Làm thế nào để giải quyết vấn đề của cây cầu chéo? Giới thiệu 4 dự án cầu ZK mới

Tác giả: zkvalidator; Trình biên dịch: Kate, Marsbit

Công nghệ ZK đã được sử dụng rộng rãi cho mục đích bảo mật và mở rộng quy mô. Tuy nhiên, một làn sóng dự án mới đang tận dụng các tính năng của giải pháp mã hóa này để giải quyết một trong những vấn đề hấp dẫn nhất của ngành công nghiệp chuỗi khối: cầu nối chuỗi chéo.

Một trong những lý do để áp dụng ZK cho bắc cầu là bản chất mã hóa không đáng tin cậy của nó, giúp giải quyết một trong những điểm yếu của các giải pháp bắc cầu tập trung vốn là tâm điểm của các vụ hack lớn vào năm 2022.

**** Vấn đề cầu ****

**Cầu nối chuỗi chéo hiện tại phải đối mặt với hai vấn đề quan trọng: khả năng mở rộng và bảo mật. **Vì các cầu nối cần theo dõi trạng thái của hai chuỗi nên chúng yêu cầu sức mạnh tính toán và dung lượng lưu trữ đáng kể. Để tránh chi phí này, nhiều bridge đã chuyển sang cách tiếp cận dựa trên ủy ban, trong đó một nhóm nhỏ người xác nhận (hoặc thậm chí chỉ những người nắm giữ nhiều chữ ký) ký chuyển trạng thái và do đó trở nên dễ bị tấn công.

Hơn 1,6 tỷ đô la thiệt hại tài sản do lỗ hổng tấn công cầu nối trong năm 2022. Nhưng con số này có thể được giải thích theo hai cách. Một mặt, lưu lượng vận chuyển qua cầu cho thấy nhu cầu thị trường về khả năng tương tác đang tăng lên. Mặt khác, một mảnh ghép quan trọng như vậy đại diện cho một trong những liên kết yếu nhất trong hệ sinh thái chuỗi khối lớn hơn. Ba lĩnh vực chính cần quan tâm về bảo mật là lỗi trong mã, điểm mù trong kiến trúc (chẳng hạn như thiếu an toàn dự phòng) và sự tiếp quản của ủy ban/người xác thực.

! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-4c6e40347b-dd1a6f-7649e1)

Vụ hack lớn vào năm 2022 thúc đẩy sự phát triển của cầu ZK

Điều này đã khiến các nhà phát triển khám phá các giải pháp thay thế—đặc biệt là những giải pháp dựa trên mật mã. Việc sử dụng các thuộc tính vốn có của zk-SNARK sẽ loại bỏ nhu cầu về mô hình ủy ban trong khi vẫn cho phép mạng mở rộng quy mô.

****ZK chơi như thế nào? ****

Để xác minh trạng thái của một chuỗi khối (chuỗi nguồn) trên một chuỗi khối khác (chuỗi mục tiêu) mà không có bảo mật chia sẻ, bạn có thể sử dụng ứng dụng khách nhẹ trên chuỗi cho chuỗi nguồn chạy trên chuỗi mục tiêu. Ứng dụng khách nhẹ hoặc nút nhẹ là một phần mềm kết nối với một nút đầy đủ để tương tác với chuỗi khối.

Điều này cho phép bạn xác minh sự đồng thuận của chuỗi nguồn trong môi trường thực thi của chuỗi mục tiêu mà không yêu cầu các giả định tin cậy bổ sung ngoài những gì cần thiết cho sự đồng thuận của mỗi chuỗi. Sau đó, chuỗi mục tiêu sẽ có một số thông tin về chuỗi nguồn được tích hợp vào sự đồng thuận của chính nó.

! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-542bfc07ee-dd1a6f-7649e1)

Dưới đây là một lời giải thích đơn giản về cách thức hoạt động của cầu ZK

Bằng cách sử dụng các hệ thống bằng chứng không có kiến thức, cụ thể là thuộc tính "cô đọng" của SNARK, giờ đây có thể thực hiện hiệu quả quy trình xác minh này bằng ứng dụng khách ánh sáng trên chuỗi. Cũng có thể xác minh các chuyển đổi trạng thái và sự đồng thuận trên chuỗi để bảo mật tối đa, tương tự như chạy một nút đầy đủ.

Chúng tôi đã xác định ít nhất bốn dự án làm việc trên các giải pháp cầu nối ZK trong các hệ sinh thái và giai đoạn phát triển khác nhau.

Phòng thí nghiệm ngắn gọn

! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-c859310236-dd1a6f-7649e1)

Succinct Labs đã phát triển một hệ thống cho phép kết nối giảm thiểu độ tin cậy giữa Gnosis và Ethereum 2.0, một chuỗi khối đồng thuận bằng chứng cổ phần. Hệ thống sử dụng SNARKS để xác minh hiệu quả tính hợp lệ của bằng chứng đồng thuận trên chuỗi Gnosis.

Mạng Ethereum 2.0 có một ủy ban gồm 512 trình xác nhận, được chọn ngẫu nhiên cứ sau 27 giờ, chịu trách nhiệm ký mọi tiêu đề khối trong thời gian đó. Trạng thái của mạng Ethereum được coi là hợp lệ nếu ít nhất 2/3 số người xác thực đã ký vào tiêu đề khối nhất định. Quá trình xác minh tính hợp lệ của trạng thái mạng liên quan đến việc lưu trữ và kiểm tra các khóa công khai 512 BLS của người xác minh, đồng thời trình bày chữ ký và tiêu đề khối của họ cũng như bằng chứng Merkle của người xác minh.

Quá trình này tốn kém về mặt tính toán, vì vậy các ứng dụng khách nhẹ sử dụng SNARK để tạo bằng chứng có kích thước không đổi có thể được xác minh một cách hiệu quả trên chuỗi Gnosis. Bằng chứng được tạo bằng cách sử dụng tính toán ngoài chuỗi, bao gồm việc xây dựng các mạch để xác minh trình xác thực và chữ ký của họ, sau đó tạo bằng chứng SNARK. Bằng chứng và tiêu đề khối sau đó được gửi tới một hợp đồng thông minh trên Chuỗi Gnosis, nơi thực hiện xác minh. Sử dụng SNARK giúp giảm chi phí lưu trữ và độ phức tạp của mạch, đồng thời hạ thấp các giả định về độ tin cậy. Tuy nhiên, cách tiếp cận này dành riêng cho giao thức đồng thuận Ethereum 2.0 và EVM, vì vậy có thể cần phải dễ dàng hơn để khái quát hóa cho các chuỗi khác.

zkIBC được phát triển bởi Electron Labs

! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-7fb0fa2f77-dd1a6f-7649e1)

Electron Labs đang cố gắng tạo kết nối giữa hệ sinh thái Cosmos SDK (một khuôn khổ để xây dựng các ứng dụng chuỗi khối cụ thể) và Ethereum. Cụ thể, zkIBC đang tìm cách mô phỏng giao thức truyền thông đáng tin cậy được sử dụng bởi chuỗi chủ quyền Cosmos, được gọi là Giao thức truyền thông liên chuỗi khối (IBC) và mở rộng nó sang Ethereum.

Tuy nhiên, việc sử dụng ứng dụng khách nhẹ của Cosmos SDK trên Ethereum đặt ra một số thách thức. Ứng dụng khách nhẹ Tendermint được sử dụng trong SDK Cosmos chạy trên đường cong Ed25519, vốn không được hỗ trợ bởi chuỗi khối Ethereum. Điều này làm cho việc xác minh chữ ký Ed25519 trên đường cong Ethereum BN254 trở nên tốn kém và không hiệu quả. Electron Labs có kế hoạch giải quyết vấn đề này bằng cách tạo ra một hệ thống dựa trên zkSNARK có thể tạo bằng chứng về tính hợp lệ của chữ ký ngoài chuỗi và chỉ xác minh các bằng chứng trên chuỗi Ethereum.

Cách tiếp cận này xác minh chữ ký Ed25519 của SDK Cosmos trên chuỗi khối Ethereum một cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí mà không đưa ra bất kỳ giả định tin cậy mới nào. Một vấn đề với phương pháp này là độ trễ, vì quy trình tạo bằng chứng cần theo kịp tốc độ sản xuất khối cao của SDK Cosmos. Electron Labs có kế hoạch giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng nhiều máy để tạo bằng chứng song song và kết hợp chúng thành một bằng chứng zkSNARK duy nhất.

zkBridgeĐược thiết kế bởi BerkleyRDI

! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-e2df0e1e8a-dd1a6f-7649e1)

zkBridge là một khung cho phép tạo các ứng dụng có thể giao tiếp giữa các mạng chuỗi khối khác nhau. Nó sử dụng các nút chuyển tiếp và một hệ thống hợp đồng thông minh để tạo điều kiện giao tiếp. Sự khác biệt chính giữa zkBridge và các phương pháp tiếp cận dẫn đầu ngành khác là nó chỉ yêu cầu sự hiện diện của một nút trung thực trong mạng chuyển tiếp và giả định rằng zkSNARK là đáng tin cậy.

zkBridge sử dụng deVirgo, một phiên bản song song của hệ thống bằng chứng zkSNARK của Xử Nữ, có kích thước bằng chứng nhỏ hơn và không yêu cầu thiết lập đáng tin cậy. Nó dựa trên một giao thức gọi là GKR và sơ đồ cam kết đa thức để tạo bằng chứng về các mạch xác minh nhiều chữ ký. Bằng chứng deVirgo sau đó được nén bằng trình chứng minh Groth16 và được xác minh bằng hợp đồng cập nhật trên chuỗi khối mục tiêu. Nhìn chung, sự kết hợp các hệ thống bằng chứng này cho phép giao tiếp chuỗi chéo hiệu quả trong zkBridge mà không cần các giả định tin cậy bên ngoài.

****=nil; Khả năng truy cập dữ liệu cơ bản không đáng tin cậy ****

! [ZK] (https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-c3a756c16c-dd1a6f-7649e1)

Quản lý dữ liệu quan trọng, chẳng hạn như bắc cầu, thường yêu cầu sao chép toàn bộ dữ liệu trong một môi trường đáng tin cậy dưới sự kiểm soát hoàn toàn. Nhưng nếu điều đó là không thể hoặc việc cung cấp quá tốn kém, các tổ chức có thể chuyển sang các nhà cung cấp dữ liệu đáng tin cậy, chẳng hạn như AWS hoặc Infura, để truy cập dữ liệu họ cần.

Nhưng như chúng tôi đã đề cập trong phần giới thiệu của bài đăng này, việc tin tưởng các nhà cung cấp dữ liệu có thể dẫn đến các vấn đề về kiểm duyệt hoặc vi phạm dữ liệu.

Giải pháp quản lý dữ liệu đáng tin cậy của Here=nil;. Giải pháp này cho phép bắc cầu không tin cậy bằng cách sử dụng bằng chứng trạng thái và truy vấn dựa trên hệ thống "DROP DATABASE*". Trong trường hợp này, giao thức có thể sử dụng dữ liệu được truy xuất từ giao thức và bằng chứng về tính đúng đắn của SNARK để truyền dữ liệu từ các cơ sở dữ liệu giao thức khác nhau cho nhau.

Tóm lại là

Vì không gian bắc cầu ZK vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, chúng tôi mong đợi sự tăng trưởng theo cấp số nhân trong các đột phá nghiên cứu, triển khai thông minh và áp dụng các ứng dụng chuỗi chéo trong những năm tới. Vì chúng tôi biết rằng nhu cầu về khả năng tương tác đang tăng lên, nên chúng tôi có thể mong đợi sự phát triển của các công nghệ bắc cầu an toàn hơn và có khả năng mở rộng, từ đó có thể thúc đẩy sự phát triển của công nghệ ZK.