ETH:简析波卡平行链与以太坊 2.0 架构设计异同

昨晚，波卡生态链项目Moonbeam和Ownbit进行了技术交流，期望未来Ownbit对波卡生态链进行更好地支持。Moonbeam也将竞争成为第一批波卡平行链。借着交流的机会，我对波卡平行链也有了更深的理解，遂成此文。

ETH2.0和波卡平行链是未来的两个重要技术，他们虽分属于两个不同的重量级项目，但在设计上却有惊人的相似。

波卡平行链

在波卡的设计里，有两个重要的概念，一个是波卡平行链，另一个是波卡平行线程。理解这两个概念是理解整个波卡生态的重要环节。

波卡平行链，故名思议，是与波卡主链平行的其他链。要成为平行链，需要占用波卡系统的一个插槽。波卡系统的插槽数量是有限的。波卡设计出了一套插槽拍卖的系统，通过出价拍卖获得一个插槽有限的使用权。

因此每次插槽的占有都是有限时间内，到期后要重新进行插槽竞拍。用于竞拍的DOT将在插槽使用到期后归还，因此使用插槽，只是占用金额，而不花费资金。

Beosin：SEAMAN合约遭受漏洞攻击简析:金色财经报道，根据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye 安全风险监控、预警与阻断平台监测显示，2022年11月29日，SEAMAN合约遭受漏洞攻击。Beosin分析发现是由于SEAMAN合约在每次transfer函数时，都会将SEAMAN代币兑换为凭证代币GVC，而SEAMAN代币和GVC代币分别处于两个交易对，导致攻击者可以利用该函数影响其中一个代币的价格。

攻击者首先通过50万BUSD兑换为GVC代币，接下来攻击者调用SEAMAN合约的transfer函数并转入最小单位的SEAMAN代币，此时会触发合约将能使用的SEAMAN代币兑换为GVC，兑换过程是合约在BUSD-SEAMAN交易对中将SEAMAN代币兑换为BUSD，接下来在BUSD-GVC交易对中将BUSD兑换为GVC，攻击者通过多次调用transfer函数触发_splitlpToken()函数，并且会将GVC分发给lpUser，会消耗BUSD-GVC交易对中GVC的数量，从而抬高了该交易对中GVC的价格。最后攻击者通过之前兑换的GVC兑换了50.7万的BUSD，获利7781 BUSD。Beosin Trace追踪发现被盗金额仍在攻击者账户（0x49fac69c51a303b4597d09c18bc5e7bf38ecf89c），将持续关注资金走向。[2022/11/29 21:10:04]

为什么要成为波卡平行链？

慢雾：GenomesDAO被黑简析:据慢雾区hacktivist消息，MATIC上@GenomesDAO项目遭受黑客攻击，导致其LPSTAKING合约中资金被非预期的取出。慢雾安全团队进行分析有以下原因：

1.由于GenomesDAO的LPSTAKING合约的initialized函数公开可调用且无权限与不可能重复初始化限制，攻击者利用initialized函数将合约的stakingToken设置为攻击者创建的虚假LP代币。

2.随后攻击者通过stake函数进行虚假LP代币的抵押操作，以获得大量的LPSTAKING抵押凭证。

3.获得凭证后再次通过initialized函数将合约的stakingToken设置为原先真是的LP代币，随后通过withdraw函数销毁LPSTAKING凭证获取合约中真实的LP抵押物。

4.最后将LP发送至DEX中移除流动性获利。

本次事件是因为GenomesDAO的LPSTAKING合约可被任意重复初始化设置关键参数而导致合约中的抵押物被恶意耗尽。[2022/8/7 12:07:06]

成为波卡平行链主要获得两个好处：链本身更加安全，以及拥有和其他平行链的互操作性。

慢雾：Inverse Finance遭遇闪电贷攻击简析:据慢雾安全团队链上情报，Inverse Finance遭遇闪电贷攻击,损失53.2445WBTC和99,976.29USDT。慢雾安全团队以简讯的形式将攻击原理分享如下：

1.攻击者先从AAVE闪电贷借出27,000WBTC,然后存225WBTC到CurveUSDT-WETH-WBTC的池子获得5,375.5个crv3crypto和4,906.7yvCurve-3Crypto,随后攻击者把获得的2个凭证存入Inverse Finance获得245,337.73个存款凭证anYvCrv3Crypto。

2.接下来攻击者在CurveUSDT-WETH-WBTC的池子进行了一次swap,用26,775个WBTC兑换出了75,403,376.18USDT,由于anYvCrv3Crypto的存款凭证使用的价格计算合约除了采用Chainlink的喂价之外还会根据CurveUSDT-WETH-WBTC的池子的WBTC,WETH,USDT的实时余额变化进行计算所以在攻击者进行swap之后anYvCrv3Crypto的价格被拉高从而导致攻击者可以从合约中借出超额的10,133,949.1个DOLA。

3.借贷完DOLA之后攻击者在把第二步获取的75,403,376.18USDT再次swap成26,626.4个WBTC,攻击者在把10,133,949.1DOLAswap成9,881,355个3crv,之后攻击者通过移除3crv的流动性获得10,099,976.2个USDT。

4.最后攻击者把去除流动性的10,000,000个USDTswap成451.0个WBT,归还闪电贷获利离场。

针对该事件，慢雾给出以下防范建议：本次攻击的原因主要在于使用了不安全的预言机来计算LP价格，慢雾安全团队建议可以参考Alpha Finance关于获取公平LP价格的方法。[2022/6/16 4:32:58]

为了更好理解链更加安全这个概念，我们可以把波卡系统想象成可以容纳多条平行链的容器。每个平行链会有自己的共识机制，以及产生区块的方式。容器定时将所有平行链产生的区块收集起来，形成容器层面的区块。该容器在波卡中被称为：中继链。被中继链打包对于平行链而言，称为区块的finalize。

慢雾：Spartan Protocol被黑简析:据慢雾区情报，币安智能链项目 Spartan Protocol 被黑，损失金额约 3000 万美元，慢雾安全团队第一时间介入分析，并以简讯的形式分享给大家参考：

1. 攻击者通过闪电贷先从 PancakeSwap 中借出 WBNB；

2. 在 WBNB-SPT1 的池子中，先使用借来的一部分 WBNB 不断的通过 swap 兑换成 SPT1，导致兑换池中产生巨大滑点；

3. 攻击者将持有的 WBNB 与 SPT1 向 WBNB-SPT1 池子添加流动性获得 LP 凭证，但是在添加流动性的时候存在一个滑点修正机制，在添加流动性时将对池的滑点进行修正，但没有限制最高可修正的滑点大小，此时添加流动性，由于滑点修正机制，获得的 LP 数量并不是一个正常的值；

4. 随后继续进行 swap 操作将 WBNB 兑换成 SPT1，此时池子中的 WBNB 增多 SPT1 减少；

5. swap 之后攻击者将持有的 WBNB 和 SPT1 都转移给 WBNB-SPT1 池子，然后进行移除流动性操作；

6. 在移除流动性时会通过池子中实时的代币数量来计算用户的 LP 可获得多少对应的代币，由于步骤 5，此时会获得比添加流动性时更多的代币；

7. 在移除流动性之后会更新池子中的 baseAmount 与 tokenAmount，由于移除流动性时没有和添加流动性一样存在滑点修正机制，移除流动性后两种代币的数量和合约记录的代币数量会存在一定的差值；

8. 因此在与实际有差值的情况下还能再次添加流动性获得 LP，此后攻击者只要再次移除流动性就能再次获得对应的两种代币；

9. 之后攻击者只需再将 SPT1 代币兑换成 WBNB，最后即可获得更多的 WBNB。详情见原文链接。[2021/5/2 21:17:59]

波卡中继链对平行连区块的最终确认让平行链更加安全。这样每个平行链可以得益于波卡系统的强大共识，而不用担心本链可能存在各种共识层面的攻击或问题。

波卡平行链和其他平行链的互操作性是另一个优点。波卡在系统层面设计了一套消息传递系统，可以让各平行链之间相互传递消息、执行指令、转移token等等。各平行链根据XCMP定义自己可以接收处理的消息类型，便可以让自己拥有和其他平行链的互操作性。

如果把平行链比喻成操作系统里的进程，那么XCMP可以理解为进程间通信机制IPC(InterProcessCommunication)。

平行链资源是有限的

因为平行链资源有限，大部分链可能无法竞拍到平行链插槽。这时，波卡官方给出的方案是，使用测试网络KUSAMA，或者平行线程。

平行线程和平行链之间的区别仅在于一点：平行链永久占用中继链资源，而平行线程只在需要时占用。平行线程需要中继链对其区块进行确认时，便提出请求，并给予一定的费用。因为同时会有多个平行线程提出确认需求，中继链会按照给予的费用高低进行优先选择。如下图所示：

比起平行链而言，使用平行线程，无需参与插槽竞拍，因此无需大额的启动资金。对于一些不需要频繁确认的应用，使用平行线程更加适合。

ETH2.0

ETH2.0的线路图按照分片技术在前进。分片技术最早出现在数据库技术中。为了让数据库拥有更大的执行查询或插入的能力，将一个数据库拆分成多个数据库，并且部署到多个机器上，让执行能力成倍地提升。

ETH2.0将以太坊网络拆分成多片，将以太坊的执行能力提升相应的倍数。每个分片就是一个子网络。处理ETH2.0共识，以及系统各个子分片之间通信的模块被成为：BeaconChain，这相当于波卡网络里的中继链。ETH2.0分片示意图如下：

可以看出，在大的架构方面，ETH2.0和波卡有着惊人的相似。但在细节和理念层面又有很多的不同。

波卡平行链VSETH2.0

从设计目的而言，波卡平行链主要是为了跨链目的，通过平行链水平扩张，进而解决性能吞吐问题。而ETH2.0的设计完全是为了解决性能吞吐问题。

波卡和ETH2.0都有状态确认的功能。ETH2.0每一个时代finalize一次，一个时代定义为64个区块，所以6-12分钟finalize一次。而波卡网络的finalize时间则更短，一般1分钟以内。

从共识机制而言，ETH2.0和波卡也有明显的区别。ETH2.0采用PoS机制。质押32ETH可以成为验证者。每个分片至少需要256个验证者才能进行finalize操作。以64个分片计算，ETH2.0需验证者16,384名。而波卡采用提名者PoS机制，所需验证者数量远小于ETH2.0，大约每个平行链需10个验证者，以整个系统100个平行链计算，共需1000个验证者。

另外一个不同点在于，波卡是不同系统间互联的框架。而ETH2.0是同一套系统间互联的框架。

波卡更关注其他链，而ETH2.0只是更关注本身，这也反应出它们对未来不同的展望。波卡打造的是多链并存、互联互通的场景。而ETH2.0则打造的强大统一的底层区块链系统，上层繁荣的DApp则通过应用接口彼此互通的场景。

跨链

波卡对于平行链之间，天然具有跨链优势。而ETH2.0不具有跨链能力。但这并不意味这波卡比在跨链方面ETH2.0强大很多。

例如对于跨链比特币网络而言，波卡需要使用比特币桥才能完成跨链。而这点，跟以太坊跨链比特币方案是一致的。因此，对于跨链而言，波卡只是对于未来部署在波卡网络上的平行链之间才具有优势。

结语

目前波卡生态的平行链项目正如火如荼地进行。它们是否会在未来占有非常重要的地位，将是区块链最大的看点之一。

从时间而言，波卡主网的上线时间较迟，错过了以太坊发展的这几年黄金时间。然而，ETH2.0上线又将是2年以后的事情，而波卡平行链项目有望在今年年底或明年初上线波卡主网。这也给波卡留下了更多追赶以太坊的时间。所以未来波卡网络能否像以太坊那样大放异彩，非常值得我们关注！

原文标题：《波卡平行链与ETH2.0》撰文：谈国鹏，Ownbit创始人

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