Що таке інтероперабельність блокчейнів? Як працюють кросчейн-мости та обмін повідомленнями

Біткоїн, Ефіріум, Солана та інші блокчейн-мережі працюють за власними правилами, використовують свої дані й інфраструктуру. За замовчуванням один блокчейн не знає, що відбувається в іншому, тому інтероперабельність блокчейнів стала важливою темою для користувачів і розробників.

Інтероперабельність блокчейнів — це сукупність технологій, які дають змогу різним мережам, застосункам і системам обмінюватися інформацією або активами. Для користувачів це може означати переміщення активів між підтримуваними мережами або використання застосунків, що працюють у кількох блокчейнах. Для розробників інтероперабельність дає змогу створювати продукти, не обмежені однією екосистемою. У цьому посібнику пояснюється, як кросчейн-мережі з’єднують блокчейни, чим відрізняються мости від протоколів обміну повідомленнями, які відомі системи існують і про які ризики варто знати користувачам перед їх використанням.

Що таке інтероперабельність блокчейнів?

Інтероперабельність блокчейнів — це здатність окремих блокчейн-мереж або систем на основі блокчейну взаємодіяти й обмінюватися даними. Без неї блокчейни здебільшого працюють як ізольовані середовища. Актив, випущений в одній мережі, не може просто з’явитися в іншій, а смартконтракт в одному блокчейні не може автоматично зчитувати дані з іншого або виконувати дії на їх основі.

Технології інтероперабельності створюють способи для таких систем обмінюватися інформацією, передавати представлення активів або запускати дії в підтримуваних мережах. Мета полягає не в тому, щоб об’єднати багато блокчейнів в один. Натомість незалежні мережі залишаються окремими, а механізми дають їм змогу працювати разом.

Чому інтероперабельність блокчейнів важлива

Екосистема блокчейнів охоплює багато мереж, створених для різних цілей. Одні зосереджені на смартконтрактах, інші — на платежах, масштабованості, конфіденційності або окремих типах децентралізованих застосунків. Через це виникає фрагментація: користувачі зберігають активи в кількох мережах, а розробникам потрібно охоплювати користувачів і ліквідність, розподілені між різними екосистемами.

Інтероперабельність усуває частину цих перешкод. Користувачі можуть переміщувати активи між підтримуваними блокчейнами, а застосунки — використовувати інформацію або функції більш ніж одного блокчейну. Вона також робить застосунки гнучкішими, адже сервіси більше не мусять залишатися в межах однієї екосистеми.

Як кросчейн-мережі з’єднують блокчейни

Єдиного способу забезпечити інтероперабельність блокчейнів не існує. Різні системи використовують різні механізми залежно від того, що саме потрібно перемістити між мережами. Три поширені підходи — це мости, протоколи обміну повідомленнями та екосистеми, спроєктовані з урахуванням інтероперабельності від самого початку.

Мости зосереджені на переказі вартості або представлень активів. Протоколи обміну повідомленнями призначені для надсилання інформації чи інструкцій між застосунками. Деякі екосистеми, як-от Космос і Полкадот, закладають інтероперабельність у свою архітектуру, щоб підключені блокчейни могли взаємодіяти за спільними стандартами. У всіх випадках основна проблема однакова: одному блокчейну потрібен надійний спосіб розпізнати інформацію, що походить з іншого блокчейну, і відреагувати на неї.

Кросчейн-мости: блокування й карбування, спалювання й карбування та пули ліквідності

Кросчейн-міст — це система, яка з’єднує дві або більше блокчейн-мереж, щоб між ними можна було переміщувати вартість. Мости відрізняються принципом роботи. У моделі блокування й карбування початковий актив блокується в мережі-відправнику, а в мережі-одержувачі створюється його обгорнута версія. Коли користувач переказує актив назад, обгорнутий актив знищується, а початковий розблоковується.

У моделі спалювання й карбування токен знищується в одній мережі, а в іншій створюється еквівалентна кількість. Поширеним прикладом є протокол кросчейн-переказу USDC від Circle. Мости на основі пулів ліквідності працюють інакше: капітал заздалегідь розміщують у кожній мережі, тому користувачі швидко отримують токени з пулу, а не чекають на процес блокування й карбування. Кожна модель має свої компроміси щодо швидкості, вартості та ризику.

Моделі довіри не менш важливі, ніж механізми роботи. Деякі мости покладаються на невелику групу валідаторів або гаманець із кількома підписами, тоді як інші використовують перевірку за допомогою легкого клієнта або криптографічних доказів. Аналітики зазвичай називають мости з кількома підписами найслабшою моделлю, а перевірку за допомогою легкого клієнта чи доказів — надійнішою, але дорожчою в обслуговуванні.

Кросчейн-обмін повідомленнями та протоколи інтероперабельності

Кросчейн-обмін повідомленнями відповідає на ширше запитання, ніж просто переміщення токенів. Замість того щоб з’ясовувати, як токен може потрапити в інший блокчейн, він розглядає, як застосунок в одному блокчейні може взаємодіяти із застосунком в іншому. Повідомлення може містити інформацію, необхідну для запуску дії смартконтракту в іншому блокчейні, що дає змогу застосункам розподіляти свою логіку й активи між кількома мережами.

Кілька відомих систем використовують для цього різні підходи. Cosmos IBC застосовує перевірку за допомогою легкого клієнта між блокчейнами. Polkadot використовує релейний ланцюг, який забезпечує спільну безпеку підключених до нього парачейнів, а XCM слугує форматом обміну повідомленнями. LayerZero покладається на оракули й ретранслятори, Wormhole — на комітет валідаторів, Axelar — на власну мережу валідаторів, а Chainlink CCIP — на перевірку на основі оракулів. Ці описи спрощені, а припущення щодо безпеки кожного протоколу відрізняються, тому користувачам і розробникам варто ознайомитися з актуальною документацією, перш ніж покладатися на будь-який із них.

Основні способи використання інтероперабельності блокчейнів

Перекази активів — один із найпоширеніших способів використання. Користувачам може знадобитися перемістити криптоактиви між екосистемами, щоб отримати доступ до різних застосунків або сервісів. Децентралізовані фінанси також використовують інтероперабельність для з’єднання активів і застосунків у різних мережах, даючи змогу підтримуваним DeFi-застосункам працювати не лише в одному блокчейні.

NFT, блокчейн-ігри, гаманці та інші застосунки Web3 також можуть отримати користь від взаємодії між кількома блокчейнами. Застосунок може розпізнавати активи або інформацію з іншого підтримуваного блокчейну, замість того щоб вимагати розміщення всього в одній мережі. Для розробників інтероперабельність відкриває доступ до користувачів, активів і функцій, розподілених між кількома екосистемами.

Проблеми та ризики безпеки інтероперабельності блокчейнів

З’єднання незалежних блокчейнів створює технічні проблеми та ризики для безпеки. У мережах використовуються різні системи консенсусу, формати транзакцій, середовища смартконтрактів і моделі безпеки, тому система інтероперабельності має поєднати ці відмінності, не припускаючи, що всі блокчейни працюють однаково. Вона також може додавати смартконтракти, валідаторів або ретранслятори, а вразливість будь-якого з цих компонентів створює ризик, навіть якщо базові блокчейни працюють належним чином.

Історія зламів мостів показує, наскільки серйозними можуть бути наслідки. У 02.2022 міст Wormhole втратив понад 300 млн $ через помилку під час перевірки підпису в контракті Solana. У 03.2022 міст Ronin втратив близько 600 млн $ після того, як зловмисники отримали контроль над достатньою кількістю ключів валідаторів. У 06.2022 міст Horizon від Harmony втратив близько 100 млн $, а в 08.2022 помилка ініціалізації дала зловмисникам змогу вивести з Nomad близько 190 млн $. Суми в різних джерелах дещо відрізняються, а загальні втрати через злами мостів оцінюються в мільярдах доларів.

Як безпечно користуватися кросчейн-мостом

Користувачі можуть зменшити ризик, перевіривши кілька основних речей перед переказом коштів. Переходити до мосту слід через його офіційний вебсайт або офіційні посилання в гаманці, адже підроблені сайти мостів — поширений спосіб шахрайства. Також потрібно переконатися, що підтримуються і вихідна мережа, і мережа призначення, а адреса одержувача та токен указано правильно, оскільки помилку під час переказу між блокчейнами буває складно або неможливо виправити.

Розумно спочатку здійснити невеликий тестовий переказ, а більшу суму переказувати лише після його отримання. Користувачі також можуть перевірити, як міст підтверджує перекази, чи проходив він аудит і чи були в нього інциденти в минулому. Дозволи на використання токенів потрібно обмежувати й регулярно переглядати, а перекази за завантажених мереж можуть тривати довше або коштувати дорожче, ніж очікувалося. Жодна перевірка не усуває ризик повністю, тож не варто переказувати через міст більше, ніж ви можете дозволити собі втратити.

Висновок

Інтероперабельність блокчейнів дає змогу окремим мережам і застосункам взаємодіяти, обмінюватися інформацією та підтримувати переміщення активів між блокчейнами. Одним із поширених прикладів є мости, тоді як протоколи обміну повідомленнями забезпечують ширшу взаємодію між застосунками. Разом вони зменшують фрагментацію блокчейн-екосистем.

Компромісом є ризик. Спосіб перевірки міжблокчейнової інформації системою інтероперабельності не менш важливий, ніж мережі, які вона з’єднує, а минулі злами мостів показують, що ненадійна перевірка може дорого коштувати. Розуміння моделі довіри, на якій ґрунтується міст або протокол, — практичний перший крок перед його використанням.

Поширені запитання

1. Що таке інтероперабельність блокчейнів?
Інтероперабельність блокчейнів — це здатність окремих блокчейн-мереж або систем взаємодіяти й обмінюватися даними. Вона підтримує такі функції, як перекази активів між блокчейнами та обмін даними.

2. Чи є блокчейн-міст тим самим, що й інтероперабельність блокчейнів?
Ні. Міст — це один зі способів забезпечити інтероперабельність. Інтероперабельність — ширше поняття, яке також охоплює кросчейн-обмін повідомленнями та інші способи взаємодії між блокчейнами.

3. Навіщо блокчейнам потрібна інтероперабельність?
Різні блокчейни працюють як окремі мережі, що призводить до фрагментації активів, застосунків і користувачів. Інтероперабельність дає змогу підтримуваним мережам і застосункам взаємодіяти через ці межі.

4. Як працюють кросчейн-мости?
Мости з’єднують блокчейни за допомогою таких моделей, як блокування й карбування, спалювання й карбування або пули ліквідності. У кожній моделі вартість переміщується по-різному, а компроміси щодо швидкості, вартості й безпеки відрізняються.

5. Чи безпечні кросчейн-мости?
Мости можуть створювати додаткові ризики, оскільки в їхній роботі задіяні смартконтракти, валідатори або ретранслятори, а у 2022 році сталося кілька масштабних зламів мостів. Безпека залежить від конкретної моделі, способу перевірки та історії аудитів, тому перед використанням мосту варто його дослідити.