作者：Red Sheehan，Web3開發者&研究員；翻譯：金色財經xiaozou
本文要點：
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Cosmos Hub是一個專注於互操作性和安全性的獨立應用鏈。 Cosmos Hub於2019年上線。
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Cosmos Hub率先推出Cosmos SDK、CometBFT (Tendermint)、ABCI和IBC等技術，後被許多Interchain網絡使用。
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Interchain由通用互操作性協議IBC所連接的主權網絡構成。 Interchain也被稱為Cosmos生態系統。
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Cosmos Hub正在共享其驗證者集，並通過Replicated Security為Neutron和Stride提供安全性。 Replicated Security是在Cosmos Hub上實現的第一種形式的共享安全性。
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ATOM 2.0提案的各部分（如流動性質押）正在實施和探索中，以提高ATOM的資本效率。 ATOM是Cosmos Hub的原生代幣。
1、背景介紹
第一批區塊鍊是服務於單一目的的特定應用網絡，比如促進金融轉移的Bitcoin、提供身份解決方案的Namecoin等。之後，像以太坊這樣的通用鏈提供了可組合性，同一平台上可以有多個協議。最後，特定應用網絡（應用鏈）作為主導架構回歸，以可互操作的多鏈生態系統形式包含了可組合性。
與其他多鏈生態系統（如以太坊或Polkadot）不同，Cosmos生態系統（即Interchain）不依賴於單個根鏈來促進數據和資產轉移。 Interchain是一組可互操作的、特定於應用程序的主權網絡，稱為應用鏈，而Cosmos Hub本身是一個專注於互操作性和安全性的獨立應用鏈。 Cosmos Hub是創世Interchain，也是市值最大的應用鏈。 Interchain模型為應用鏈帶來專業性、可組合性和主權。
這些特性結合在一起產生了一個在社會層面上極度去中心化的生態系統。 Interchain網絡有不同的社區和不同的治理模式。相比之下，其他多鏈生態系統模型的結果是應用鏈/模塊化鏈社區，是各自基礎層社區的子集，並且在意識形態上與他們的基礎網絡捆綁在一起（例如，Stacks與Bitcoin 、Optimism與以太坊、Kusama與Polkadot）。
Cosmos Hub於2019年問世，使用了Interchain Foundation和Ignite（又名Tendermint）開發的技術。各團體都在不斷支持Cosmos Hub和Cosmos技術棧的開發，包括Interchain Foundation、Binary Builders、Atom Accelerator DAO、Informal Systems、Strangelove等。 Interchain擁有50多個獨立的網絡，所有網絡都有各自獨特的支持實體。
2、技術
Cosmos Hub是一個權益證明(PoS)主權區塊鏈，具有基於賬戶的會計模型，沒有原生智能合約功能。 Cosmos Hub是使用Cosmos技術棧中的各種技術和標准開發建設的，例如Cosmos SDK、CometBFT和IBC協議，以實現所有核心區塊鏈功能（例如共識）。 Cosmos生態系統中的其他特定應用網絡（應用鏈）主要是用這些相同的技術開發的。
（1）Cosmos SDK
Cosmos SDK是一個開源軟件開發工具包(SDK)，用於開發多資產PoS主權公共區塊鏈，如Cosmos Hub。 Cosmos SDK還用於創建需許可的權威證明(PoA)區塊鏈。使用Cosmos SDK建設的區塊鏈通常被稱為應用鏈（特定於應用程序的區塊鏈）。
SDK是圍繞模塊化執行堆棧設計的，允許應用程序按需求混合和匹配元素。模塊化設計為開發人員提供了可定制性和靈活性，同時仍然可以通過使用預構建的開源元素實現快速開發。
使用Cosmos SDK的開發人員可以將精力完全集中在應用層上，不必擔心共識、網絡或互操作性等其他功能。這些“其他功能”來自於CometBFT、IBC以及應用鏈堆棧中的其他特性。
（2）CometBFT
Cosmos SDK用於開發自定義應用層（或狀態機），而CometBFT則用於在網絡中的所有節點上安全地複制該狀態機。 CometBFT是一個無關應用的引擎，通過兩個主要組件處理網絡和共識層：
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共識算法，即Tendermint。
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Socket協議，即應用區塊鏈接口(ABCI)。
Tendermint是一種拜占庭容錯(BFT)算法。 Tendermint Core是默認算法，但也有其他可用版本。 CometBFT通過Tendermint實現即時的最終性，而大多數其他網絡使用的是概率最終性。 Tendermint是一個綁定權益證明(BPoS)系統，在該系統中，驗證者被選擇根據他們的權益生成和簽署區塊。驗證者和委託者必須在他們的un-stake請求提交後等待21 epoch（1 epoch約為1天）才能收到他們的代幣。
ABCI是連接應用層和Tendermint的接口。這個socket協議可以用任何語言包裝，允許CometBFT與任何應用層都能兼容。
（3）IBC
區塊鏈間通信(IBC)協議於2021年首次推出，它不是某個橋的任何單一實例，而是橋的標準。 Cosmos Hub通過IBC與其他應用鏈通信。
IBC橋接標準使異構區塊鏈能夠在不添加第三方信任假設的情況下建立跨鏈連接。各參與鏈同意信任彼此的安全模型，並使用共享消息傳輸標準來通信及驗證狀態更改。這允許IBC消息繼承底層鏈的最低安全性。 IBC繼續迭代，通過Interchain Standards（ICS）提案添加了Interchain Accounts（ICA）和Interchain Queries（ICQ）等功能。
IBC還依賴於Tendermint和CometBFT的即時最終性，這使得它通常與概率最終性網絡（如以太坊）不兼容。 Electron Labs和zkBridge等團隊正在努力以合理的成本實現IBC與以太坊的兼容。其他團隊和項目也致力於將IBC接入到其他生態系統中。 Composable Finance就是一個例子，其最終目標是實現與Polkadot生態系統的集成。
3、共享安全
（1）Replicated Security
共享安全是指允許一個網絡的驗證者使用該鏈上的質押來參與另一個網絡的共識。這種設置將允許市值較小的網絡從較大的網絡那裡“租用”安全性。 Cosmos Hub在所有Interchain網絡中市值最大，是出租安全性的主要候選者。
由於缺乏可編程性，Cosmos Hub安全性不能在像EigenLayer再質押這樣的模型中任意共享，但它可以通過治理傳遞並在個人基礎上啟用。 Replicated Security（之前的Interchain Security）是指與另一條鏈共享完整的Cosmos Hub驗證者集，並通過治理投票獲得許可。
（2）Neutron和Stride
792提案的通過使Neutron成為首個利用Cosmos Hub驗證者集通過Replicated security實現安全性的鏈。 Stride緊隨其後，成為第二個這樣的鏈。截至2023年8月，Neutron和Stride是僅有的使用Replicated Security的鏈。 Neutron成為Cosmos Hub的CosmWasm擴展，而Stride為各種Interchain網絡和資產實現了流動性質押。
（3）替代模型
Interchain中還有其他版本的共享安全策略。 Mesh Security為具有現有驗證者集的網絡提供雙向安全性，它關注的是質押者而非驗證者。 Cosmos Hub和Osmosis都在探索Mesh Security。 Babylon的目標是利用Bitcoin來實現PoS鏈的數據可用性，並在此過程中降低遠程攻擊等安全風險。
為了實現Mesh Security，可能會先部署某種形式的CosmWasm來實現所需的邏輯。 Cosmos Hub本身不支持任意的智能合約，因為它的核心重點是互操作性。 CosmWasm VM是被Interchain中各種實體所支持的虛擬機。 CosmWasm支持Rust和Go，因為它基於的是Web Assembly（WASM）。儘管在Cosmos Hub上關於CosmWasm的無需許可和需許可版本的提案在2023年8月未能通過，但社區仍在繼續探索關於實現CosmWasm的想法。
Opt-in Security允許每個驗證者單獨選擇運行消費鏈，而無需整個驗證者集必須支持另一個鏈。從理論上講，這種方法降低了鏈獲得安全性的障礙，使消費鏈以無需許可的方式啟動。該模型與合併挖礦有異曲同工之妙。
4、ATOM代幣
Cosmos Hub的原生代幣ATOM與ICS-20兼容。所以，它允許用戶在通過IBC協議連接的鏈之間傳輸ATOM。該資產的主要功能如下：
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Cosmos Hub上的交易所需交易費是以ATOM結算的。
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代幣持有者可以質押ATOM來操作驗證器，從而保障網絡安全並獲得獎勵。
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代幣持有者可以將ATOM委託給現有驗證者，以幫助保障網絡安全，並獲得一部分驗證者獎勵。
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所有質押和委託ATOM都可用於網絡治理過程中的投票。
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作為一個ICS-20代幣，ATOM可用於任何相連的Cosmos鏈上的點對點交易。
截至2022年8月，ATOM的代幣供應量約為3.5億，市值約為40億美元，代表了Cosmos Hub的經濟安全。在2019年最初分發的1.89億ATOM中，68%是通過ICO出售的。 Cosmos Hub使用的開源技術的核心貢獻者也收到了初始分發的一部分。
（1）代幣發行
驗證者通過三種方式獲得代幣。所有驗證者的收入都是根據設定的佣金率與委託人分享的。
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所有交易費用根據總質押ATOM的百分比按比例分配給驗證者。
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區塊獎勵根據總質押ATOM的百分比按7%-20%的比例分配給驗證者。區塊獎勵導致通脹壓力。
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當區塊生產者包含超過2/3的預提交時，獎金是以線性方式獲得的。如果提議者包含2/3的預提交（區塊有效的最低值），則額外獲得1%的獎金。如果提議者包含100%的預提交，則獎金百分比可以達到5%。這些獎金將造成通脹壓力。
ATOM代幣通縮壓力有兩種形式：
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Burning（銷毀）——Cosmos Hub具有鏈上治理機制，ATOM持有者可以就治理進行投票以及發布提案。這些提案涵蓋諸如更改共識參數和社區池資金分配等問題。提案要成功提交，必須要從任一代幣持有者那裡獲得至少250枚ATOM存款。如果提案被否決，這筆存款將被銷毀。
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Slashing（罰沒）——如果交易是雙簽名的，或者驗證者長時間離線，那麼驗證者節點獎勵ATOM或可罰沒。罰沒獎勵隨後會被銷毀。此外，項目團隊已在其白皮書中聲明，在治理過程中，投票人可以使用用戶的初始ATOM存款來創建任何被認為是垃圾郵件的提案。如果一半以上投票人同意接受存款，那麼這些代幣將直接進入儲備池（減去被銷毀代幣）。
（2）驗證者
質押ATOM代幣並滿足系統要求的用戶可以操作驗證器來保障網絡安全並獲得獎勵。獎勵僅由排名前180位的驗證者獲得，這些驗證者根據自質押和委託ATOM代幣的總量排名。獎勵以額外ATOM代幣的形式支付，這些代幣來自區塊獎勵發行（每年約佔總代幣供應量的7%）和交易費用。
有180個活躍Cosmos Hub驗證者。還有147個驗證者處於非活動狀態，位於前180名驗證者之外。此外，目前有203個驗證者因行為不當而被監禁，如漏掉太多區塊、雙籤等。
（3）治理
從一開始到現在，已經有121個關於Cosmos Hub的鏈上治理提案，其中已通過提案79個。 Cosmos Hub結合鏈下和鏈上治理流程。網絡改進提案和參數更新通過鏈下方式進行設計和討論，通常是在Cosmos治理論壇上，也在各社交媒體平台上進行。
一旦進入鏈上治理系統，ATOM質押者投票決定是否批准（並最終執行）提議的更改。只有質押或委託的ATOM代幣可用於對提案進行投票。驗證者和委託者對提案進行投票，1 ATOM對應1票。
委託人可以讓他們的驗證者代表他們投票，或者他們可以手動操作不同意驗證者的選擇。所有驗證者都有資格投票；但是，要讓這些投票作數，驗證者必須在投票週期結束時排在前180位驗證者中。
（4）ATOM 2.0
被拒絕的ATOM 2.0提案重新構想了ATOM代幣經濟學。此次大變的目標是在徹底消除通脹之前，在幾年內大幅減少ATOM的發行。此外，它旨在提高資本效率，並通過流動性質押將ATOM定位為Interchain儲備資產。最終，這些操作將為ATOM代幣帶來增值。
雖然最初的提案被拒絕了（可能是由於它涉及的範圍太廣、動作太快），但各個組成部分繼續作為單獨提案被探索。值得注意的是，有兩個提案（增加金庫規模以及提高ATOM資本效率的流動質押特性）在ATOM 2.0中首次亮相後，在後續提案中都獲得了通過。
社區仍在討論的其他ATOM 2.0特性包括無需許可的共享安全模型和用於Interchain技術的社會協調（即治理）中心（例如，IBC、CosmWasm等）。自那以後，社區未能通過的提案涉及：
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基於交易費額度銷毀ATOM；
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激勵持有者質押持有代幣；以及
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改進Cosmos Hub的收費機制，以最大限度地減少垃圾交易。
5、Interchain
Interchain由通用互操作性協議IBC所連接的主權網絡構成。
（1）應用鏈
許多Interchain網絡都是應用鏈：為實現特定用例而設計的區塊鏈。這種設計為應用程序開發人員提供了更大的靈活性，因為該架構可以專門用於優化單個功能。相比之下，通用平台（如以太坊）可以服務於更廣泛的任意用例，但不能為任何單一功能優化其架構。
通用平台可以通過各種不同功能的協議和獨特社區協同構建網絡效應。隨著越來越多的協議和用戶加入了一個網絡，該網絡將吸引更多的建設者，從而形成一個正反饋循環，從理論上講，價值會增加。雖然沒有哪個單個應用鏈擁有足夠廣泛的用戶，無法與單個通用網絡的網絡效應相抗衡，但一組應用鏈卻可以。 Interchain本質上是一個高度可組合的區塊鏈系統，提供專門的應用層來優化功能和互聯應用鏈的網絡效應。為了保持這種架構優勢，應用鏈必須保持其可組合性，同時減輕各應用鏈受眾範圍較小這一缺點。
除了提供目的和吞吐量的去中心化之外，Interchain模型和應用鏈還提供社會去中心化，因為網絡彼此獨立。有別於其他多鏈生態系統（例如，以太坊與rollup、Polkadot與parachains），Interchain不依賴於單個根鏈來促進數據和資產轉移。每個網絡都具有完全的社會主權，就像一個自我治理的迷你DAO。
（2）多鏈模型
IBC橋接恰好位於兩個網絡之間。直接連接每個應用鏈需要2個IBC連接才能實現完全的互操作性。 Interchain採用了hub-and-spoke模型（這不是一個完美的比喻，因為可能有多個“hub”）來最小化鏈之間的hop數。在實踐中，這種具有多個hub的hub-and-spoke模型成為了一種經典的去中心化模型。
大多數Interchain網絡（又名“Zones”）要么是特定於應用程序的，提供一個主要功能，要么為應用程序開發提供一個更通用的平台，如以太坊。一些網絡專門用於互操作性，有時稱為“Hub”，Cosmos Hub就是個主要例子。通常，網絡被激勵專注於互操作性，以便路由和驗證不同鏈之間傳遞的信息，賺取費用。通過Tendermint和IBC，任何給定的Interchain網絡都可以插入另一個網絡，並通過擴展，訪問其他IBC連接的網絡。
Interchain的去中心化精神體現在“Hub”式的互操作性角色並非Cosmos Hub所獨有的——因為網絡沒有與Cosmos Hub鎖定，還可以保持它們的主權。這一決定也有助於擴展，因為“Hubs”可以出於地理或意識形態一致等原因與特定的網絡群組集成。
（3）Interchain網絡
所有Interchain網絡都通過IBC連接，但並非所有Cosmos SDK構建的網絡都啟用了IBC。另一方面，有些支持IBC的網絡不是用Cosmos SDK構建的，就比如Kusama。 Interchain在以下領域有明顯的多樣性：
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去中心化金融（DeFi）
Osmosis，一個AMM DEX。
Osmosis，一個訂單簿和衍生品平台。
Terra Luna，算法穩定幣發行方。
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基礎設施
Celestia，一個模塊化數據可用性層。
Nyx，一個通過Nym mixnet支持網絡級隱私的通信基礎設施網絡。
Akash，一個去中心化計算網絡。
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隱私和安全計算
Namada，一個資產無關的Interchain隱私協議。
Penumbra，一個支持屏蔽跨鏈交換和轉移的網絡。
Secrete Network，一個通過完全同態加密實現私有計算的網絡。
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橋接互操作性
THORChain，一個支持原生去中心化交換的跨鏈DEX。
Axelar，一個在網絡之間通信的橋和overlay network（覆蓋網絡）。
Wormhole，一個連接Interchain和以太坊、Solana及其他網絡的跨鏈橋。
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跨生態系統集成：
Babylon，一個利用Bitcoin的安全解決方案。
Evmos，一個兼容EVM與以太坊連接的網絡。
Composable Finance，通過IBC連接Interchain和Polkadot的CosmWasm網絡。
（4）開發者生態系統
Cosmos Hub的開發已有400多名貢獻者，他們來自Interchain Foundation、Informal Systems、Iqlusion和Ignite（以前的All in Bits Inc.）等。據Electric Capital報導，Interchain的全職開發者有500多名，兼職開發者1600多名。這些指標在所有網絡中排名第三，僅次於以太坊和Polkadot。
在更廣泛的Interchain中，與使用領域專用語言（DSLs）的VM相比，CosmWasm VM在吸引開發人員方面提供了巨大優勢。由於它與Cosmos SDK的兼容性和編程語言的通用性，CosmWasm被許多應用鏈使用，並增強了可互操作的智能合約功能。如前所述，Cosmos Hub上的CosmWasm一直在被社區探索。此外，CometBFT的ABCI足夠靈活，可以支持任何應用層，因此生態系統中存在許多具有各種VM的執行環境。
6、競爭格局
Interchain並不是唯一的多鏈生態系統。以太坊的以rollup為中心以及Polkadot的paracchains是多鏈未來願景的範例。然而，與其他生態系統優先考慮共享安全相比，Interchain通過優先考慮主權而使自己脫穎而出。
以太坊以rollup為中心的路線圖已經部署了幾十個L2 rollup，甚至還有可組合的rollup生態系統和分形擴展相關計劃。與Cosmos模型類似，以太坊的rollup模型提供了目的和吞吐量的去中心化。然而，它不提供社會去中心化。數據可用性、安全性和治理使rollup模型成為中心化生態系統模型。
雖然中心化的生態系統模型有利於協作（例如，OP Stack由來自Optimism、Arbitrum、Base和Boba Network的團隊貢獻），但它不鼓勵太多的意識形態多樣性。已經有很多團隊放棄了EVM，開始構建自定義VM（例如，Starknet、Fuel和Aztec）。即便如此，它們仍然受到基礎層決策的影響，因此必須在意識形態上與以太坊保持一致，才能在生態系統中進行合理建設。
Interchain有許多不同的意識形態團體。 THORChain專注於原生資產互換；Namada和Penumbra專注於鏈上隱私保護；Secret Network專注於實現完全同態加密；Babylon專注於獲取比特幣的安全性；Ethermint專注於降低EVM活動成本。但是，所有這些鏈都在Interchain中，因為使用Cosmos堆棧進行開發建設很方便。
隨著獨立數據可用性層（例如Celestia、EigenDA和Polygon Avail）的引入，rollup模型開始發生變化，這使得可以在其他地方發布數據的主權rollup成為可能。目前，絕大多數L2都在使用EVM，同時僅使用以太坊獲取數據可用性，在社交和技術層面將它們與以太坊綁定。
獨立網絡最近開始遷移到多鏈生態系統，Celo社區對從L1遷移到以太坊L2很有興趣。 2022年6月，以太坊生態系統中的應用鏈DEX dYdX開始向Interchain網絡遷移。
以太坊、Polkadot、Avalanche和其他多鏈生態系統都可能在某個時候與IBC集成，加入Interchain。在Tendermint的即時最終性和其他形式的概率或混合共識之間進行橋接尤其困難，但團隊現在正在努力解決這個難題。
7、結論
自2019年以來，Cosmos Hub一直是Interchain的核心像徵。它一直是連接Interchain主權網絡的共享技術的先驅。然而，它正在超越技術領袖的角色，成為了某些Interchain網絡的潛在安全中心。
2023年，Cosmos Hub通過引入Replicated Security再次佔據Interchain的領先地位。通過Neutron和Stride（第一批採用Replicated Security的區塊鏈），Cosmos Hub的驗證者集現在將安全性擴展到多個網絡。同時，其他Interchain網絡在技術和社會協調方面都保持了自主權。憑藉強大的驗證者集和ATOM代幣的巨大市值，Cosmos Hub已做好準備為其他網絡提供Replicated Security和其他共享安全機制。
