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Cosmos 生态系统初学者教程

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介绍

随着众多加密货币和去中心化金融在不同平台上的出现,互操作性已成为区块链行业的主要叙述。简而言之,让这些区块链相互通信变得很重要。Cosmos 网络和 ATOM 代币使这成为可能。正如其团队所定义的那样,Cosmos 生态系统是“区块链互联网”。

换句话说,这个生态系统为开发人员提供了构建和部署自定义可互操作区块链的能力。它于 2014 年作为 Tendermint 公司的产品推出。构建 Cosmos 背后的想法与当时许多其他新项目相似,都是解决比特币的工作量证明算法、脚本语言有限和缺乏灵活性的一些问题。

通过 2017 年的 ICO,该项目筹集了 1700 万美元,2019 年 Cosmos 主网上线。

本文探讨了组成 Cosmos 网络的各种元素,以及 Cosmos 如何让创建 Dapps 变得简单。我们还将深入探讨来自 Cosmos 区块链的一些成功项目。

什么是 Cosmos 网络?

Cosmos 网络包含一个分散的生态系统,由独立但可互操作的区块链组成。但是,它不仅限于带有 Cosmos 的区块链。Cosmos 区块链的主要目标是通过扩展其功能并提高其效率来连接其他区块链。

迄今为止,Cosmos 主网上已经构建了 240 多个应用程序。应用程序的主要类别包括金融、基础设施、隐私和社交互动。

在结构上,该网络由运行在 Tendermint Core 上的互连区块链组成——称为“区域”。为了保护这些区域,使用了高性能、一致、类似 PBFT 的共识引擎,其中严格的分叉责任保证可以控制恶意行为者的行为。Cosmos 网络在创建时考虑到了稳定性,它允许开发人员以简单且易于遵循的格式创建自己的可互操作区块链。

Cosmos 区块链的层级

从架构的角度来看,每个 Cosmos 区块链都分为三个概念层:

  • 应用层:负责更新交易状态。
  • 网络层:负责交易和共识相关消息的移动。
  • 共识层:节点就系统当前状态达成一致的媒介。

底层:Cosmos 区块链和 Tendermint BFT 共识

Cosmos 网络的第一层或最底层是共识引擎。它为权益证明算法提供支持,被称为 Tendermint BFT(拜占庭容错)。该层负责网络中的所有交易和与共识相关的消息。

在 Tendermint 中,节点首先要经过多轮投票过程,然后才能就区块的内容达成共识。如果这些节点中的三分之二决定了一个块,那么状态转换逻辑就会运行,这会立即确定。 

Tendermint BFT 每秒能够处理数千笔交易(取决于验证者的数量)。然而,仅仅使用 Tendermint 共识并不意味着开发者可以将其他链连接到 cosmos 生态系统。他们需要分叉他们的代码来实现区块链间通信(IBC)协议以实现互操作性。 

Tendermint BFT 是一种“通用共识机制”,这意味着在 Cosmos 区块链生态系统中构建的任何开发人员都可以使用它。这消除了开发人员添加协议层来运行他们的应用程序的需要,并让他们有更多时间专注于构建应用程序本身。

跨链通信(IBC)

IBC是 Cosmos 生态的主要突破性创新,由 Stargate 升级带来。它是实现整个 Cosmos 生态系统背后愿景的一种工具——将区块链相互连接起来。 

IBC 是一种可靠且安全的协议,可处理跨不同主权区块链的数据的可靠传输、身份验证和排序。任何基于可靠和安全的模块间通信的应用程序都可以使用它。例如,跨链转移、原子交换、多链智能合约、数据和代码共享。

就像 TCP/IP 允许标准互联网通信的简单性和灵活性一样,IBC 的独特之处在于将应用层与传输层分开。IBC 协议定义了如何跨区块链发送和确认数据,但是,它没有定义数据是什么或它的结构。

IBC 与任何其他互操作性解决方案都不同,因为它不需要应用层中的任何其他标准化。添加新层最终将增加一层政治,这将减少可互操作网络中区块链架构的多样性。

任何支持 IBC 的分布式账本都可以独立发起与另一个 IBC 支持账本的连接。一旦连接完成,两个账本之间就会创建一个通信通道,包含任意数据的 IBC 数据包可以通过该通道来回传输。

第二层:Cosmos SDK(软件开发工具包) 

第二个也是最活跃的层是应用层。Cosmos 为开发人员提供了自己的 SDK,用于在 Cosmos 生态系统中轻松开发新的区块链。

Cosmos SDK 使开发人员能够通过 3 个简单的步骤部署可互操作的区块链: 

  • 使用预建模板和/或自定义模块编写自定义区块链。
  • 在测试网上启动区块链以收集反馈,增加在启动前增强应用程序的机会。
  • 通过 Cosmos 网络中的 IBC(区块链间通信)协议连接区块链,以增加应用程序的流动性和采用率 

Cosmos SDK 使开发人员可以轻松地将 C++ 和 Java 等流行的编程语言翻译成 Cosmos 友好的语言。这降低了开发人员的障碍,并允许他们使用模块化框架来快速部署新的自定义区块链。

模块化 Cosmos 枢纽 

模块化 Cosmos Hub 是区块链互操作性背后的关键。它有助于连接 PoS 和 PoW 区块链。挂钩区是执行所有交易信息和交换的地方。它们充当两个连接链之间的中间区块链,并有助于监控其他区块链的状态。

使用 IBC 在两个不同的链之间转移资产。它是一种可靠的模块间通信协议,有助于在两条链之间建立最终确定性。 

Cosmos ATOM 代币

Cosmos 生态系统的原生加密代币是 ATOM。值得注意的是,ATOM 并未在整个区块链生态系统中使用。ATOM 代币的用例仅特定于 Cosmos Hub。网络中的其他几个集线器和区域(链)使用它们各自的代币和代币经济学格式。

ATOM 用于支付 Cosmos Hub 中跨链交换的费用。该费用取决于完成交易所需的计算能力。由于用户可以选择使用其他代币支付,因此不一定需要在 ATOM 中支付费用。

ATOM 代币的价格迅速上涨,这意味着它是恶性通货膨胀,并有激励措施来保护 Cosmos Hub。质押者以各种货币收取与质押的 ATOM 代币数量成比例的一小部分费用。

Cosmos 生态系统项目

卡瓦 

Kava 是使用 Cosmos SDK 创建的。它是第一个跨链 Defi 平台,允许为一系列加密货币提供可互操作的借贷和其他金融服务。

Kava 是一种非专有协议,允许开发人员使用其跨链框架和平台内的基础设施在几分钟内无缝创建和部署去中心化金融应用程序。

内射协议 

Injective Protocol 是 2020 年表现最好的协议。它是通过集成以太坊的 VDF(可验证延迟函数)并使用 Cosmos SDK 创建的。这是有史以来第一个从 Binance Labs 出现并通过Binance Launchpad 启动的项目。 

Injective Protocol 是第一个第 2 层交换。它具有强大的代币经济学和坚实的基础,可以在未来做得很好。 

频带协议 

对于许多智能合约和应用程序的运行,需要一个预言机将数据带入和带出区块链。Chainlink目前是在以太坊区块链上创建的性能最好的预言机。

在此之后,Cosmos IBC 协议构建了 Band Protocol——一个可互操作的跨链去中心化预言机。它通过 Binance Launchpad 推出,成为 Chainlink 可口可乐的百事可乐。 

该协议可以在几秒钟内处理数千笔交易,并拥有近乎即时的最终确定性。 

秘密网络

秘密网络是利用可信执行环境 (TEE) 的秘密节点的分散网络。这些可以对加密数据进行安全、私密的计算。TEE 可用于所有类型的日常平台,例如智能手机和视频游戏机。

秘密网络可用于部署秘密应用程序,由保护隐私的智能合约管理,并用 Rust 编程语言编写。

Secret Network 区块链基于 Cosmos SDK。这意味着网络有自己独立的共识,以及slashing和delegation的特性。网络由硬币秘密(SCRT)保护。它必须由网络验证者质押,并可用于交易费用和治理。

绿洲网络

Oasis Network 是一个以隐私为中心的智能合约平台。它用于开放金融并使用 Cosmos SDK 构建。该项目侧重于促进数据隐私和用户机密性的应用程序和用例。为了实现这一点,它将共识层与其合约执行层分开,并提供一个内置接口用于连接两者以进行隐私保护计算。共识层形成一个枢纽,利用权益证明(PoS)机制来保护网络并就交易有效性达成共识。执行层由多个并行运行时(称为 ParaTimes)组成,并提供专门的计算需求,每个都插入共识层。

为什么选择 Cosmos 区块链生态系统?

Cosmos Network 在开发方面有很多独特的卖点—— 

可扩展性

借助 Tendermint 共识机制,Cosmos 区块链生态系统每秒可以处理数千笔交易。这使得 PayPal 的每秒 193 笔交易看起来并不大。

互操作性

Cosmos 区块链生态系统的主要 USP 是它庞大而多样,开发人员可以选择使用他们希望使用的任何区块链进行操作。

开发人员友好

如果它是建立在以太坊上的,那么对某个功能有新想法的开发人员可能需要一段时间来部署它。这是由于在另一个区块链上构建的限制。但 Cosmos 没有任何此类限制,因此它绕过了这个问题,允许开发人员创建具有个人治理结构的区块链。

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