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cosmos简介、整体结构及项目分布

文章来源:360区块链实验室

cosmos,区块链网络,

2018/12/07 18:54

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一、cosmos简介

Cosmos 是一个由区块链组成的网络 (Internet of Blockchains),它的创建是为了解决一些区块链社区长久以来存在的问题。

Cosmos 网络由不同的独立、平行区块链组成,其中的每条区块链都通过例如 Tendermint 这样的经典拜占庭容错共识运行。Cosmos 上的区块链称为“分区(zone)”。其中的一些分区又称为"枢纽 (Hub)",

而不同的分区可以通过共享的枢纽来互相通信与互操作。Cosmos 网络上的第一个分区就是 Cosmos 枢纽(the Cosmos Hub)。因为所有跨分区的代币转移都需要通过Cosmos 枢纽进行,所以代币可以安全、迅速地在分区之间转移。分区之间无需具有直接的汇兑流动性,而只需通过 Cosmos 枢纽来追踪记录每个分区持有的代币总量,并确保所有分区的代币总量不变。在此,Cosmos 枢纽起到了一种类似中央银行结算功能的作用。

cosmos这个项目是为了实现跨链而生的,在众多的跨链项目中,cosmos有它自己独特的特点,它把共识和P2P协议抽象出来,形成了一个单独的Tendermint的层或者叫模块。它采用Tendermint-BFT DPoS的共识引擎来解决跨链的共识问题。 众多的区块链项目,可以通过跨区块链沟通协议(IBC)来实现不同空间(cosmos用空间这个概念来表述不同的区块链)的信息传递。 

N多的应用可以通过ABCI这个回调接口协议来实现与Tendermint的交互。在他们的官网上实现了一个Ethermint,其实就是以太坊去除了PoW的共识再加上Tendermint实现的一个基于PoS的高效的新以太坊链。 

值得一提的是Cosmos-SDK,它是Cosmos团队的核心产品,其仍然是采用了ABCI应用的架构(基于Go语言来实现)。如果使用这个SDK来开发一条自己的链,就不必过于纠结于链的底层的帐户体系,共识等技术细节,只需要关心自己的区块链的应用部分,而且在这个SDK中,还开放了一些开发的API,可以通过这些API来实现一些具体的基础实现,打造个性的区块链。 

这也意味着,Cosmos-sdk是一个区块链开发的框架体系,通过Cosmos Hub接插任意的区块链,从理论上讲,万链并发不是幻想。cosmos的最终想法是通过cosmos SDK来实现一套完整的生态,但是正如波卡链和plasma一样,cosmos的进度确实是让人感到有些慢。很多的技术和概念可能会在未来不断变化。所以最终结果如何,还得走着瞧。 

二、cosmos的整体结构

1、网络和共识(Tendermint)

就如上图直观的表示一样,cosmos通过Tendermint实现了一个通用层,利用这个通用层,可以实现不同的应用的接插隔离。 
2、cosmos中心(Hub)

所谓中心,就是cosmos Hub,Cosmos网络中第一个公共区块链,通过Tendermint拜占庭共识算法运行。Cosmos中心通过ABCI来连接其他区块链(空间)。中心可以控制各个空间里代币。保证代币可以安全快速地从一个空间传递到另一个空间,即进行资产的跨链交易。 

Cosmos中心负责管理各个独立区块链(即“空间”,或者“碎片”)。中心上的空间会源源不断地提交最新区块,这一点可以让中心跟上每个空间状态的变化。 
Cosmos中心的验证人与委托人可以对提案进行投票,从而自动改变预先设置好的系统参数(比如区块容量限制),协调更新,并对人们看得懂的章程进行修订投票,从而管理Cosmos中心。这个章程允许权益相关者聚集到一起,来解决盗窃及漏洞等相关问题(比如The DAO事件),并快速得出明确的解决方案。 
3、空间(Zones)

空间,也就是各个独立的区块链,连接到cosmos中心后,它们就成为了cosmos的一个空间。每个空间也会和中心的状态保持一致。信息可以从一个空间发送到另外一个空间,通过默克尔证明(Merkle-proof)来表明信息已经被传送或接收。这种机制叫做“区块链间通信”,简称为“IBC”机制。 
4、跨链通信协议(IBC)

IBC是中心与空间之前通信的方法。假设现在有三个区块链,分别是“空间1”、“空间2”以及“中心”,如果想要“空间1”生成一个消息包,通过“中心”发送给“空间2”。为了让消息包从一个区块链转移到另一个区块链,需要在接收方区块链上发布一个证明,来明确发送方已经发起了一个消息包到指定地点。接收方要验证的这个证明,必须和发送方区块头保持一致。这种机制就类似与侧链采用的机制,它需要两个相互作用的链,通过双向传送存在证明数据元(交易),来“知晓”另一方的情况。 

IBC协议可以自然定义为两种交易的使用:一种是IBCBlockCommitTx 交易,这种交易可以让区块链向任何观察员证明其最新区块哈希值;另一种是IBCPacketTx 交易,这种交易则可以证明某个消息包确实由发送者的应用程序,通过默克尔证明机制(Merkle-proof)传送到了最新区块的哈希值上。 

通过将IBC机制分裂成两个单独的交易,即IBCBlockCommitTx交易与IBCPacketTx交易,可以让接收链的本地费用市场机制,来决定承认哪个消息包,与此同时还能确保发送方的完全自由,让其自行决定能够传出的消息包数量。 

三、项目分布

cosmos可以分成cosmos(cosmos-SDK)和Tendermint两部分,它们在github上也是分成两个项目的。 

1、cosmos-SDK部分

看一下文件: 

baseapp: 基本ABCI应用程序定义模板,以便Cosmos-SDK应用程序可以与底层的Tendermint节点通信。 
client:客户端 CLI和REST服务器工具,用于与SDK应用程序交互 
examples: 如何构建独立的应用程序的示例。 
server: 运行Tendermint上SDK应用程序的完整节点服务器。 
store: SDK的数据库-MyKLE多存储支持多种类型的Melkey密钥值存储。 
types: SDK应用程序中常见的类型。 
x: 对核心的扩展,其中定义了所有消息和处理程序。有点神秘的味道。 

2、Tendermint部分

代码目录: 

blockchain:Tendermint链结构的规则验证和相关数据结构。 
state:状态管理跟踪,包括签名摘要以及最生要的默克尔证明等。 
consensus:共识部分,主要是基于拜占庭BFT的DPOS算法。 
mempool: 验证完成的交易的存储池。 
networks:本地和远端网络服务。 
node:区块节点及相关数据结构。类似于以太坊,抽象了一层。 
lite:轻节点,用来验证头。 
p2p:网络层,用于链的发现和治理。 
proxy:代理层,用于交易等代理连接验证共识等。 
evidence:存储存证相关。 
rpc:远程通信接口。 
types:基本的数据类型定义。 

四、总结

Tendermint和波卡链的substrate类似,都是抽象出来用来处理跨链的一个模块。只不过一个倾向于中心接入,一个倾向于中继处理,异曲同工,达到的目的没有什么区别。 

更多区块链信息:www.qukuaiwang.com.cn/news

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