Блокчейн з'єднуваності нового часу: глибокий аналіз Hyperlane

Основні моменти

• Безбар'єрне впровадження: Hyperlane дозволяє розробникам негайно підключати різні Блокчейни без необхідності в процедурах затвердження, створюючи нову модель доступу.

• Гнучка безпечна конфігурація: міжланцюговий безпековий модуль Hyperlane (ISM) дозволяє застосункам налаштовувати вимоги до безпеки, від базової валідації до багаторівневої валідації, одночасно підтримуючи швидкі мікроплатежі та високо безпечні трансакції активів.

• Дружній до розробників: Hyperlane надає TypeScript SDK, CLI інструменти та повну документацію, що значно знижує технічний бар'єр для інтеграції між блокчейнами, простий API дозволяє реалізувати передачу повідомлень між ланцюгами.

1. Точка повороту Блокчейн взаємозв'язку

Блокчейн екосистема переходить від ізольованої розробки до справжньої взаємозв'язку. Проекти більше не створюють закриті середовища, а шукають більш широку інтеграцію мереж.

Проте, поточна інтеграція все ще є ручною та фрагментованою. Нові проекти повинні окремо домовлятися з кожним постачальником мосту або взаємодії, що зазвичай призводить до високих витрат і затримок. Це також створює структурні бар'єри для участі, навіть для технологічно розвинених команд, що заважає масштабованості всієї екосистеми.

Цей виклик не є новим. На початку 90-х років XX століття підприємства функціонували в рамках окремих внутрішніх мереж, що мали свої власні правила та права доступу. Хоча міжмережеве спілкування було можливим, для цього потрібна була витратна за часом технічна координація.

Поворотний момент настав після впровадження стандартних протоколів, таких як HTTP та TCP/IP, які забезпечили відкритий доступ до єдиного Інтернету. Ці стандарти замінили складність простотою, звільнивши експоненціальне зростання та заклавши основу цифрової революції.

Блокчейн індустрія зараз стикається з подібною віхою. Щоб розблокувати наступну стадію інновацій, вона повинна перевершити фрагментарні, на основі дозволів інтеграції, і перейти до стандартизованої, бездозвільної зв'язності. Зниження бар'єрів для входу є вирішальним для широкої участі та інновацій в екосистемі.

2. Рішення Hyperlane: бездозвільне з'єднання

2.1. Без ліцензії та з відкритим вихідним кодом

Нові проекти, що приєднуються до Блокчейн-екосистеми, завжди стикаються з суттєвими перешкодами. Інтеграція з мостами або протоколами взаємодії зазвичай потребує складних процесів затвердження, включаючи ручний огляд, оцінку технічної інтеграції та безпековий аудит. Навіть після проходження цих перевірок проекти часто несуть високі витрати на інтеграцію.

Hyperlane вирішує ці обмеження за допомогою бездозвільної архітектури, що дозволяє будь-якому проєкту вільно з'єднуватися. Єдина вимога – сумісність з підтримуваними віртуальними машинами (VM), такими як Ethereum/EVM, Solana/SVM або Cosmos/CosmWasm. Після виконання цієї умови інтеграція може бути здійснена негайно, без складного затвердження.

Блокчейн проектів доступність значно знизилася. Раніше на це потрібно було кілька місяців, тепер достатньо просто дотримуватися технічної сумісності, щоб зробити це негайно.

Давайте розглянемо практичний приклад. Розробник Райан будує новий проект під назвою Tiger, запустивши власну майн-мережу. Наразі користувачі Tiger ланцюга обмежені екосистемою Tiger і не можуть взаємодіяти з іншими Блокчейн. Щоб реалізувати міжланцюговий перехід активів, Райану потрібно підключити Tiger ланцюг до кількох мереж Блокчейн.

Крок 1: Встановіть Hyperlane CLI Раян спочатку встановлює Hyperlane CLI інструмент для налаштування інтеграційного середовища блокчейну, просто запустивши в терміналі "npm install @hyperlane-xyz/cli". Цей інструмент є відкритим та не потребує попереднього схвалення.

Крок 2: Розгортання Mailbox та ISM Раян розгорнув два основні компоненти на Tiger-лінії: Mailbox( для реалізації контракту між блокчейнами на передачу повідомлень) та міжлінійний модуль безпеки(ISM для перевірки достовірності повідомлень). Ці два компоненти є відкритими та доступними для публіки.

Крок 3: Тестування повідомлень для перевірки з'єднання Раян відправляє тестове повідомлення з Tiger ланцюга на Ефіріум, щоб перевірити, чи успішно відбулося передавання. Тут "повідомлення" є командою виконання: "перемістити 100 TIGER токенів на адресу Ефіріум 0x123...". Процес передачі виглядає наступним чином:

1. Tiger Блокчейн ініціював повідомлення, що 100 $TIGER токенів будуть переведені на Ефір.
2. Hyperlane валідатори перевіряють повідомлення та підписують
3. Ретранслятор передає підписане повідомлення до Ethereum
4. Верифікація повідомлень ISM на Блокчейн Ethereum та випуск 100 $TIGER токенів отримувачу

Лише за умови, що вихідний блокчейн і цільовий блокчейн обидва мають встановлений Mailbox, додаткової конфігурації не потрібно. Повідомлення передається, перевіряється та виконується. Успішне тестування підтверджує, що обидва блоки правильно з'єднані.

Крок 4: Зареєструйтесь у загальному реєстрі В кінці, Райан зареєстрував деталі з'єднання Tiger ланцюга в реєстрі Hyperlane. Цей реєстр є публічним каталогом на основі GitHub, який узагальнює всю інформацію про підключені ланцюги. Завдяки цій реєстрації, Tiger ланцюг зможе отримати всі мережеві ефекти екосистеми Hyperlane.

Центром цієї архітектури є простий і потужний принцип: будь-хто може підключитися без необхідності отримання дозволу, будь-який блокчейн може бути використаний як місце призначення без необхідності надання дозволу.

Можна зрозуміти цю модель, провівши аналогію з електронною поштою. Як будь-хто може надіслати повідомлення на будь-яку електронну адресу у світі, так і Hyperlane дозволяє будь-якому блокчейну, на якому встановлено Mailbox, спілкуватися з будь-яким іншим блокчейном. Це створює середовище, в якому бездозвільне з'єднання стає стандартом.

2.2. Багато віртуальних машин (VM) сумісність

Hyperlane спроектовано з самого початку як модульну архітектуру для підтримки кількох віртуальних машин (VM) середовищ. Наразі вона підтримує міжмережеву взаємодію між EVM на базі Ethereum, CosmWasm на базі Cosmos SDK, а також SVM на базі Solana, і розширює підтримку для ланцюгів на базі Move.

З'єднання різних VM-середовищ за своєю суттю є складним. Кожен Блокчейн працює зі своєю власною моделлю виконання, структурою даних, механізмом консенсусу та стандартами активів. Реалізація міжсистемної інтероперабельності вимагає високоспеціалізованої структури.

Наприклад, EVM Ethereum підтримує 18 знаків після коми, тоді як SVM Solana використовує 9 знаків після коми. Подолання навіть незначних відмінностей при збереженні безпеки та надійності є одним з ключових технічних досягнень Hyperlane.

Hyperlane впровадила "Hyperlane Warp Route" ( надпросторовий криволінійний маршрут ) для вирішення проблеми з'єднання різних блокчейнів. Hyperlane Warp Route є модульним кросчейн-мостом для активів, що підтримує бездозвільний переказ токенів між блокчейнами та дозволяє переміщення різних активів між різними середовищами.

Коротко кажучи, Hyperlane Warp Route працює залежно від природи активів і їхніх випадків використання. Іноді вони працюють як сховище (vault), іноді як обмін валют, а іноді як прямий електронний переказ — кожен тип маршруту надає відповідний метод для кожного сценарію. Усі ці процеси використовують міжланцюгове повідомлення Hyperlane для роботи в різних середовищах віртуальних машин.

• Нативний токен Warp Routes: підтримує нативний паливний токен (, наприклад, ETH ), прямий міжланцюговий переказ без необхідності упаковки (.
• Забезпечений ERC20: блокування токенів ERC20 на вихідному ланцюзі як застави для міжланцюгових переказів.
• Синтетичний ERC20: карбування нових токенів ERC20 на цільовому ланцюзі для представлення оригінального токена.
• Багато заставних Warp Routes: дозволяє кільком заставним токенам забезпечувати ліквідність.
• Спеціалізовані Warp Routes: додайте розширені функції або інтегруйте конкретні випадки ), такі як сховища, підтримка фіатних токенів (.

Давайте використаємо модель lock-and-mint), щоб дослідити практичний приклад. Розробник Райан хоче перевести токен Tiger($TIGER), випущений на Ethereum, на мережу Base.

Раян спочатку розгортає контракт Hyperlane Warp Route на Блокчейн Ethereum та вносить токени $TIGER до цього контракту (EvmHypCollateral). Потім Mailbox Ethereum генерує та надсилає повідомлення, яке вказує на Блокчейн Base для випуску упакованої версії токенів Tiger.

Після отримання повідомлення мережа Base використовує міжланковий безпечний модуль (ISM) для перевірки його достовірності. Якщо перевірка пройде успішно, мережа Base безпосередньо карбуватиме упаковані токени Tiger ($wTIGER) у гаманець користувача.

Hyperlane Warp Route відіграє ключову роль у розширенні модульної, бездозвільної взаємодії Hyperlane з різними блокчейнами. Розробники лише повинні налаштувати контракти відповідно до специфіки кожного блокчейну. Решту процесу — передачу повідомлень, верифікацію та доставку — обробляє інфраструктура Hyperlane, що дозволяє розробникам реалізовувати з'єднання між середовищами без необхідності мати справу зі складними механізмами перекладу.

( 2.3. Модульна безпека: міжланцюгова безпека модуль )ISM###

Хоча Hyperlane забезпечує безшовний рух повідомлень та активів між різними ланцюгами, він також ставить перед нами ключове завдання: як приймаючий ланцюг може бути впевнений, що повідомлення дійсно походить з заявленого джерела? Передача повідомлень – це одне, а перевірка їх достовірності – зовсім інше.

Щоб вирішити цю проблему, Hyperlane впроваджує міжланковий модуль безпеки (Interchain Security Module, ISM) — модульну систему безпеки, яка перевіряє достовірність повідомлення перед його прийняттям на цільовому блоці. ISM є смарт-контрактом на блоці, який перевіряє, чи дійсно повідомлення було згенеровано на вихідному блоці, забезпечуючи захист від підробки і гарантію походження.

Коротко кажучи, коли Mailbox цільового ланцюга отримує повідомлення, спочатку він запитує: "Це повідомлення дійсно з оригінального ланцюга?" Лише після успішної перевірки повідомлення буде передано до очікуваного місця призначення. Якщо перевірка не вдалася або виглядає підозріло, повідомлення буде відхилено.

Цей процес подібний до роботи прикордонних служб під час міжнародних подорожей. Перед тим, як ви увійдете в країну, імміграційні官員 перевірять справжність вашого паспорта — "Цей паспорт справді виданий вашою батьківщиною?" Паспорт містить захисні функції та криптографічні елементи для підтвердження його легітимності. Хоча будь-хто може підробити документи, лише ті паспорти, які можуть бути прийняті для в'їзду, якщо вони можуть бути належним чином перевірені та криптографічно підтверджені.

Важливо, що ISM може гнучко налаштовувати свою модель безпеки в залежності від потреби в послугах. На практиці вимоги до безпеки істотно відрізняються в залежності від контексту. Наприклад, переказ невеликої суми токенів може вимагати лише базового підпису валідатора для забезпечення швидшого виконання. У порівнянні, переказ активів на мільйони доларів може вимагати багаторівневого підходу до безпеки — включаючи валідаторів Hyperlane, зовнішні мости (, такі як Wormhole ), а також додаткову мультипідписну верифікацію.

Таким чином, рамка ISM відображає одну ключову дизайнерську рішення: Hyperlane пріоритетизує з'єднуваність і безпеку за рахунок модульної верифікації. Додатки можуть налаштовувати свою модель безпеки, зберігаючи при цьому бездозвільний характер протоколу.

3. Інструменти для розробників та доступність: найпростіший спосіб підключення

Hyperlane надає пріоритет досвіду розробників, забезпечуючи високий рівень доступності та зручності використання. Його командний інтерфейс (CLI) та набір інструментів для розробки програмного забезпечення на базі TypeScript (SDK) є основними інструментами для інтеграції нових блоків у екосистему Hyperlane, відправки міжблокових повідомлень та налаштування Hyperlane Warp Route.

CLI та SDK є повністю відкритими, доступними для використання будь-ким. Розробники можуть встановити код з GitHub і почати інтеграцію без ліцензійних угод чи процедур затвердження. Офіційна документація містить покрокові інструкції, що робить її зрозумілою навіть для розробників з обмеженим досвідом у Блокчейн.

( 3.1. Hyperlane CLI: Інструмент для прямої інтеграції

Hyperlane CLI є офіційним інструментом командного рядка, призначеним для того, щоб розробники могли розгортати контракти Hyperlane та взаємодіяти з ними за допомогою простих команд. Він підтримує широкий спектр операцій — включаючи розгортання Hyperlane на новому Блокчейн, створення маршруту Hyperlane Warp та тестування крос-ланцюгового обміну повідомленнями — зазвичай лише однією командою.

• Реєстрація інформації про Блок: визначте назву Блоку, адресу та ідентифікатор домену ID)domain ID###
• Розгортання основних компонентів: автоматична установка Mailbox та ISM
• Тестування передачі повідомлень: надсилання експериментальних повідомлень між підключеними ланцюгами

( 3.2. Hyperlane SDK: Інтеграційний та автоматизований пакет інструментів

Hyperlane SDK є інструментом розробки на основі TypeScript, який спрощує реалізацію міжланкових повідомлень. Він дозволяє розробникам