【译文】阿童木COSMOS白皮书（四）

6.用例

6.1分布式交易所

正如比特币作为一种分布式、大规模复制的账本更安全一样，我们可以通过在区块链上运行比特币，使交易所不易受到外部和内部黑客的攻击。我们称之为分布式交易所。

今天，加密货币社区所称的区中心化交易所是基于所谓的“原子交叉链”（AXC）交易。使用AXC事务，两个不同链上的两个用户可以生成两个转移事务，这两个事务在两个分类账上一起提交，或者根本没有（即原子的）。例如，即使比特币和以太坊没有连接，两个用户也可以使用AXC交易用比特币交换以太币（或两个不同分类账上的任意两个代币）在AXC事务上运行交易所的好处是，两个用户都不需要信任对方或交易匹配服务。缺点是双方都需要在线才能进行交易。

另一种去中心化交易所是在自己的区块链上运行的大规模复制分布式交易所。这类交易所的用户可以提交一个限价单并关闭计算机，交易可以在用户不在线的情况下执行。区块链代表交易员匹配并完成交易。

中心化交易所可以创建一个深度的限价指令簿，从而吸引更多的交易者。流动性在交易所产生了更多的流动性，因此在交易所业务中存在着强大的网络效应（或者至少是赢家发挥了最大的效应）。目前，加密货币交易所的领头羊是24小时交易量为2000万美元的Poloniex，其次是24小时交易量为500万美元的Bitfinex。鉴于如此强大的网络效应，基于AXC的去中心化交易所不太可能赢得中心化交易所的交易量。为了使去中心化交易所与中心化交易所竞争，它需要支持具有限制订单的深层订单。只有区块链上的分布式交易所才能提供这种服务。

Tendermint提供了更快的交易提交的额外好处。通过在不牺牲共识的情况下优先考虑快速最终性，Cosmos中的区域可以快速完成事务，包括交换订单事务以及IBC令牌在其他区域之间的传输。

考虑到当今加密货币交易所的现状，Cosmos的一个重要应用是分布式交易所（又称Cosmos-DEX）。事务吞吐量容量和提交延迟可以与中心化交易所相比。交易员可以提交可以执行的限额指令，而无需双方都在线。有了Tendermint、Cosmos hub和IBC，交易员可以快速地将资金从交易所进出其他区域。

6.2连接到其他加密货币

特权区域可以充当其他加密货币的桥接代币的源。桥接器类似于Cosmos Hub和区域之间的关系；两者都必须跟上另一个Hub的最新区块，以便验证代币已从一个移动到另一个的证据。Cosmos网络上的“桥接区”与Hub和其他加密货币保持同步。通过桥接区的间接定向允许Hub的逻辑保持简单，不可知其他区块链共识策略，如比特币的工作量证明挖矿。

6.2.1向Cosmos Hub发送代币

每个网桥区域验证程序都将运行一个Tendermint驱动的区块链，其中包含一个特殊的ABCI网桥应用程序，但也包含一个完整的“创世”区块链节点。

当在创世区块上挖掘新块时，网桥区域验证器将通过签署和共享各自的创世区块链提示的本地视图来就提交的区块达成一致。当网桥区域收到来源的付款（并且在以太坊或比特币等PoW链的情况下，已达成足够的确认）时，将在网桥区域上使用该余额创建相应的账户。

在以太坊的情况下，网桥区域可以共享与Cosmos Hub相同的验证程序集。在以太坊方面（创世区块），网桥合约允许以太坊持有者通过将以太坊发送到以太坊上的网桥合约来将以太坊发送到网桥区域。一旦网桥合约接收到以太坊，除非网桥合约从网桥区域接收到适当的IBC包，否则以太坊不能被撤回。网桥合约跟踪网桥区域的验证程序集，该验证程序集可能与Cosmos Hub的验证程序集相同。

在比特币的情况下，这一概念是相似的，除了不是一个单一的网桥合约，每个UTXO将由一个阈值多签名P2SH 公共脚本控制。由于P2SH系统的限制，签名者不能与Cosmos Hub验证程序集相同。

6.2.2从Cosmos Hub中提币

桥接区上的以太坊（“桥接以太坊”）可以通过Hub传输，然后通过将其发送到以太坊上的特定取款地址的事务来销毁。IBC数据包证明在网桥区域上发生的事务可以发布到以太坊网桥合约，以允许ether被提取。

在比特币的情况下，受限的脚本系统使得很难镜像IBC代币传输机制。每个UTXO都有自己独立的发布脚本，因此当比特币托管签名者集发生更改时，必须将每个UTXO迁移到新的UTXO。一种解决方案是根据需要压缩和解压缩UTXO集，以减少UTXO的总数。

6.2.3桥接区全面责任制

这种桥接合约的风险是一个流氓验证程序集。拜占庭投票权可以导致一个分叉，从以太坊的桥接合约中提取以太坊，同时将桥接以太坊保留在桥接区。更糟糕的是>拜占庭的投票权可以通过偏离桥接区最初的桥接逻辑，直接从那些将其发送到桥接合约的人那里窃取以太坊。

可以通过设计完全负责的桥来解决这些问题。例如，来自Hub和源站的所有IBC数据包可能需要由桥接区域确认，以便可以通过Hub或源站的桥接合约有效地质询和验证桥接区域的所有状态转换。Hub和源站应允许桥接区验证器发布抵押品，桥接合约外的代币转让应延迟（抵押品解除绑定期足够长），以允许独立审计师提出任何质疑。我们将此系统的规范和实现的设计作为未来Cosmos改进建议开放，由Cosmos Hub的治理系统通过。

6.3以太坊扩展

解决可扩展问题是以太坊的一个开放性问题。目前，以太坊节点处理每一个事务，并存储所有状态。链接。

由于Tendermint可以比以太坊的工作证明更快地提交块，因此由Tendermint 智能合约驱动并在桥接以太上运行的虚拟机区域可以为以太坊区块链提供更高的性能。此外，虽然COSMOS Hub和IBC分组机制本身不允许任意的合约逻辑执行，但它可以用于协调在不同区域上运行的以太坊合约之间的代币移动，从而提供基于代币为中心的以太坊缩放的基础。

6.4多应用集成

Cosmos区域运行任意的应用程序逻辑，该逻辑在区域生命开始时定义，并可能随着时间的推移由治理进行更新。这样的灵活性允许COSMOS区域充当其他隐存性的桥梁，如以太坊或比特币，并且它也允许那些区块链的衍生物，利用相同的代码库，但具有不同的验证集和初始分布。这允许许多现有的加密服务框架，如以太坊、大零币、比特币、CryptoNote等，与Tendermint BFT一起使用，这是一种在共同网络上的更高性能的共识引擎，为跨平台的互操作打开了巨大的机会。此外，作为一个多资产区块链，一个交易可能包含多个输入和输出，其中每个输入可以是任何代币类型，从而使Cosmos能够直接充当去中心化交易的平台，尽管假设订单通过其他平台匹配。或者，区域可以作为分布式容错交易所（有订单），这可以是对现有随着时间的推移而被黑客攻击的中心化加密货币交易所的严格改进。

区域还可以用作企业和政府系统的区块链支持版本，其中传统上由一个组织或一组组织运行的特定服务的一部分在某个区域上作为ABCI应用程序运行，它允许它继承公共Cosmos网络的安全性和互操作性，而不牺牲对底层服务的控制。因此，Cosmos可以为那些希望利用区块链技术但又担心将控制权完全交给分布式第三方的组织提供两个世界的最佳选择。

6.5网络分区缓解

一些人声称，共识有利于像Tendermint这样的共识算法的一个主要问题是，任何导致没有投票权大于?的单个分区的网络分区（例如≥?脱机）都将完全停止共识。Cosmos体系结构可以通过使用带有区域自治区的全球hub来帮助缓解这个问题，每个区域的投票权都是基于一个公共地理区域来分配的。例如，一个共同的范例可能是，个别城市或地区在共享一个公共hub（如Cosmos hub）的同时经营自己的区域，使市政活动能够在hub因临时网络分区而停止的情况下持续下去。注意，这允许在设计健壮的联邦容错系统时考虑实际的地质、政治和网络拓扑特征。

6.6联邦式名称解析系统

NameCoin是首批尝试通过调整比特币区块链来解决名称解析问题的区块链之一。不幸的是，这种方法有几个问题。

使用Namecoin，我们可以验证@satoshi是否在过去某个时间注册了某个特定的公钥，但是我们不知道该公钥是否最近更新过，除非我们下载了该名称上次更新后的所有块。这是由于比特币的UTXO事务Merkle化模型的局限性，该模型只将事务（但不可变的应用程序状态）Merkle化为块哈希。这使我们能够证明存在，但不能证明以后更新名称的不存在。因此，如果不信任一个完整的节点，或者通过下载整个区块链而在带宽上产生重大成本，我们就无法确定名称的最新值。

即使一个Merkle化的搜索树是用NameCoin实现的，它对工作证明的依赖性也会使轻量级客户端验证成为问题。轻客户端必须下载整个区块链中所有区块的区块头的完整副本（或者至少是自上次更新名称以来的所有区块头）。这意味着带宽需求与时间量成线性关系[21]。此外，工作证明区块链上的名称更改需要等待额外的工作证明确认块，这在比特币上可能需要一个小时。

对于Tendermint，我们只需要由验证器的法定人数（通过投票权）签署的最新块哈希，以及与名称相关联的当前值的Merkle证明。这使得对名称值进行简洁、快速和安全的轻型客户端验证成为可能。

在宇宙中，我们可以把这个概念进一步扩展。Cosmos中的每个名称注册区域都可以有一个相关联的顶级域（TLD）名称，如“.com”或“.org”，每个名称注册区域都可以有自己的管理和注册规则。

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编译者/作者：灰狼

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