Интероперабельность (от англ. interoperability — способность к взаимодействию) — это способность продукта или системы, интерфейсы которых полностью открыты, взаимодействовать и функционировать с другими продуктами или системами без каких-либо ограничений доступа и реализации.
Блокчейны, как правило, представляют собой изолированные среды, которые могут обладать большим числом пользователей и высоким уровнем активности, но при этом не могут взаимодействовать с другими подобными системами, что их сильно ограничивает. Для обеспечения интероперабельности криптоэкосистеме необходимы блокчейн-мосты.
Блокчейн-мост — это технология, которая позволяет различным блокчейн-сетям взаимодействовать между собой, обмениваться активами, данными и информацией.
Мосты создают транспортный маршрут (канал) между блокчейнами, по которому токены, сообщения, произвольные данные и даже вызовы смарт-контрактов могут передаваться из одной цепи в другую. Разные блокчейны обладают уникальными сильными и слабыми сторонами (такими как скорость, пропускная способность, стоимость транзакций и т.д.), поэтому мосты способствуют развитию всей криптовалютной экосистемы, позволяя блокчейнам использовать инновации друг друга.
Обзор блокчейн-мостов: взаимодействие между разными сетями
В вопросе блокчейн-мостов есть очень важное понятие, с которого стоит начать — это интероперабельность.
Базовая архитектура
Для начала разберемся, что происходит на самом верхнем уровне при передаче чего-либо из блокчейна А в блокчейн Б.
Например, у Алисы есть 10 ETH в Ethereum, но она хочет использовать их в экосистеме другого блокчейна (например, Avalanche, Tron, Polygon и т.д.) с более низкими комиссиями или для использования в каком-то уникальном DeFi-протоколе. Однако технически это два разных блокчейна, и они никак не могут взаимодействовать напрямую в силу различий в консенсусе, правилах сообщества, обработке транзакций и т.д. Здесь и вступает в игру мост.
Для Алисы это выглядит так: она взаимодействует с мостом, отправляет ему ETH и затем получает ETH уже в другом блокчейне (либо они приходят на аккаунт Алисы, либо их нужно будет клеймить). В блокчейне Б (пусть это будет Avalanche) Алиса получит не оригинальный ETH, а так называемый «синтетический актив», который будет иметь ценность только до тех пор, пока соответствующее количество ETH хранится на мосту.
Базовый принцип работы моста
Теперь Алиса может использовать свои ETH в другом блокчейне. Главная мысль в том, что мост здесь выступает в роли третьей стороны, которая обеспечивает совместимость двух различных блокчейнов. В такой схеме третьей стороной может выступить даже обычный пользователь, у которого есть средства в Avalanche.
Конечно, одна сущность не может обработать обе транзакции в разных блокчейнах, поэтому криптограф и разработчик мостов James Prestwich, в своем докладе про создание мостов, предлагает ввести понятие «приложение». Это значит, что у блокчейна А будет своё приложение, а у блокчейна Б — своё. К слову, так как мост может быть не только между двумя разными блокчейнами, но и между двумя уровнями одного блокчейна (Layer 1 и Layer 2), например между Ethereum и Arbitrum, в любой статье про мосты будет использоваться понятие «домен».
Домен — в контексте мостов это главная сущность, которая участвует в обмене сообщениями со стороны отправителя или со стороны получателя (например блокчейн или Layer 2).
Так вот, домены могут разительно отличаться (Bitcoin и Ethereum, Ethereum и Solana, Cardano и Polkadot), поэтому для их взаимодействия каждому домену нужно своё приложение, а основные процессы передачи данных будут лежать в криптографической плоскости (подписи, деревья Меркла и т. д.). Конечно, для связи двух таких приложений понадобятся каналы (channels).
Переходя на более абстрактный уровень, процесс, описанный выше, будет выглядеть следующим образом:
Взаимодействие между доменами
При этом домен А не может просто отправить сообщение по каналу домену Б и получить от домена Б подтверждение о том, что сообщение доставлено. Это односторонняя связь. Поэтому необходима третья сторона — верификаторы.
Взаимодействие между доменами через верификаторов
Всё становится несколько сложнее, потому что, как правило, именно в верификаторах и том, как они взаимодействуют с приложениями, кроются основные различия мостов. В контексте разработки различных конструкций мостов существует такое понятие, как трилемма интероперабельности, которая гласит, что протоколы интероперабельности или мосты могут обладать только двумя из следующих трёх свойств:
- Отсутствие доверия (Trustlessness) — обеспечение безопасности, эквивалентной безопасности базового