Что такое интероперабельность?

Что такое интероперабельность?

В контексте блокчейн-систем интероперабельность предполагает возможность различных сетей взаимодействовать, обмениваться данными и совершать транзакции. В частности, она позволяет передавать активы между различными цепочками, минуя посредников вроде централизованных бирж. 

Одной из главных преград для массового внедрения блокчейна и Web3 остается разрозненность сетей. Пользователи, выбравшие отдельный блокчейн (например, Ethereum), способны без проблем работать с децентрализованными приложениями (dapps) внутри этой сети, но взаимодействие с другими системами (Polkadot, Avalanche и т. д.) может быть затруднено. Это вынуждает разделять ликвидность между разными сетями, а разработчики распыляют ресурсы при поддержке проектов сразу на несколько блокчейнах.

Решения, направленные на обеспечение интероперабельности, призваны устранить разрозненность существующих сетей, обеспечивая их эффективное взаимодействие. 

Установление единых стандартов и протоколов способствует созданию более взаимосвязанной экосистемы, в которой активы и информация беспрепятственно перемещаются между различными платформами. Эта функциональность реализуется за счет использования специализированных технологий, ликвидирующих барьеры между изолированными блокчейн-системами.

Какие преимущества дает интероперабельность?

Перечислим основные преимущества, которые можно достичь благодаря интероперабельности:

Повышение ликвидности и доступности экосистем

Кроссчейн-совместимость повышает ликвидность и доступность активов для пользователей, позволяя им перемещаться между различными блокчейнами. Это открывает новые инвестиционные горизонты, давая возможность взаимодействовать с более широким спектром активов на различных платформах и способствуя диверсификации портфелей. 

Кроссчейн-интероперабельность также укрепляет инфраструктуру децентрализованных приложений, содействуя их повсеместному внедрению.

Масштабируемость и эффективность

Распределенные сети регулярно сталкиваются с трудностями, обусловленными ограничениями пропускной способности и скорости обработки операций. Протоколы кроссчейн-интероперабельности применяют в решении этих проблем, рассредоточивая транзакции по многочисленным цепочкам. 

Это повышает общую масштабируемость и эффективность сетей. Блокчейн-экосистемы получают возможность удовлетворять растущие потребности пользователей и приложений без ущерба для общей производительности.

Содействие инновациям

Кроссчейн-взаимодействие создает благоприятную среду для сотрудничества, где разработчики могут использовать преимущества различных блокчейнов для инновационных решений. 

Стимулируя развитие проектов, связанных с совместимостью распределенных систем, ускоряется эволюция децентрализованных технологий. Разработчики получают возможность легко внедрять функциональность различных блокчейнов, что открывает новые сценарии использования dapps.

Снижение риска контрагента

Использование CEX и прочих централизованных платформ сопряжено с риском контрагента при совершении транзакций. 

Кроссчейн-совместимость устраняет необходимость в посредниках, снижая этот вид риска и повышая безопасность взаимодействия с различными блокчейнами. Благодаря обеспечиваемой протоколами интероперабельности прямой коммуникации пользователи могут надежно и безопасно совершать транзакции, не полагаясь на доверенные третьи стороны.

Стимулирование развития бизнеса

Используя решения интероперабельности, криптокомпании могут: 

• оптимизировать финансовые операции;
• снижать затраты;
• прозрачно обмениваться активами и данными. 

Бесшовные кроссчейн-операции оптимизируют цепочки поставок и упрощают трансграничные платежи, открывая новые возможности для развития бизнеса.

Улучшенный пользовательский опыт

Благодаря технологиям интероперабельности обеспечивается единая интегрированная блокчейн-среда, что способствует более широкому внедрению технологии. В результате растет TVL сегмента DeFi и уменьшается проблема фрагментации ликвидности.

Какие решения помогают достичь интероперабельности?

С развитием DeFi-сегмента и рынка криптовалют в целом появились различные технологии, упрощающие межсетевое взаимодействие. У каждой из них свой уникальный подход и характеристики.

Атомарные свопы

Атомарный своп — это децентрализованный своп криптовалют, где две стороны напрямую обмениваются активами без посредников. Сделка происходит мгновенно и атомарно. Последнее означает, что либо обе стороны получают желаемые монеты, либо обмен не осуществляется.

При реализации атомарных свопов используется контракт хеширования с блокированием по времени (HTLC). Он требует, чтобы получатель платежа до истечения установленного срока подтвердил получение средств путем генерирования криптографического подтверждения платежа. В противном случае транзакция признается недействительной, а средства возвращаются отправителю.

Такие операции могут осуществляться как ончейн, то есть напрямую между блокчейнами разных криптовалют, так и офчейн — за пределами распределенной системы.

Атомарные свопы могут использоваться для:

• децентрализованной торговли;
• ончейн-переводов;
• работы dapps.

Преимущества:

• безопасность: нет необходимости доверять третьей стороне, риск мошенничества отсутствует;
• конфиденциальность: личные данные пользователей не раскрываются;
• децентрализация: сделки не подвержены цензуре и не ограничены географически;
• эффективность: обмен происходит быстро и с минимальными комиссиями.

Межсетевые протоколы

IBC-протоколы упрощают взаимодействие между блокчейнами, создавая единую среду для маршрутизации платежей среди различных сетей. Эти решения обеспечивают свободное перемещение стоимости между независимыми экосистемами, способствуя развитию унифицированной финансовой инфраструктуры.

Устанавливая общие правила и механизмы маршрутизации, межсетевые протоколы делают возможными бесшовные транзакции между различными блокчейнами. Это эффективные способы обеспечения кроссчейн-совместимости. 

LayerZero — один из наиболее известных IBC-протоколов. Он призван устранить преграды коммуникации между блокчейнами без ущерба безопасности и децентрализации. По словам разработчиков, омничейн-решение объединяет экономическую эффективность Polkadot и безопасность Cosmos.

С момента основания проект суммарно привлек $263 млн (по итогам пяти раундов). Его оценка составляет $3 млрд. 

Примеры инфраструктурных сервисов на базе LayerZero: Gas.zip, Telos Bridge и Decent.

Кроссчейн-мосты

Кроссчейн-мосты — это децентрализованные приложения, позволяющие перемещать активы между различными блокчейнами.

Они взаимодействуют с токенами различных стандартов (ERC-20, BEP-20 и других) между сетями. Существуют и кроссчейн-мосты, позволяющие переводить средства между блокчейнами, построенными по разным технологиям (биткоин, Ethereum, Litecoin, Dogecoin), а также среди решений масштабирования второго уровня (Arbitrum, Optimism).

Для осуществления кроссчейн-переводов могут создаваться обернутые активы, использоваться пулы ликвидности в нескольких экосистемах. Также перевод средств способны осуществлять узлы ретрансляции, располагающие средствами в разных блокчейнах.

Какие еще есть технологии для кроссчейн-совместимости?

Протокол CCIP от Chainlink

Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP) — децентрализованный протокол с открытым исходным кодом, разработанный Chainlink. Он призван стать унифицированным стандартом функциональной совместимости для Web3-экосистемы, позволяя смарт-контрактам любой сети беспрепятственно взаимодействовать друг с другом.

CCIP используется в известных Web3-проектах:

• Synthetix: децентрализованная биржа синтетических активов;
• Aave: ведущий протокол децентрализованного кредитования.

Wormhole

Wormhole — это децентрализованный протокол, который позволяет осуществлять бесшовную передачу активов между различными блокчейнами. 

Решение обеспечивает бесперебойный обмен данными между распределенными системами, что может быть полезно для разработчиков, создающих dapps с мультичейн-функциональностью.

Протокол Wormhole запустили в 2021 году. С того момента сеть ежедневно обрабатывает свыше 2 млн кроссчейн-транзакций на приблизительную сумму $35 млрд.

В конце 2023 года проект привлек $225 млн при оценке в $2,5 млрд.

Hyperlane

Это протокол на базе алгоритма DPoS, обеспечивающий механизм проверки и безопасности кроссчейн-коммуникации посредством гибких методов достижения консенсуса. 

Валидаторы сети проверяют транзакции в каждом блокчейне, подключенном к экосистеме. Hyperlane предусматривает систему выявления мошенничества, в которой задействованы наблюдатели (Watchtowers) с целью подтверждения корректности межсетевых сообщений.

Avalanche Warp Messaging

Avalanche Warp Messaging (AWM) — протокол обмена данными. Он позволяет любым подсетям в экосистеме Avalanche отправлять и верифицировать сообщения от других подсетей или специализированных блокчейнов.

Cross-Consensus Message Format

Cross-Consensus Message Format (XCM) обеспечивает связь между системами консенсуса на Polkadot.

XCM позволяет реализовать различные сценарии кроссчейн-взаимодействия:

• технология дает возможность безопасно и без посредников переводить токены между парачейнами и другими блокчейнами;
• решение позволяет смарт-контрактам на разных парачейнах взаимодействовать друг с другом, создавая новые возможности для децентрализованных приложений;
• протокол может использоваться для управления парачейнами и другими блокчейнами, например, для голосования по предложениям или изменения конфигурации.

Благодаря XCM платформа Polkadot становится не просто набором независимых блокчейнов, а единой экосистемой, где все участники могут беспрепятственно взаимодействовать друг с другом.

Axelar

Axelar позиционируется как масштабируемая платформа взаимодействия для Web3, использующая алгоритм PoS. Проект стремится ликвидировать разрозненность блокчейнов, предлагая децентрализованную сеть валидаторов и набор инструментов для разработчиков. 

Технология упрощает перемещение активов среди dapps и взаимодействие между разными сетями. Платформа обеспечивает повышенную безопасность и позволяет выполнять сложные кроссчейн-операции. 

В числе партнеров Axelar: MetaMask, Trust Wallet, Celestia, Lido, Uniswap, Microsoft и Circle.

Какие есть препятствия на пути к интероперабельности?

В последние годы технологии интероперабельности продемонстрировали заметный прогресс, но их применение по-прежнему сопряжено с рядом сложностей. 

Кроссчейн-мосты — сложные механизмы, работающие с различными экосистемами, которые могут использовать совершенно разные языки программирования. Также они предполагают концентрацию активов в едином смарт-контракте на конкретном блокчейне. В особенностях реализации подобных решений кроются широкие возможности для хакеров. 

Обеспечение неизменности данных при взаимодействии блокчейнов — также непростая задача. Различия в механизмах консенсуса и моделях управления сетями создают потенциальные несоответствия и уязвимости. Чтобы сохранить целостность и безопасность общих данных в децентрализованных системах, требуются надежные решения и стандарты совместимости.

Различные блокчейны работают с разными моделями доверия и протоколами защиты. Это усложняет взаимодействие, ведь нужно интегрировать разрозненные системы, не снизив безопасность и уровень децентрализации. 

Еще один вызов — законодательные нормы и их соблюдение. Регуляторная неопределенность, необходимость соответствия правилам различных юрисдикций — все это служит препятствием внедрению решений для интероперабельности.