SmartCon 2022. Основные направления исследований и разработки продуктов
На SmartCon 2022, где выступили более 150 докладчиков и было представлено более 100 презентаций, собрались ведущие представители индустрии Web2 и Web3, чтобы обсудить, что необходимо для продвижения минимизации доверия к следующей точке развития.
Наступление эры, в которой системы с криптографическим обеспечением станут нормой, требует не только монументального объема согласованных усилий, но и принципиальных академических исследований и сильного акцента на потребностях пользователей и промышленности.
Миссия Chainlink Labs заключается в ускорении инноваций Web3 и принятия криптографических гарантий путем предоставления разработчикам возможности создавать многофункциональные гибридные смарт-контракты. За последний год команда Chainlink Labs добилась значительного прогресса в нескольких ключевых областях исследований, включая кросс-чейн обмен сообщениями, оракулы, сохраняющие конфиденциальность, сервисы справедливого упорядочивания транзакций и агрегации данных офф-чейн.
В этом посте приводятся основные обновления исследований Chainlink, сделанные на конференции SmartCon 2022.
Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP)
В настоящее время Chainlink разрабатывает протокол Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP) — стандарт с открытым исходным кодом для кросс-чейн коммуникации. Цель CCIP — создать универсальный открытый стандарт, который позволит разработчикам создавать безопасные сервисы и приложения, способные отправлять произвольные сообщения, передавать токены и инициировать действия в нескольких сетях блокчейн. Кроме того, CCIP нацелен на интеграцию с широким спектром сервисов оракулов для поддержки очень сложных кросс-чейн взаимодействий.
CCIP разработан для обеспечения сквозной безопасности, перспективной совместимости и беспроблемной работы разработчиков. Инфраструктура CCIP позволяет отправителю в сети-источнике отправить сообщение (данные и/или токены) получателю в сеть-получатель. На практике многие экземпляры протокола могут работать параллельно, обеспечивая связь между большим количеством независимых сетей.
Архитектура CCIP включает в себя три уровня — обмен сообщениями (программируемый мост), транспорт (ядро CCIP) и децентрализованные сети оракулов (DON), использующие OCR 2.0, а также четвертый компонент в виде сети защиты от мошенничества (AFN), которая поддерживает каждый уровень. Примечательно, что контракты отправителя и получателя являются единственными компонентами, которые должны быть написаны внешними разработчиками — все остальные компоненты абстрагированы CCIP, обеспечивая единый, простой и элегантный интерфейс для облегчения кросс-чейн взаимодействия.
В своей презентации на SmartCon 2022 Лоренц Брайденбах, руководитель отдела исследований и разработок Chainlink Labs, провел аудиторию через процесс обмена сообщениями между сетями с использованием CCIP.
Сначала отправитель вызывает контракт Router, который является единой точкой входа для всех блокчейн сетей назначения. Маршрутизатор выставляет счет за подписку контракта отправителя и направляет сообщения на основе сети назначения и токенов (с выделенным пулом токенов для каждого токена). Примечательно, что передача токенов ограничена по скорости, чтобы уменьшить масштабы потенциальной атаки.
Если отправляются не только токены, но и сообщения, маршрутизатор направляет сообщение соответствующему контракту OnRamp, специфичному для места назначения, чтобы тот выполнил первичную проверку. Если проверка пройдена, OnRamp выдает событие с сообщениями и метаданными. В этот момент Committing DON (оракулы под управлением OCR 2.0) наблюдает за сетью источников, подхватывает событие и ждет окончания событий сообщений, испускаемых OnRamp. Затем, Committing DON отправляет криптографическое обязательство (подписанное кворумом оракулов) в форме корня дерева Меркла контракту Commit Store, работающему на блокчейн сети назначения.
Уникальной особенностью CCIP является Anti-Fraud Network, отдельный уровень проверки, который независимо контролирует все уровни стека. Если узлы AFN заметят какую-либо недобросовестную деятельность, может быть автоматически инициировано аварийное отключение, чтобы остановить кросс-чейн активность. Каждый раз, когда контракт выполняет какое-либо действие, он проверяет состояние AFN, чтобы узнать, находится ли система в состоянии аварийной паузы. Примечательно, что AFN отслеживает только публичную (он-чейн) информацию, что делает его деятельность полностью проверяемой.
Теперь кросс-чейн сообщение может быть выполнено. Выполняющий DON состоит из множества узлов, работающих под управлением OCR 2.0. Исполняющий DON будет ждать, пока сообщение будет зафиксировано в контракте Commit Store и благословлено AFN. Затем исполняющий DON отправляет транзакцию выполнения вместе с криптографическими доказательствами в контракт OffRamp. OffRamp проверяет криптографические доказательства на соответствие обязательству, хранящемуся в Commit Store, и проверяет, было ли обязательство благословлено AFN. Наконец, маршрутизатор в сети назначения выставляет счет на подписку контракта получателя и действует как единая точка выхода для всех сетей источников.
В своей презентации Лоренц продемонстрировал демонстрационный контракт “пинг-понг”, который обменивался сообщениями между контрактом в тестовой сети Goerli и контрактом в тестовой сети Rinkeby.
Помимо глубокого погружения в архитектуру, Сергей Назаров, соучредитель Chainlink, и Джонатан Эренфельд-Соле, директор по стратегии SWIFT, объявили во время беседы, что SWIFT использует CCIP в доказательстве концепции, которая позволит сообщениям SWIFT инструктировать переводы токенов на блокчейнах, помогая 11 000+ учреждениям сети финансовых услуг стать совместимыми с сетями блокчейн. CCIP также находится на стадии альфа-тестирования с новыми Synth Teleporters от Synthetix, которые позволяют перемещать синты между различными сетями.
DECO
DECO — это технология оракулов с сохранением конфиденциальности, разработанная в Корнельском университете и впоследствии приобретенная компанией Chainlink. DECO позволяет смарт-контрактам поддерживать сложные сценарии использования с конфиденциальными данными с сохранением конфиденциальности.
Сети оракулов Chainlink уже привносят в экономику блокчейна огромное количество и широкое разнообразие внешних данных. По состоянию на 3 квартал 2022 года оракулы Chainlink доставили в сети блокчейн 4,2 миллиарда с лишним точек данных. Однако подавляющее большинство существующих данных не является общедоступными, а значит, большинство данных недоступно для традиционных оракулов. И даже если бы оракулы могли получить доступ к миру закрытых данных, там может быть чувствительная или конфиденциальная информация, которую оракулам или общественности нецелесообразно просматривать. Поэтому на практике, когда речь идет о данных, находящихся в частном доступе, оракулы должны генерировать только утверждения, полученные на основе таких данных для использования смарт-контрактами. DECO помогает сделать это возможным, открывая данные, возможности и сервисы, которые в настоящее время закрыты в Web2, и надежно и с сохранением конфиденциальности соединяя их с Web3. Кроме того, даже если нет частных данных, DECO можно использовать для доказательства происхождения данных из источников данных, требующих аутентификации пользователя.
“Я твердо убежден, что для раскрытия огромного потенциала технологии блокчейн необходим способ передачи информации о пользователях — будь то их возраст, личность или кредитный рейтинг — в сети блокчейн с сохранением конфиденциальности для использования смарт-контрактами”, — Далия Малхи, директор по исследованиям Chainlink Labs.
Во время своего выступления на SmartCon 2022 Далия Малхи, главный научный сотрудник Chainlink Labs, объявила, что DECO достигла стадии альфа-теста, и в настоящее время проводится тестирование с многочисленными партнерами по ряду доказательных концепций. Создание DECO от исследовательского прототипа до функциональной альфа-версии потребовало значительных исследовательских усилий, включая создание новых доказательств с нулевым разглашением, которые быстрее генерируются и занимают меньше памяти, чем существующие технологии с нулевым разглашением. Планируется, что основной механизм нулевого разглашения, на котором работает DECO, в будущем станет открытым продуктом, чтобы более широкое исследовательское сообщество могло внести свой вклад в его разработку и внедрение.
На высоком уровне DECO включает в себя трехстороннее взаимодействие между различными сущностями — веб-сервером, проверяющим и верификатором. Проверяющий (пользователь или приложение, запускающее DECO Prover) запрашивает информацию у веб-сервера (поставщика данных), а проверяющий (оракул Chainlink, запускающий DECO Verifier) наблюдает за взаимодействием. Таким образом, верификатор может подтвердить подлинность связи между проверяющим и веб-сервером, зная конечную точку, с которой взаимодействовал проверяющий, а также зашифрованную расшифровку взаимодействия.
Затем связь с источником данных прекращается, и взаимодействовать приходится только с Проверяющим и Проверяемым. На этом этапе у проверяющего есть доказательство подлинности данных, но он видит только зашифрованную запись. В зависимости от конкретного случая использования, происходит один из следующих результатов:
- Если конфиденциальность не требуется, то проверяющий предоставляет секретный ключ, с помощью которого можно расшифровать данные. Таким образом, разработчики приложений могут включать данные в свои приложения с подтверждением их происхождения с помощью DECO.
- Если необходима конфиденциальность, проверяющий берет зашифрованные данные и знание о том, что они были получены из первоисточника, и — благодаря силе доказательств с нулевым разглашением делает утверждения о них, не раскрывая самих данных. Таким образом, разработчики приложений могут включать в свои приложения частные утверждения, которые были проверены DECO.
Недавно Chainlink Labs провела серию альфа-тестирований концепций с различными партнерами, чтобы проверить жизнеспособность DECO в следующих случаях использования смарт-контрактов:
- Кредитование под залог — протокол был использован в доказательстве концепции совместно с Teller для создания доказательств с нулевым разглашением об остатках на банковских счетах вне сети блокчейн, которые использовались для облегчения выдачи кредитов под залог на сети без ущерба для конфиденциальности данных.
- Цифровая идентификация — PhotoChromic работает над решением для цифровой идентификации, которое помогает доказать, что пользователь контролирует определенный аккаунт в социальных сетях, что позволяет приложениям фильтровать реальных пользователей.
- Социальная идентификация/доказательство популярности — Clique разрабатывает решение, позволяющее доказать, что пользователь прокомментировал твит определенного создателя контента или что пользователь следит за определенным создателем контента в Twitter, не раскрывая свой собственный твиттер-аккаунт.
- Система записей — На SmartCon 2022 компания Burrata продемонстрировала прототип, который позволяет пользователям Web3 подтверждать свою личность через одного из поставщиков данных Burrata, подключенных к Web2 API. Прототип был продемонстрирован на примере аренды коттеджа, где пользователи могли арендовать коттедж, если они подтвердили свою личность и подписали временный договор аренды. При поддержке DECO, Burrata может быть подключена к платформе идентификации и сервису подписания документов без раскрытия каких-либо частных данных на блокчейн или оракулу — только утверждения о них.
Chainlink Labs сотрудничает с различными поставщиками услуг, называемыми Web3 интеграторами, которые будут способствовать взаимодействию между Prover и источником данных, Prover и Verifier, чтобы помочь сделать систему более масштабируемой, а работу пользователей более удобной. Кроме того, ведутся разработки, позволяющие Web3 интеграторам работать на стороне клиента (даже на мобильных устройствах) для получения дополнительных преимуществ минимизации доверия.
Fair Sequencing Services (FSS)
FSS — это децентрализованное решение для упорядочивания транзакций, созданное с целью смягчения пагубного влияния максимальной извлекаемой ценности (MEV) в системах смарт-контрактов. MEV проявляется в различных формах — арбитражные возможности между DEX, или когда злоумышленники опережают обычные сделки DEX, и это только два примера. MEV вызывает ненужные проскальзывания, ухудшает пользовательский опыт и создает невидимый налог для пользователей. Общий объем извлеченных MEV составляет около $675 млн — это нижняя граница оценки, на которую приходится небольшая часть торговой активности на рынках цифровых активов.
Цель FSS — создать инструменты, которые помогут внедрить более справедливую политику упорядочения транзакций для пользователей, предоставляя современное решение без необходимости вносить изменения в существующую инфраструктуру. FSS разрабатывается для повышения справедливости ордеров, снижения транзакционных издержек, а также сокращения или устранения утечки информации.
В своей презентации на SmartCon 2022 главный научный сотрудник Chainlink Labs Ари Джулс описал проблему упорядочивания транзакций смарт-контрактов и рассказал о развитии FSS с момента представления технического обзора в документе Chainlink 2.0.
Основные преимущества FSS заключаются в двух ключевых политиках упорядочивания транзакций: безопасное причинно-следственное упорядочивание и временное упорядочивание. Безопасное причинно-следственное упорядочивание шифрует транзакции, чтобы скрыть детали транзакции, упорядочивает их по DON, а затем расшифровывает их для выполнения. Таким образом, полезная нагрузка транзакций находится в зашифрованном виде и не видна узлам до начала процесса упорядочивания. Временное упорядочивание — это механизм, который призван гарантировать, что транзакции, полученные сетью оракула первыми, будут выведены первыми, что помогает облегчить политику упорядочивания по принципу “первый пришел — первый ушел” (FIFO).
Инженер-исследователь Chainlink Labs Павел Шалаховский продемонстрировал полнофункциональный прототип FSS с использованием стандартного автоматического маркет-мейкера (AMM). В демонстрации FSS использовалась для предотвращения вредоносной атаки “сэндвич”, при которой злоумышленник вставляет вредоносные транзакции до и после обычной транзакции, чтобы получить прибыль.
Допустим, Алиса хочет купить TOKEN на сумму 100 ETH, где цена 1 TOKEN составляет примерно 1 ETH. Злоумышленник видит транзакцию в mempool (очередь, где хранятся неподтвержденные транзакции) и покупает большое количество TOKEN, завышая их цену. Затем злоумышленник выполняет транзакцию Алисы на покупку, снова поднимая цену и заставляя ордер Алисы на покупку исполняться по более высокой цене, чем предполагалось изначально. Наконец, злоумышленник продает свой TOKEN за ETH, получая безрисковую прибыль в атомарной транзакции за счет Алисы.
На примере демонстрации “FSS Swap” Павел показал, как FSS может эффективно предотвратить атаку “сэндвича” и помочь минимизировать MEV.
Off-Chain Reporting (OCR 2.0)
Протокол Off-Chain Reporting (OCR 1.0) был модернизирован для масштабирования Chainlink Data Feeds, что позволило снизить затраты на газ в сети блокчейн для создания устойчивых к взлому отчетов оракула путем переноса процесса агрегации данных за пределы сети через одноранговую сеть. OCR 1.0 позволяет узлам объединять свои наблюдения в единый отчет вне сети блокчейн, который затем передается в сеть одним узлом с проверкой наблюдений и подписи каждого узла в сети.
OCR 1.0 используется для работы с ценовыми каналами Chainlink, краеугольным камнем экосистемы DeFi, с момента ее первоначального развертывания в начале 2021 года. Однако с тех пор экосистема Chainlink и более широкий ландшафт Web3 претерпели значительные изменения. Прежде всего, Chainlink запустила широкий спектр новых сервисов Web3, включая Proof of Reserve, VRF и Automation. Параллельно экосистема смарт-контрактов также становится все более мульчи-чейн.
Изначально OCR 1.0 был разработан для питания Chainlink Data Feeds в сетях на базе EVM путем агрегирования данных для усреднения в сети. OCR 2.0 — это более обобщенная реализация OCR, предназначенная для создания общей основы для широкого спектра сервисов Chainlink, которые включают в себя DONы из многих различных интеграций блокчейна. OCR 2.0 обеспечивает дополнительную масштабируемость и гибкость конфигурации за счет использования модульной архитектуры, которая может быть адаптирована к конкретным требованиям каждого сервиса и позволяет выражать логику для различных сервисов оракулов с использованием одной и той же основы.
OCR 2.0 использует Reporting Plugin для предоставления специфической для продукта логики, которая выполняется фреймворком OCR 2.0, работающим на DON. Плагины Reporting Plugin позволяют использовать практически произвольные сервисы для практически произвольных сетей блокчейн, которые могут быть интегрированы с соответствующим интерфейсом Reporting Plugin.
В OCR 2.0 было сделано несколько дополнительных улучшений, включая дальнейшее снижение стоимости газа на ~25% по сравнению с OCR 1.0, новый одноранговый сетевой стек для повышения безопасности и надежности, а также усовершенствования, ведущие к снижению задержки и повышению пропускной способности.
Оставаясь на переднем плане исследований в области блокчейна
Исследование блокчейна включает в себя изучение очень сложных и трудных проблем и их решение таким образом, чтобы их можно было применить не только в чисто академическом контексте, но и повлиять на производственные системы и реальные результаты. Кроме того, исследования в области блокчейна являются уникальными междисциплинарными, затрагивая такие области, как информатика, экономика, теория игр и математика, что делает их исключительно привлекательными для исследователей.
Команда Chainlink Labs состоит из всемирно известных исследователей и ведущих экспертов отрасли, работающих над созданием передовых технологий, которые помогут утвердить минимизацию доверия в качестве стандарта для веб-приложений и привести к появлению более экономически справедливого мира, основанного на криптографической истине.
