幾個月前，Wanchain 的一個團隊聯繫了 Input Output Global, Inc.（“IOG”），討論如何在 Cardano 主網、Cardano 側鍊和其他區塊鍊網絡之間實現互操作性。
目標？ 構建跨多個區塊鏈的真正 RealFi 應用程序所需的基礎設施，以推動 Cardano 生態系統、Wanchain 的網絡區塊鏈互操作性解決方案的採用，並支持 Web3 的未來。
很快就發現這是一項艱鉅的任務，需要多個團隊的輸入（和輸出！）。 事實上，將 Cardano 連接到異構區塊鏈將是一項複雜的任務，因為 Cardano 與大多數其他區塊鍊網絡有著根本的不同。 值得注意的是，卡爾達諾使用：
- 不同的智能合約環境和編程語言：Cardano 使用 Plutus 和 Haskell，而不是 EVM 和 Solidity
- 不同的交易模型：Cardano 使用 UTXO 模型（如比特幣），而不是基於賬戶的模型（如以太坊
- 不同的簽名方案和橢圓曲線：Cardano 支持 EdDSA 和 Curve25519，不支持 Shnorr 和 Secp256k1。
這些差異中的每一個都值得專門寫一篇文章，但總而言之，它們構成了一個獨特的障礙，限制了 Cardano 的互操作性潛力。
幸運的是，工程師喜歡挑戰！
來自 IOG、Wanchain 和 MLabs（業界最佳的 Haskell、Rust、區塊鍊和 AI 諮詢公司）的團隊合作設計了一個可操作的計劃，使 Cardano 具有互操作性，現在，有了 Cardano 互操作性解決方案的基礎，是時候了 有權分享迄今為止令人興奮的努力的一些細節。
在本文中，我們解釋了將 Cardano 連接到異構區塊鍊網絡的基本基礎設施，揭示了一種新穎的側鏈解決方案，並分享了該項目的近期和長期路線圖。
Wanchain：區塊鍊網絡集成
首先，介紹一下 Wanchain。 Wanchain 既是一個可持續的第 1 層 PoS 區塊鏈，也是一個去中心化的區塊鏈互操作性解決方案。 Wanchain 第 1 層 PoS 區塊鍊是一個完整的類似以太坊的環境，可與行業標準的以太坊工具、DApp 和協議一起使用。 重要的是，它與卡爾達諾有一些聯繫。 Wanchain 使用 Galaxy Consensus，這是一種股權證明共識算法，它利用各種加密方案，包括分佈式秘密共享和閾值簽名，以改進隨機數生成和塊生產機制。 由世界一流的研究人員和學者開發的 Galaxy Consensus 是 Cardano 自己的 Ouroboros 的延續。
同時，Wanchain 橋是去中心化的、直接的、非託管的橋，連接 EVM 和非 EVM 網絡，不需要任何中繼鍊或中間網絡。 這些橋接器結合使用安全多方計算 (sMPC) 和 Shamir 的秘密共享來保護跨鏈資產。 目前，Wanchain 的廣域區塊鍊網絡連接了超過 15 個第 1 層和第 2 層網絡（還在增加！）。
基礎區塊 1：Cardano 跨鏈橋
構建 Cardano 的跨鏈互操作性解決方案所需的第一個要素是將 Cardano 連接到其他第 1 層區塊鏈的去中心化、非託管、雙向交叉鏈橋。
跨鏈橋將資產和/或數據從源鏈傳輸到目標鏈。 在最基本的形式中，這通常是通過在源鏈上鎖定資產並在目標鏈上鑄造具有相同價值的包裝資產來完成的。 我們稱之為 Lock-Mint-Burn-Unlock 方法。 為了使 Lock-Mint-Burn-Unlock 方法起作用，部署了三個主要的智能合約：一個在源鏈上處理源資產，一個在目標鏈上處理目標資產，一個在管理鏈上處理註冊和質押 橋樑節點。
對於那些不熟悉的人，下面的圖 1 說明了源鏈到目標鏈的交易。 簡單說明：用戶發起跨鏈交易時，指定目標鍊和目標地址。 源鏈智能合約鎖定源代幣並發出 Lock 事件。 橋接節點檢測到 Lock 事件並指示目標鏈智能合約在目標鏈上鑄造相同價值的代幣。
為了將代幣帶回源鏈，代幣的所有者只需向目標鏈智能合約發送“贖回”交易即可。 目標鏈智能合約銷毀包裝的代幣並發出銷毀事件。 橋接節點檢測到 Burn 事件並指示源鏈智能合約解鎖源鏈上的代幣。 Wanchain 橋接節點是無需許可的，並使用多方計算和抵押來防止串通。
如上所述，Cardano 有幾個根本差異，使部署跨鏈橋的任務複雜化。 以下是 IOG、Wanchain 和 MLabs 如何解決這些問題：
- 不同的虛擬機和編程語言：Cardano 使用 Plutus 和 Haskell，而不是 EVM 和 Solidity
- Wanchain 的專長是連接完全異構的區塊鏈。 當前的跨鏈基礎設施已經包括使用 EVM 的區塊鏈（如 Ethereum 和 Wanchain）、WebAssembly（如 Polkadot），甚至根本沒有虛擬機的區塊鏈（如比特幣、XRP Ledger 和 Litecoin）。 如果可能，我們通過在源鍊和目標鏈上開發本地智能合約來解決這個問題。 否則，如果網絡不支持智能合約，Wanchain 橋接節點使用 sMPC 共同管理一個專用鎖定賬戶。 Wanchain 不斷選擇無需許可的橋接節點，然後根據需要與每條鏈上的智能合約（或鎖定賬戶）進行通信。
- 不同的交易模型：Cardano 使用 UTXO 模型（如比特幣），而不是基於賬戶的模型（如以太坊）
- Wanchain 橋接節點具有連接到不同區塊鏈的適配器。 適配器可以根據預期區塊鏈的交易模型構建交易。 IOG 提供的 API 規範使 Wanchain 能夠定義交易格式以調用 Cardano 上的智能合約。
- 不同的簽名方案和橢圓曲線：Cardano 支持 EdDSA 和 Curve25519，不支持 Shnorr 和 Secp256k1
- 這被證明是 Cardano 互操作性解決方案的最大依賴。 Cardano 最初支持 EdDSA 和 Curve25519，不支持 Schnorr 和 Secp256k1。 根據 Wanchain 和 MLabs 的請求，Input Output 協調內部工作，為 Cardano 添加對 Schnorr 簽名和 Secp256k1 曲線的本地支持。 兩者都將在 Cardano 的 Vasil 硬分叉之後公開可用。
基礎區塊 2：額外的安全性，Wanchain 作為 Cardano 側鏈
以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 最近評論說，由於橋的基本安全限制，他對跨鏈應用持悲觀態度。 儘管 Wanchain 不同意他的結論，但他的擔憂是有道理的。 因此，正在特別考慮保護跨鏈橋並最大限度地提高卡爾達諾互操作性解決方案的安全性。
這引出了構建 Cardano 跨鏈互操作性解決方案所需的第二個要素：Wanchain 橋接節點將升級以掛鉤 Wanchain 和 Cardano 網絡，以進一步保護 Cardano 的跨鏈橋接和交易。 簡單來說，Wanchain 將作為 Cardano 的 EVM 兼容側鏈。
Cardano-Wanchain 掛鉤基於兩階段 Merkle 交易驗證。 該證明機制包括以下組件：
- 部署在 Cardano 上的狀態管理合約；
- Bridges 節點負責驗證 Wanchain 區塊鏈數據的有效性，計算 Merkle 根，並定期將 Merkle 根值保存到 Cardano；
- 兩階段 Merkle 樹證明。
兩階段 Merkle 樹證明用於使用存儲在 Cardano 中的壓縮數據來證明 Wanchain 交易的正確性。 這個兩階段證明有兩個組成部分，即第一階段證明（FSP）和第二階段證明（SSP）。 FSP 用於證明 tx 存儲在某個 Wanchain 區塊中，bh 作為其交易 Merkle 根。 SSP 用於證明 bh 是 Wanchain 中某個區塊的有效交易 Merkle 根。 通過 FSP 和 SSP 的組合，我們可以知道 tx 是 Wanchain 中的有效交易。 下面的圖 2 中顯示了此過程。
為證明 Tx1 的正確性，構建兩階段證明如下：
- Construct FSP:
FSP={Tx1, Tx2,Tx34,LRoot3} - Construct SSP:
SSP={LRoot3,LRoot4,LRoot12} - Compose the two proofs:
2StageProof={FSP,SSP}
如果以下等式成立，則兩階段證明有效：
- LRoot3=SHA256(SHA256Tx1,Tx2,Tx34);
- Root=SHA256(LRoot12,SHA256LRoot3,LRoot4);
這種新穎的方法不僅最大限度地提高了 Cardano 互操作性解決方案的安全性，而且還兼作可擴展性解決方案。 現在可以安全地將交易從 Cardano 移出，只記錄第 1 層區塊鏈上的重要信息，以確保安全性和不變性。
路線圖：近程與遠程
實現 Cardano 主網、Cardano 側鍊和其他異構區塊鍊網絡之間的完全互操作性是一個長期項目。 因此，該項目將通過漸進式改進而不是根本性飛躍來定義。
第一個基本的 Cardano-Wanchain 橋已經在測試環境中運行了幾個月，允許在 Wanchain 上生成包裝的 ada。 在 Cardano 的 Vasil 硬分叉之後，這些網橋將被部署到主網上。
同時，將繼續努力使 Wanchain 成為 Cardano 的正式 EVM 兼容側鏈。 一旦兩階段 Merkle 交易驗證到位，Wanchain 將被定位為當前在 Cardano 上運行的應用程序的可擴展性解決方案。
隨著時間的推移，完整的 Cardano-Wanchain 互操作性拓撲結構將形成，如下圖所示。
底層由第 1 層區塊鏈構成，例如 Cardano、Ethereum、Cardano、Polkadot 或比特幣。 這些都是通過現有的 Wanchain 跨鏈橋連接起來的。 垂直連接將第 1 層連接到第 2 層網絡和側鏈，例如 Arbitrum、Polygon、Optimistic。 第 2 層/側鏈層非常適合託管代幣和 RealFi 項目。 資產在這一層過橋不需要通過第一層網絡就可以到達其目標目的地。 Wanchain 已經部署了幾個這樣的第 1 層、第 2 層和側鏈到側鏈的橋接器。
隨著 Cardano 自身的側鏈策略不斷成熟，我們今天構建的互操作性解決方案將能夠滿足 Cardano 的跨鍊和側鏈需求。
關於Wanchain：
Wanchain 是一種去中心化的區塊鏈互操作性解決方案，其使命是通過建立連接世界上許多孤立的區塊鍊網絡的完全去中心化、非託管的橋樑，通過互操作性推動區塊鏈的採用。 Wanchain 使開發人員能夠構建真正去中心化的跨鏈應用程序，為 Web3 的未來提供動力。