Traduzione italiana di “Bridges and sidechains: Wanchain making Cardano interoperable - IOHK Blog”
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Ponti e sidechains: Wanchain rende Cardano interoperabile
Un articolo ospite sul blog a cura di Dr. Weijia Zhang e Temujin Louie
Alcuni mesi fa, un team di Wanchain ha contattato Input Output Global, Inc. (“IOG”) per discutere su come abilitare l’interoperabilità tra la mainnet di Cardano, le sidechain di Cardano e altre reti blockchain eterogenee.
L’obiettivo? Costruire l’infrastruttura necessaria per consentire vere applicazioni RealFi che abbraccino più blockchain per guidare l’adozione dell’ecosistema di Cardano, le soluzioni di interoperabilità blockchain di Wanchain, che sono network-agnostic, e sostenere il futuro del Web3.
È apparso subito evidente che si trattava di un compito monumentale che richiedeva il contributo (e il risultato!) di più team. In effetti, collegare Cardano a blockchain eterogenee sarebbe stata un’impresa complessa, poiché Cardano è fondamentalmente diverso dalla maggior parte delle altre reti blockchain. Da notare che Cardano utilizza:
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Ambienti di smart contract e linguaggi di programmazione diversi: Cardano utilizza Plutus e Haskell, non EVM e Solidity;
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Modelli di transazione diversi: Cardano utilizza un modello UTXO (come Bitcoin), non un modello basato sugli account (come Ethereum);
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Diversi schemi di firma e curve ellittiche: Cardano supporta EdDSA e Curve25519, non Shnorr e Secp256k1.
Ognuna di queste differenze merita un post dedicato, ma è sufficiente dire che, messe insieme, hanno rappresentato un ostacolo unico che limita il potenziale di interoperabilità di Cardano.
Fortunatamente, gli ingegneri amano le sfide!
I team di IOG, Wanchain e MLabs (una società di consulenza su Haskell, Rust, blockchain e AI, tra le migliori del settore) hanno collaborato per progettare un piano attuabile per rendere Cardano interoperabile e ora, con le fondamenta di una soluzione di interoperabilità per Cardano, è giunto il momento di condividere alcuni dettagli su quello che finora è stato un lavoro entusiasmante.
In questo articolo spieghiamo l’infrastruttura di base per collegare Cardano a reti blockchain eterogenee, sveliamo una nuova soluzione sidechain e condividiamo la roadmap a breve e lungo termine di questo progetto.
Wanchain: Una rete capillare di blockchain
Innanzitutto, un po’ di informazioni su Wanchain. Wanchain è sia una blockchain PoS di livello 1 sostenibile che una soluzione di interoperabilità blockchain decentralizzata. La blockchain PoS di livello 1 di Wanchain è un ambiente completo simile a Ethereum che funziona con strumenti, DApp e protocolli Ethereum standard del settore. È importante notare che ha alcuni legami con Cardano. Wanchain utilizza Galaxy Consensus, un algoritmo di consenso proof-of-stake che sfrutta una serie di schemi crittografici, tra cui la condivisione distribuita dei segreti e le firme a soglia, per migliorare i meccanismi di generazione dei numeri casuali e di produzione dei blocchi. Galaxy Consensus, sviluppato da ricercatori e accademici di livello mondiale, è una prosecuzione di Ouroboros di Cardano.
Nel frattempo, i ponti Wanchain sono ponti decentralizzati, diretti e non custodiali che collegano reti EVM e non EVM senza richiedere catene di relay o reti intermedie. Questi ponti utilizzano una combinazione di Secure Multiparty Computation (sMPC) e Secret Sharing di Shamir per proteggere gli asset crosschain. Attualmente, più di 15 reti di livello 1 e 2 (e non solo!) sono collegate dalla rete di blockchain ad ampio raggio di Wanchain.
Blocco fondamentale 1: ponti crosschain di Cardano
Il primo elemento necessario per costruire la soluzione di interoperabilità crosschain di Cardano è costituito da ponti crosschain decentralizzati, non custodiali e bidirezionali che collegano Cardano ad altre blockchain di primo livello.
Un ponte crosschain trasferisce beni e/o dati da una catena di origine a una catena di destinazione. Nella sua forma più elementare, questo avviene solitamente bloccando un asset sulla catena di origine e coniando un asset wrapped dello stesso valore sulla catena di destinazione. Questo è il metodo Lock-Mint-Burn-Unlock. Affinché il metodo Lock-Mint-Burn-Unlock funzioni, vengono implementati tre smart contract principali: uno sulla catena di origine per gestire gli asset di origine, uno sulla catena di destinazione per gestire gli asset di destinazione e uno su una catena di gestione per gestire la registrazione e lo staking dei nodi ponte.
Per chi non lo sapesse, la Figura 1 illustra una transazione da catena di origine a catena di destinazione. Una breve descrizione: quando la transazione crosschain viene avviata da un utente, vengono specificati la catena di destinazione e l’indirizzo di destinazione. Lo smart contract della catena sorgente blocca il token sorgente ed emette un evento Lock. I nodi ponte rilevano l’evento Lock e istruiscono lo smart contract della catena target a coniare un token dello stesso valore sulla catena target.
Figura 1. Una transazione crosschain di base
Per riportare il token alla catena di origine, il proprietario del token invia semplicemente una transazione “redeem” allo smart contract della catena di destinazione. Lo smart contract della catena di destinazione brucia il token wrapped e invia un evento Burn. I nodi ponte rilevano l’evento Burn e istruiscono lo smart contract della catena di origine a sbloccare il token sulla catena di origine. I nodi ponte di Wanchain sono privi di permessi e utilizzano il calcolo multiparty e lo staking per evitare la collusione.
Come accennato in precedenza, Cardano presenta diverse differenze fondamentali che complicano il compito di implementare i bridge crosschain. Ecco come IOG, Wanchain e MLabs hanno affrontato questi problemi:
Macchine virtuali e linguaggi di programmazione diversi: Cardano utilizza Plutus e Haskell, non EVM e Solidity.
L’esperienza di Wanchain consiste nel collegare blockchain completamente eterogenee. L’attuale infrastruttura crosschain comprende già blockchain che utilizzano EVM (come Ethereum e Wanchain), WebAssembly (come Polkadot) e persino blockchain che non hanno macchine virtuali (come Bitcoin, XRP Ledger e Litecoin). Quando possibile, risolviamo questo problema sviluppando smart contract nativi sia sulla catena di origine che su quella di destinazione. Altrimenti, se una rete non supporta gli smart contract, i nodi bridge di Wanchain gestiscono congiuntamente un conto di blocco dedicato utilizzando sMPC. La selezione sempre diversa di nodi ponte senza permessi di Wanchain comunica con gli smart contract (o account di blocco) su ogni catena, a seconda delle necessità.
Modelli di transazione diversi: Cardano utilizza un modello UTXO (come Bitcoin), non un modello basato sugli account (come Ethereum).
I nodi ponte di Wanchain hanno adattatori per connettersi a diverse blockchain. Gli adattatori possono costruire transazioni basate sul modello transazionale della blockchain desiderata. Una specifica API fornita da IOG consente a Wanchain di definire il formato delle transazioni per chiamare gli smart contract su Cardano.
Diversi schemi di firma e curve ellittiche: Cardano supporta EdDSA e Curve25519, non Shnorr e Secp256k1.
Questa si è rivelata la più grande dipendenza per la soluzione di interoperabilità di Cardano. Originariamente Cardano supportava EdDSA e Curve25519, non Schnorr e Secp256k1. A seguito di una richiesta di Wanchain e MLabs, Input Output ha coordinato gli sforzi interni per aggiungere a Cardano il supporto nativo per la firma Schnorr e la curva Secp256k1. Entrambi saranno disponibili pubblicamente dopo l’hard fork di Vasil di Cardano.
Blocco fondamentale 2: sicurezza aggiuntiva, Wanchain come sidechain di Cardano
Il cofondatore di Ethereum, Vitalik Buterin, ha recentemente dichiarato di essere pessimista riguardo alle applicazioni crosschain a causa dei limiti di sicurezza fondamentali dei bridge. Sebbene noi di Wanchain non siamo d’accordo con le sue conclusioni, le sue preoccupazioni sono valide. Per questo motivo, si sta prestando particolare attenzione a proteggere i ponti crosschain e a massimizzare la sicurezza della soluzione di interoperabilità di Cardano.
Questo porta al secondo elemento necessario per costruire la soluzione di interoperabilità crosschain di Cardano: I nodi ponte di Wanchain saranno aggiornati per collegare le reti di Wanchain e Cardano e proteggere ulteriormente i ponti crosschain e le transazioni di Cardano. In termini più semplici, Wanchain fungerà da sidechain compatibile con EVM di Cardano.
Il peg Cardano-Wanchain si basa su una verifica delle transazioni Merkle a due fasi. Questo meccanismo di prova comprende i seguenti componenti:
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Un contratto di gestione dello stato implementato su Cardano;
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I nodi dei ponti sono responsabili dell’autenticazione della validità dei dati della blockchain Wanchain, del calcolo delle radici Merkle e del salvataggio del valore della radice Merkle su Cardano a intervalli regolari;
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Una prova dell’albero di Merkle a due stadi.
Una prova ad albero di Merkle a due stadi viene utilizzata per dimostrare la correttezza di una transazione Wanchain utilizzando i dati compressi memorizzati in Cardano. Questa prova a due stadi è composta da due componenti: il First Stage Proof (FSP) e il Second Stage Proof (SSP). La FSP viene utilizzata per dimostrare che tx è memorizzato in un blocco Wanchain con bh come radice Merkle della transazione. La SSP viene utilizzata per dimostrare che bh è una radice Merkle di transazione valida di un blocco di Wanchain. Con una combinazione di FSP e SSP, possiamo sapere per certo che tx è una transazione valida in Wanchain. La procedura è illustrata nella Figura 2.
Figura 2. Percorso di verifica della prova a due stadi
Per dimostrare la correttezza di Tx1, la prova a due stadi è costruita come segue:
- Costruire FSP:
FSP={Tx1, Tx2,Tx34,LRoot3}
- Costruire SSP:
SSP={LRoot3,LRoot4,LRoot12}
- Comporre le due prove:
2StageProof={FSP,SSP}
La prova a 2 stadi è valida se le seguenti equazioni sono valide:
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LRoot3=SHA256(SHA256Tx1,Tx2,Tx34);
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Root=SHA256(LRoot12,SHA256LRoot3,LRoot4);
Questo nuovo approccio non solo massimizza la sicurezza della soluzione di interoperabilità di Cardano, ma funge anche da soluzione di scalabilità. Le transazioni possono ora essere spostate in modo sicuro da Cardano, registrando solo le informazioni vitali sulla blockchain di livello 1 per garantire sicurezza e immutabilità.
La tabella di marcia: prossima e lontana
Consentire la piena interoperabilità tra la mainnet Cardano, le sidechain Cardano e altre reti blockchain eterogenee è un progetto a lungo termine. Come tale, questo progetto sarà definito da miglioramenti incrementali, piuttosto che da salti radicali.
Il primo ponte di base Cardano-Wanchain è stato attivo in un ambiente di test per diversi mesi, consentendo di coniare ada wrapped su Wanchain. Dopo l’hard fork di Vasil di Cardano, questi ponti saranno distribuiti sulla mainnet.
Figura 3. ADA wrapped in un ambiente di test
Nel frattempo, si continuerà a lavorare per rendere Wanchain una sidechain formale EVM-compatibile con Cardano. Una volta che la verifica delle transazioni Merkle in due fasi sarà stata implementata, Wanchain si posizionerà come soluzione di scalabilità per le applicazioni attualmente in esecuzione su Cardano.
Col tempo, la topologia di interoperabilità Cardano-Wanchain prenderà forma, come si vede nella figura 4 qui sotto.
Figura 4. La topologia di interoperabilità Cardano-Wanchain
Lo strato inferiore della topologia è formato da blockchain di livello 1 come Cardano, Ethereum, Cardano, Polkadot o Bitcoin. Queste sono tutte collegate da ponti crosschain Wanchain esistenti. Le connessioni verticali collegano il livello 1 alle reti del livello 2 e alle sidechain come Arbitrum, Polygon, Optimistic. Il livello 2/sidechain è ideale per ospitare token e progetti RealFi. Le attività che attraversano i ponti di questo livello non hanno bisogno di passare attraverso la rete di livello 1 per raggiungere la loro destinazione. Wanchain ha già implementato diversi ponti di livello 1, 2 e da sidechain a sidechain.
Man mano che la strategia sidechain di Cardano continua a maturare, la soluzione di interoperabilità che stiamo costruendo oggi sarà in grado di soddisfare le esigenze crosschain e sidechain di Cardano.
Informazioni su Wanchain:
Wanchain, la catena Wide Area Network, è una soluzione di interoperabilità blockchain decentralizzata con la missione di guidare l’adozione di blockchain attraverso l’interoperabilità, costruendo ponti completamente decentralizzati e non custodiali che collegano le numerose reti blockchain siloed del mondo. Wanchain consente agli sviluppatori di creare applicazioni crosschain veramente decentralizzate per alimentare il futuro del Web3.
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