一文了解LayerZero如何將IBC帶入以太坊EVM世界

註：原文作者是LayerZero Labs 首席技術官 Ryan Zarick以及總工程師Isaac Zhang。

今天，龐大的Cosmos 生態系統已通過Cosmos的區塊鏈間通信協議（IBC）連接了起來，最近，Terra 等 Tendermint 鏈啟用了IBC，將它們連接到了Cosmos Hub、Osmosis以及許多其他Cosmos生態鏈。

所謂IBC，它定義了一組標準，定義了一個通用的消息傳輸層，其中包括數據結構、抽象和語義，一旦由參與鏈實施，這將允許它們之間安全地進行通信。在傳輸層之上，IBC 還定義了一個應用層，其中包含了一組標準，例如用於可互換代幣的ICS-20，它定義了應如何解釋消息。

然而，由於通過IBC當前的傳輸層去連接以太坊和其他基於EVM的區塊鏈的成本很高，因此限制了IBC的擴展。

而LayerZero 是一種全鏈互操作性協議，它能夠向任何鏈上的任何合約發送消息。該消息是一個字節有效載荷，允許用戶應用程序完全控制其結構和解釋。簡單來說：LayerZero 是一個消息傳輸層，用於智能合約在區塊鏈之間進行通信。

LayerZero 如何替換IBC的傳輸層

首先，IBC的傳輸層管理輕客戶端如何存儲和驗證數據（ICS-2、ICS-23）、執行連接握手（ICS-3）以及建立消息通道（ICS-4）。它是一個完整的輕客戶端實現，需要明確的鏈上完整區塊頭（header）同步才能成功握手。任何消息傳遞都由 ICS-18 指定的中繼器執行。然而，在大多數基於 EVM 的鏈中運行完整的輕客戶端成本太高了，因此限制了IBC的傳輸層使用。

LayerZero 通過預言機（Oracle）按需流式傳輸區塊頭來放鬆鏈上完整區塊頭同步假設，這是通過更高效的鏈外實體達到所需完整區塊頭同步狀態的隱式方式。提交的header將與中繼提交的交易憑證進行交叉驗證。LayerZero合約將不同鏈的tx證明抽象為庫。例如，以太坊和Tendermint使用不同的序列化格式（RLP vs go wire）、簽名方案（secp256ka vs ed25519）和數據結構（Patricia Trie vs IAVL+樹）。

在分解預言機（Oracle）和中繼器（Relayer）之間的職責時，LayerZero 利用已建立的預言機（例如 Chainlink 和 Band）的安全屬性，並通過開放的中繼器系統提供額外的安全層。只有當預言機（Oracle）和中繼器（Relayer）串通時，系統才會崩潰，因為從統計上看，在不知道特定區塊頭的情況下，不可能發送針對區塊頭進行驗證的交易證明，反之亦然。

IBC傳輸層的另一個主要問題是，它只允許具有確定最終性的區塊鏈之間進行直接通信。更高IBC抽象層的安全性和應用程序的保證取決於這種最終性。為了讓 IBC 與PoW工作量證明系統(具有概率最終性)一起工作，需要一個強加確定性閾值的適配器zone （例如，在 sifchain 中定義的“peg zone”）。

而LayerZero 本身就解決了上述問題，因為它可以與確定性和概率性的tx無縫協作。此屬性允許 LayerZero連接具有不同網絡拓撲和共識算法的異構區塊鏈。

LayerZero如何與IBC聯動

今天，許多應用程序正在轉向多鏈架構，LayerZero 可以使這些應用之間無縫通信（A →A，B →B），但如果 A 想與 B 通信怎麼辦？一種方法是讓 A 和 B 團隊設計一套商定的規則，來解釋兩個應用程序之間的消息傳遞。消息標準將針對 A 和 B 想要執行的特定類型的通信進行高度優化。如果 C 想在幾個月後集成，但他們需要修改標準以滿足他們的要求怎麼辦？

這就是 Cosmos 的區塊鏈間通信協議 (IBC) 的用武之地。除了作為如何在兩條鏈之間建立通信的標準之外，IBC 還擁有一套強大的標準，例如 ICS-20，它定義了如何格式化消息以進行代幣傳輸。來自A、B和C的團隊可以利用這些社區驅動的標準來定義他們的消息傳遞規則，而不是重新發明輪子。

現在我們來看一看：IBC當前的傳輸層要求每條鏈之間有成對的輕客戶端，但在大多數基於EVM的區塊鏈中，運行一個完整的輕客戶端成本過高了，這限制了IBC向具有高吞吐量和廉價交易的區塊鏈的延伸。但是，在所有智能合約鏈上運行 IBC 的強大消息傳遞標準不是很好嗎？

而通過在全鏈互操作性協議 LayerZero之上引入IBC，通過用LayerZero替換 IBC 的傳輸層，IBC 現在可以在任何地方蓬勃發展，讓應用程序擁有一個社區驅動的全鏈通信標準。LayerZero 實施了一系列創新，使全鏈通信更便宜、更快捷。感興趣的讀者可以查看它的超輕節點（Ultra Light Node）設計。