Cosmos是一個并行網(wǎng)絡(luò)，各鏈由諸如Tendermint共識提供支持。在cosmos生態(tài)系統(tǒng)中各空間可以相互通信、交易、互操作。Cosmos的愿景是打破區(qū)塊鏈之間的障礙，創(chuàng)建一個區(qū)塊鏈互聯(lián)網(wǎng)，成為各種實(shí)際使用場景的優(yōu)先選擇平臺。
這一實(shí)現(xiàn)伴隨著一系列系統(tǒng)工具的開發(fā)，包括Tendermint，Cosmos SDK、IBC，Hub和Zone之間的通信，通過IBC協(xié)議實(shí)現(xiàn)。以太坊所采用的Go-Ethereum是單片技術(shù)堆棧范疇，對其特性的一些升級、以及定制性的提升，是2014成立的Tendermint最早的切入點(diǎn)。Tendermint BFT是一種解決方案，它將區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)層和共識層打包，開發(fā)人員只需專注于應(yīng)用層而無需在意底層協(xié)議，這一對開發(fā)者友好的設(shè)計(jì)在公鏈泛濫的當(dāng)今看起來并無新意，但如果考慮這一設(shè)想最早出現(xiàn)在2014年底，就能自然而然明白cosmos的前瞻性了。
此外，Tendermint 共識算法的主要好處就是它具有安全簡易的輕客戸端，這一點(diǎn)使其成為手機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)用例的理想工具。Tendermint 輕客戸端只需和驗(yàn)證組的變化保持一致，然后驗(yàn)證最新區(qū)塊中預(yù)先提交的+?，來確定最新情況。 總而言之，跨鏈不是comos的全部，Tendermint技術(shù)在開發(fā)時(shí)間的節(jié)省上也下了很大的功夫，Tendermint BFT的屬性適用公鏈、私鏈，Tendermint BFT僅處理區(qū)塊鏈的網(wǎng)絡(luò)和共識，節(jié)點(diǎn)傳播事務(wù)和驗(yàn)證器就一組事務(wù)達(dá)成一致，以附加到區(qū)塊鏈，每秒可處理數(shù)千事務(wù)。?
COSMOS建立在Tendermint的BPOS+PBFT的共識機(jī)制上。該機(jī)制涉及驗(yàn)證人與提議人。PBFT則用來確認(rèn)區(qū)塊的有效性，抵押代幣的數(shù)量決定驗(yàn)證人投票的權(quán)重過程中的權(quán)力，BPOS用來分配驗(yàn)證人的權(quán)力。每輪的提議人會從驗(yàn)證人順序列表中按照其選票比例來選擇確定。Tendermint采用由絕對多數(shù)的選票三分之二選定的最優(yōu)拜占庭容錯算法。
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一、Cosmos SDK
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖1 Cosmos SDK功能
SDK在Tendermint BFT的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮短第三方開發(fā)者的研發(fā)周期，首先，它允許開發(fā)人員在Golang上移植任何現(xiàn)有的區(qū)塊鏈代碼庫，Ethermint面向以太坊網(wǎng)絡(luò)。所有現(xiàn)有的工具（Truffle，Metamask等）都與Ethermint兼容，無需額外工作即可移植智能合約。cosmos SDK基于兩個主要原則，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步規(guī)范了框架：
??模塊化： Tendermint團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了Cosmos Hub所需的基礎(chǔ)模塊。任何開發(fā)人員在構(gòu)建自己的應(yīng)用程序時(shí)都可以使用這些模塊。并可以為Cosmos SDK創(chuàng)建一個模塊。
??安全邊界：限制模塊之間的安全邊界，使開發(fā)人員能夠更好地處理模塊的可組合性，同時(shí)，限制惡意或意外交互的范圍。
Cosmos SDK的詳情可以在官網(wǎng)進(jìn)行查閱，提供了用于構(gòu)建命令行界面（CLI），REST服務(wù)器和各種其他常用的實(shí)用程序庫。
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二、IBC
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在cosmos網(wǎng)絡(luò)中，區(qū)塊鏈之間的連接通過區(qū)塊間通信協(xié)議（IBC）協(xié)議實(shí)現(xiàn)。IBC利用Tendermint共識，允許異構(gòu)鏈將值（即token）或數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)移。異構(gòu)鏈的特點(diǎn)是具有不同的層，各區(qū)塊鏈由一組驗(yàn)證器維護(hù)，這些驗(yàn)證器稱為礦工。在各自的網(wǎng)絡(luò)中，共識、應(yīng)用層皆有不同，為了與IBC兼容，需要遵循一些共識層的要求。IBC允許異構(gòu)區(qū)塊鏈相互傳遞令牌和數(shù)據(jù)，這意味著具有不同應(yīng)用程序和驗(yàn)證器集的區(qū)塊鏈?zhǔn)强苫ゲ僮鞯摹?/p>
鏈A上的一個帳戶想要發(fā)送10個令牌到鏈B時(shí)，系統(tǒng)將連續(xù)地進(jìn)行跟蹤，將允許每個鏈跟蹤另一個鏈的驗(yàn)證器集。且每一條鏈都運(yùn)行另一條鏈的輕客戶端。啟動IBC傳輸時(shí)，IBC協(xié)議中的兩個關(guān)鍵信息分別是IBCBlockCommitTx和IBCPacketTx，前者記錄發(fā)送方所在的最新區(qū)塊信息；后者是跨鏈交易本身的信息，執(zhí)行時(shí)通過提及跨鏈指令存入outgoing隊(duì)列；從outgoing隊(duì)列取出交易信息，提交到Hub，由Hub執(zhí)行后續(xù)步驟，以實(shí)現(xiàn)跨鏈交易。在此過程中，ATOM被鎖定（綁定）在鏈A上，然后將10個ATOM的證據(jù)從鏈A轉(zhuǎn)發(fā)到鏈B，并在鏈B上針對鏈A的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，如果有效，則在鏈B上創(chuàng)建10個ATOM憑證。在鏈B上創(chuàng)建的ATOM不是真正的ATOM，類似的機(jī)制用于在ATOM返回其原始鏈時(shí)解鎖ATOM。
在IBC的設(shè)計(jì)原理上，通過直接連接可以將網(wǎng)絡(luò)中的每個區(qū)塊鏈彼此串聯(lián)起來。但這種情況需要面臨二次增長的不可控性，為了解決這個問題，Cosmos提出了一種模塊化架構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)中具有兩類區(qū)塊鏈：樞紐Hub和區(qū)域Zone。前者專門設(shè)計(jì)用于將區(qū)域連接在一起。當(dāng)區(qū)域與樞紐建立IBC連接時(shí)，它可以自動訪問（即發(fā)送和接收）與其連接的每個其他區(qū)域。因此，每個區(qū)域只需要與一組受限的樞紐建立有限數(shù)量的連接。還可以防止區(qū)域內(nèi)的雙重支出?？臻g內(nèi)部所有代幣的轉(zhuǎn)移將通過Cosmos Hub，Hub將完成各空間代幣持有總量的記錄，以及各空間的隔離，并囊括用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）、傳輸控制協(xié)議（TCP）。Hub與各空間的狀態(tài)變化會保持信息通信的一致，通過發(fā)布梅克爾證明（Merkle-proof）來說明信息已經(jīng)被傳送或接收。
Cosmos將在發(fā)布時(shí)提供良好的垂直可擴(kuò)展性，在完成IBC模塊后，將實(shí)施水平可擴(kuò)展性解決方案。在Cosmos Network中推出的第一個Hub是Cosmos Hub。其令牌稱為ATOM。Cosmos 中的驗(yàn)證人類似于提供機(jī)器的礦工，非驗(yàn)證人將ATOM權(quán)益代幣委托用于投票。以此實(shí)現(xiàn)一定的ATOM獎勵分配，當(dāng)驗(yàn)證人被攻擊或作惡時(shí)，系統(tǒng)采用一定的機(jī)制進(jìn)行懲罰和削弱。
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三、Cosmos可解決的區(qū)塊鏈問題
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1、可擴(kuò)展性
工作量證明協(xié)議緩慢，昂貴，不可擴(kuò)展且對環(huán)境有害。
Tendermint BFT解決了這個問題。
Tendermint BFT是拜占庭式容錯共識引擎，可為Cosmos權(quán)益證明提供支持。
2、易用性
區(qū)塊鏈應(yīng)用程序很復(fù)雜，開發(fā)人員很難理解。
Cosmos SDK修復(fù)了此問題。
Cosmos SDK是用于構(gòu)建可互操作的，特定于應(yīng)用程序的區(qū)塊鏈的模塊化框架。
3、互通性
區(qū)塊鏈經(jīng)濟(jì)孤立無援，彼此之間無法轉(zhuǎn)移資產(chǎn)。
IBC協(xié)議解決了這個問題。
區(qū)塊鏈間通信（IBC）是一種類似于TCP / IP的區(qū)塊鏈消息傳遞協(xié)議。
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四、主要特點(diǎn)和里程碑
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Tendermint Core:?“Tendermint Core”是一款即用型區(qū)塊鏈引擎，配備 Cosmos 實(shí)用拜占庭容錯共識協(xié)議。內(nèi)核可用于搭建公共或私有區(qū)塊鏈。共識機(jī)制提供即時(shí)結(jié)算和安保；優(yōu)先保障安全，其次才是網(wǎng)絡(luò)活躍度。
Cosmos SDK:?作為便利工具包，Cosmos SDK 有助開發(fā)者搭建應(yīng)用專屬的區(qū)塊鏈。
跨鏈通信:?為了向開發(fā)者提供更多搭建區(qū)塊鏈的工具，Cosmos 項(xiàng)目的下一個目標(biāo)是提高不同區(qū)塊鏈之間的互操作能力，實(shí)現(xiàn)跨鏈和跨層交易。借助分區(qū)組合，用戶得以在 IBC 兼容鏈組成的代幣生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)自由交易。
相關(guān)鏈接：
https://cosmos.network/intro
https://www.dprating.com/rating/report/114
https://cosmos.network/resources/whitepaper
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