一文带你了解火爆的区块链互联网Cosmos

Posted 2022-12-07 lucasma.eth

Cosmos诞生的背景

假如时间倒退4，5年前，如果有人跟你说他要做一个区块链的互联网，让市面上所有的公链互联互通。你一定觉得他疯了。因为那个时候公链就没有几个，大家谈来谈去还是比特币，以太坊等这些公链。这个时候搞公链的互联互通确实没有什么意义。

不过随着区块链的发展，大量的链上交互需求导致以太坊过于拥挤，再加上高昂的 Gas fee 也阻挡了大量的用户进入 以太坊 主网。以太坊的TPS（系统吞吐量）只有15笔/秒，程序员都应该清楚这个TPS真的不算高。

在这样的背景下，市面上诞生了很多公链用来抢占以太坊的溢出资金和流量。下面这个图是我在footprint上看到的最新公链市场份额数据，可以看到尽管以太坊还是当之无愧的老大，但是诸如Terra，BSC等公链都开始发力。

于是，区块链市场格局就产生了变化，各种公链像雨后春笋般涌现出来。但由于技术、生态以及一些问题绝大多链与链之间无法连接互通，使得用户的数据、资产、应用割裂，形成孤岛效应。为了解决此问题，业界开始探索跨链技术。

这几年提出的跨链技术有很多，Cosmos就是其中一种。而且是目前最主流的。现在一种普遍的看法是，Bitcoin 是区块链 1.0、Ethereum 是区块链 2.0，而Cosmos 是区块链 3.0——「区块链互联」多链宇宙的基础设施。

Cosmos致力于成为”区块链的互联网“，类比主流公链（如BSC、Avalanche）的发展路径可知，Cosmos生态内上线区块链网络的情况对其发展尤为关键。

通过Cosmos SDK（一个模块化框架），Cosmos支持开发者便捷地为Dapp构建专有的应用链（Cosmos中称为zone）。应用链通过接入IBC（跨链通信协议），可与Cosmos生态中其它接入IBC的链实现互操作，以此构建Cosmos的多链生态系统。

到底什么是Cosmos

一般大家把Cosmos成为区块链互联网，它不像以太坊提供一个独立的公链。而是希望借助于一些技术实现公链的互通互联。

Cosmos的中文是宇宙，从这个名字就能感受到它的创始人的野心。我理解Cosmos想成为一个区块链的宇宙控制者，而一个一个独立的区块链就是星球。这些星球需要在遵循宇宙的规则的前提下各自运转。

下面这张图，来自map of zones，目前接入Cosmos生态的链已经超过40个，可以看到现在Cosmos生态已经做的很不错了。

Cosmos有几项核心的技术来实现它的野心。

首先是Tendermint，Tendermint是一个Pos共识引擎。这个技术可以使在其它链上开发的代币实现跨链转移。

另外一个核心的技术是Cosmos SDK，可以认为这是一个框架或者模块，通过这个SDK，开发者可以为Dapp构建专有的应用链（在Cosmos里叫zone）。一般我们做软件开发都知道，SDK这个玩意可以简化开发，很多功能都给你封装好了直接调用就行，也可以从这个角度理解下这个SDK。

还有一个重要的技术是IBC(跨链通讯协议)，上面提到的各个应用链可以通过这个协议实现通讯。IBC其实不只是连接公链，企业的内部链也可以通过IBC接入Cosmos的生态。

Cosmos的多链生态系统主要就是基于上面三个技术底座实现的。

Cosmos背后涉及的技术细节

一般别的写Cosmos的文章，到这里就结束了。但是我是个程序员，喜欢研究事物的底层原理。这部分我们来把前面章节提到的一些概念涉及的技术细节展开说说。

先来说受Tendermint，它是一种将区块链的网络和共识层打包成通用引擎的解决方案，底层使用的算法是BFT 共识算法（拜占庭容错）。这个也是很多区块链的底层算法。

通常情况下，一个区块链系统需要三层
Tendermint相当于帮我们隐藏了下面两层，开发人员只需要在最上层开发区块链的应用即可。这样就大大简化了开发区块链的时间。Tendermint提供的这个通用的引擎使用一种名叫ABCI的socket通讯协议和应用进行交互，这个协议我们可以基于各种开发语言进行封装，比如java,Go等。所以开发人员可以选择自己熟悉的语言进行开发。

然后我们再来说说这个Cosmos SDK。尽管有了Tendermint引擎已经大大降低了我们开发区块链的难度，但是开发一个基于ABCI的app依然是相对比较复杂的，Cosmos SDK就是为了简化app的开发。就好想尽管我们开发一个手机app，都会用到一些封装好的库来简化我们的开发一样。

从这个图可以看出，Cosmos SDK在Tendermint引擎之上，并且它采用了一种模块化的概念，它希望开发者能想搭积木一样在自己的应用里引入模块。模块可以自己定制开发，也可以使用Tendermint内置的一些基础模块。另外，Cosmos sdk还引入了一些安全边界的机制，模块间的通讯不是任意的。这样可以防止一些恶意的交互。具体的安全机制这里就不展开了，想了解这块的朋友可以评论区留言。

最后该说说IBC了。

要把市面上这么多区块链互通互联，肯定要有一个协议，然后所有的区块链都去实现并遵守这个协议就可以了。这个协议就叫做IBC。实现了这个协议的的区块链，无论是公链还是私链都可以进行通讯，包括传输代币和数据。

举一个例子，假设A链上的一个账户想要发送 10 个代币到B链。代币我们给它取个名字叫ATOM。

B链接收A链的头部，反之亦然，且允许每个链跟踪另一个链的验证者集合。本质上相当于每条链执行了另一个链的一个轻客户端。

当 IBC 转账发起时，ATOM 被锁定在A链上。

然后，将10个 ATOM 绑定的证明从链 A 中继到B链。

在B链上根据A链的头部进行验证，如果有效，则在B链上创建 10 个 ATOM 凭证。

需要注意的是，在B链上创建的ATOM并不是真正的ATOM，因为 ATOM只存在于A链上。它们是A链中 ATOM在B上的表示，以及这些ATOM被冻结在A链上的证明。

总结

我们可以看到cosmos的生态越来越强大，慢慢在向着自己的伟大梦想（区块链宇宙）迈进。我个人认为cosmos未来会成为web3.0的重要组成部分，让我们一起拭目以待。

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参考：

• https://mapofzones.com/?testnet=false&period=24
• https://cosmos.network/