交叉链作为近两年区块链科技的一个热点方向，已经引起了很多人的关注。

导 读

跨链，作为近两年区块链科技的一个热点方向，已经引起了很多人的关注。

从技术角度来说，Cosmos与Polkadot无疑可以称之为“跨链二人组”。他们的技术路线没有明显的优劣，但是他们的发展理念各有千秋。

Cosmos最初是由嫩薄荷团队构建的开源社区项目，它将自己定义为“由多个独立的并行区块链组成的分散网络”。和波尔卡多一样，也是通过接力技术实现的。

毕竟Cosmos是如何解决跨链过程中遇到的所有问题的？本文通过解释宇宙的体系结构和跨链交易过程，使我们进一步了解宇宙。

作为跨链竞争对手之一，

什么是Cosmos

宇宙被定位为可扩展、易于使用和互操作的区块链互联网。

首先，介绍了宇宙的三个重要组成部分

枢纽：本质上是一个接力链，由政府维护，被视为跨链消息的信任中心；

专区：参与宇宙网的应用链，允许不同类型的区块链加盟；

Ibc(区块链间通信协议):链间通信协议。

这里的ABCI是应用层区块链如何与共识层交互的接口，共识层和网络层由CosmosSDK的底层实现，所以只有实现相关的ABCI接口，才能自己构建一个链。

ABCI接口和CosmosSDK将在下一个Cosmos系列中详细介绍。

交易流程

接下来介绍Cosmos的交易流程。Cosmos交易分为普通交易和跨链交易。普通交易通过应用链内的共识链接，而跨链交易通过IBC跨链协议进行交易。

普通交易

Cosmos的普通交易类似于Ethereum，也是一个关键字段为From、To、Amount的账户模型。

普通交易消息：

msg发送结构{ from address github _ com _ cosmos _ cosmos _ SDK _ types }类型ACC address to address github _ com _ cosmos _ cosmos _ SDK _ types .ACC地址量github _ com _ cosmos _ cosmos _ SDK _ type .角点}

交易流程

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ice转给Bob 100atom代币。

ChainA的Alice转给ChainB的Bob 100atom

1. ChainA的Tendermint收到该笔交易，调用BaseApp的BeginBlock，检查区块的高度、Gas消耗情况和节点投票情况；

2. 执行区块中的交易，减少Alice 100atom，增加托管账户Escrow 100atom，存储Alice和Escrow的账本（如果不是原生代币，则销毁Alice 100代币）。

3. 构建跨链交易MsgPackage数据包，根据DestinationChannel和DestinationPort定位Outgoing队列，将MsgPackage存入该队列；

4. 区块内交易全部执行完成后，Tendermint调用BaseApp的EndBlock收尾，包含执行完成后的事件等等， 再调用BaseApp的Commit，调用IavlStore持久化等操作；

5. IavlStore通过当前所有的Iavl Tree Root构建Merkle Tree；

6. ChainA的Tendermint通过Tree root生成区块哈希；

7. ChainA的Tendermint准备进行下一轮出块；

8. 中继器Relayer轮询ChainA的Out队列，发现Outgoing队列存在MsgPackag；

9. 中继器Relayer解析MsgPackage数据包来源和目的；如果发现ChainB的区块高度大于超时高度，移除ChainA的MsgPackage，向ChainA的inComming队列发送MsgTimeout数据包；

10. 中继器Relayer向ChainB的Incomming队列发送包含MsgPackage数据包，ChainB随后解析MsgPackage，验证MsgPackage的有效性；

11. 托管账户Escrow mint 100atom，然后向Bob发送100 atom；

12. ChainB构建MsgAcknowledgement数据包，中继器Relayer轮询ChainB的Incomming队列，将其放入ChainB的Outgoing队列；

13. ChainA收到ChainB的MsgAcknowledgement或者MsgTimeout数据包，如果MsgAcknowledgement包含执行失败的状态或者存在MsgTimeout数据包，则根据数据包内的信息进行向托管账户赎回对应的金额。

跨链难题

▲ Relayer 作恶问题

场景描述：Relayer是链下的一个传递跨链消息的组件，任何人可以启动Relayer来传递消息。

方案：所有验证在链上进行，Ｒelayer只做消息传递。

效果：可多个Ｒelayer同时工作，跨链消息的有效性和有序性的保证和Ｒelayer无关，至少一个不作恶Ｒelayer即可工作

▲ 跨链存在性证明

我们可以看到，在每个IBC数据包的结构中都包含：

struct {  Proof commitmentexported.Proof   ProofHeight uint64 Signer sdk.AccAddress }

其中ProofHeight是对应的区块高度，Proof是Merkle Proof，Signer是发送者的地址，跨链双方维护对方的轻节点，提供类似SPV证明的机制。

▲ 跨链交易事务

IBC跨链协议中定义了两种关于包含状态的跨链交易数据包：

MsgAcknowledgement：定义IBC协议的响应数据包，包含跨链交易执行成功或者失败的状态。

// MsgAcknowledgement receives incoming IBC acknowledgementtype MsgAcknowledgement struct {  Packet Acknowledgement []byte Proof commitmentexported.Proof   ProofHeight uint64 Signer sdk.AccAddress }

MsgTimeout：定义IBC协议的超时数据包，包含下一个接收包的序列号。

// MsgTimeout receives timed-out packettype MsgTimeout struct {  Packet NextSequenceRecv uint64 Proof commitmentexported.Proof   ProofHeight uint64 Signer sdk.AccAddress }

来源链通过MsgAcknowledgement数据包，可以判断跨链交易是否执行成功，如果执行失败来源链做出相对的回滚。

来源链通过MsgTimeout数据包，可以判断一个跨链交易的数据包是否超时，如果超时来源链做出相对的回滚。

结论

总体来说，Cosmos作为与Polkadot齐名的跨链双雄之一，在架构设计和IBC跨链协议上有许多值得我们学习借鉴的地方。

接下来的Cosmos系列文中会详细介绍IBC协议和Tendermint共识详解，敬请期待！

作者简介

江哲

来自数据网格实验室BitXHub团队主要负责区块链账本互操作技术相关研究工作