinya.
2. Penafian Tanggung Jawab: Pandangan dan pendapat yang diungkapkan dalam artikel ini adalah sepenuhnya milik penulis dan bukan merupakan nasihat investasi apa pun.
3. Terjemahan artikel ke bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, dilarang menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel terjemahan.