Архітектура та ролі протоколу Axelar у багатоланцюговому середовищі

1. Вступ

1.1. Поява середовища з багатьма блокчейнами

На початкових етапах розвитку технології блокчейн Ethereum очолив відновлення активності в мережі завдяки децентралізованим додаткам (Dapps), побудованим на базі смарт-контрактів. Важливо, що ці dApp були сумісні в межах екосистеми Ethereum, вільно комбінуючи функції та обмінюючись активами та інформацією через стандарти, такі як ERC-20. Однак обмежена масштабованість Ethereum заважала їй надійно обробляти зростаючу кількість транзакційних запитів. Унаслідок цього виникли перевантаження мережі та зростання комісій за газ, що підкреслило критичну важливість "масштабованості" — здатності блокчейн-мережі стабільно обробляти великий обсяг транзакцій мірою того, як більше користувачів і коштів входять у мережу. Для вирішення проблем масштабованості Ethereum були розроблені нові монолітні блокчейни першого рівня (L1), такі як Solana, Aptos та Sui, з орієнтацією на високу пропускну здатність та низькі комісії. Крім того, в межах екосистеми Ethereum з'явилися спроби вирішення проблем масштабованості через рішення другого рівня (L2), які виконують транзакції у власних мережах і записують результати в Ethereum. Додатково, платформа Cosmos SDK дозволяє вибирати та комбінувати необхідні модулі для створення спеціалізованих додатків блокчейнів (appchains), адаптованих для фінансів, ігор та інших цілей. Більше того, для створення більш гнучких і масштабованих мереж з'явилася модульна архітектура блокчейна. Ця архітектура розділяє основні функції, такі як консенсус, виконання та доступність даних, на незалежні шари, які можуть органічно поєднуватися. Останнім часом у межах екосистеми Ethereum з'явилися платформи модульної розробки блокчейнів, такі як Arbitrum Orbit і OP Stack від Optimism, що призвело до появи різноманітних блокчейнів з модульною архітектурою. Оскільки одночасно відбувається як горизонтальне розширення блокчейнів L1, так і вертикальне розширення L2, L3 та appchains, сьогоднішня екосистема блокчейнів вступила в епоху мультичейну, де співіснують різноманітні блокчейн-мережі. Цей розвиток дає розробникам свободу вибирати найбільш відповідний блокчейн для своїх проектів і забезпечує користувачам доступ до ширшого набору послуг та можливостей, ніж будь-коли раніше. Однак це розширення блокчейнів відбулося за рахунок сумісності. Додатки, розміщені на суверенних блокчейнах, з'єднані через мости або секвенсори, що створює поганий користувацький досвід і невиправдані ризики безпеки, коштуючи користувачам мільярдів у втрачених фондах. Окрім крадіжки та надто ускладненого користувацького досвіду, поява середовища з багатьма блокчейнами призвела до фрагментації ліквідності, оскільки ліквідність розсіяна по різних блокчейнах. Користувачі також стикаються з незручністю управління окремими акаунтами та гаманцями для кожного ланцюга. Цей сценарій підкреслив необхідність рішень для сумісності блокчейнів, які полегшують безперервний обмін активами та даними між блокчейнами, забезпечуючи уніфіковану ліквідність та користувацький досвід у Web3-додатках.

1.2. Поява та розвиток рішень для сумісності блокчейнів

Ранні рішення міжланцюгової сумісності включали мости, що дозволяли переносити активи між ланцюгами. Ці мости часто використовували прості мультипідписні налаштування для захисту коштів, що переміщуються між блокчейнами, використовуючи такі методи, як підхід Lock & Mint, який блокує токени на відправлячому ланцюгу та карбуванує обгорнуті токени на приймаючому ланцюгу, та підхід Burn & Mint, який спалює токени на відправлячому ланцюгу та карбуванує нові на приймаючому ланцюгу. Ці методи частково полегшували фрагментацію ліквідності, але вони вводили нові вразливості безпеки та забезпечували поганий користувацький досвід. Навіть із протоколами мостів користувачам все одно потрібно було керувати окремими акаунтами та гаманцями для кожного ланцюга та надсилати транзакції до кожного ланцюга безпосередньо, що заважало безперервному користувацькому досвіду. Наприклад, коли користувач хоче використати токен A мережі Ethereum для покупки токена B в мережі Solana, він повинен:

1. Отримати доступ до свого гаманця, що управляє активами в мережі Ethereum.
2. Підключити гаманець до протоколу мосту та надіслати транзакцію мосту для токена A.
3. Отримати доступ до свого гаманця, що управляє активами в мережі Solana.
4. Підключити гаманець до децентралізованої біржі (DEX), яка підтримує торгівлю між токеном A та токеном B.
5. Обміняти переведений через міст токен A на токен B.

Для покращення користувацького досвіду Cosmos представив стандарт IBC (Inter-Blockchain Communication), який сприяє міжланцюговому обміну повідомленнями. Це дозволяє переносити не лише активи, а й довільні повідомлення між appchains на базі Cosmos. Ці повідомлення можуть ініціювати виконання смарт-контрактів або обмін даними на приймаючому ланцюгу. Ця інновація спрощує процеси мосту та обміну активами між різними appchains, що дозволяє розробляти такі dApp, як Quasar, які пропонують функції yield farming з використанням активів з різних ланцюгів. IBC значно покращив сумісність з точки зору користувацького досвіду, чого не могли досягти лише протоколи мостів. Однак IBC в основному зосереджений на передачі активів та виконанні базових смарт-контрактів з використанням цих активів. Це обмеження впливає на складні міжланцюгові взаємодії або мультичейн-операції в межах однієї транзакції. Крім того, IBC працює переважно в межах екосистеми Cosmos, що ускладнює пряму сумісність з іншими блокчейн-середовищами, такими як Ethereum і Solana. Тому для досягнення справжнього блокчейн-інтернету, що охоплює всі блокчейни незалежно від типу чи структури, потрібен більш універсальний і відкритий протокол міжланцюгового обміну повідомленнями. Вирішення цієї потреби в комплексній міжланцюговій сумісності призвело до розробки Axelar.

2. Axelar: Протокол для повної сумісності

Axelar — це протокол обміну повідомленнями між різними блокчейнами наступного покоління, розроблений для подолання обмежень існуючих рішень для обміну повідомленнями, які часто обмежені специфічними екосистемами. Axelar — це платформа сумісності web3, що забезпечує відкритий стек для з'єднання всіх блокчейнів та забезпечує користувацький досвід для розробників та користувачів в один клік. TCP/IP, стандартний протокол зв'язку в комп'ютерних мережах, дозволив ізольованим мережам в інтернеті спілкуватися загальною мовою. Уявіть Axelar як безпечний і програмований TCP/IP для екосистеми блокчейнів. Його мета — дозволити різним блокчейнам обмінюватися перевіреною інформацією та цінністю безпечно, зберігаючи при цьому їхні унікальні характеристики.

Станом на травень 2024 року Axelar підтримує міжланцюжкове обміну повідомленнями з загалом 64 блокчейн-мережами, включаючи Cosmos IBC та мережі на основі EVM (Ethereum Virtual Machine), такі як Ethereum, Polygon та Avalanche. У найближчому майбутньому Axelar планує розширити свою екосистему, забезпечивши сумісність з мережами, що не базуються на EVM, такими як Solana, Aptos, Sui, Stacks, Hedera, Stellar тощо. Мережі, сумісні з Axelar, Джерело: Axelarscan.

Axelar надає розробникам платформу для міжланцюжкової розробки, яка сприяє зручному створенню та розгортанню інтерчейн-додатків, що взаємодіють з кількома блокчейнами. Інтерчейн-додатки, створені на Axelar, можуть виконувати складні міжланцюжкові взаємодії, але з точки зору користувача вони отримують доступ до міжланцюжкових функцій, надсилаючи одну транзакцію до додатку у вихідній мережі. Ця абстракція дій у різних мережах забезпечує користувачам безшовний досвід, подібний до роботи в межах однієї мережі. Технологічна міць та потенціал Axelar були продемонстровані завдяки співпраці з різними проектами та підприємствами. Деякі примітні приклади включають:

Ondo Finance, емітент стейблкоїна USDY на основі RWA, реалізував міжланцюжковий міст USDY, використовуючи Axelar; окрім того, у лідерборді RWA.xyz, Centrifuge та Provenance також покладаються на Axelar для забезпечення сумісності.

Провідні криптогаманці, такі як Metamask та Trust Wallet, використовують додаток на базі Axelar — Squid — для функції міжланцюжкового обміну.

Основні проекти DeFi, такі як dYdX та Uniswap, посилили свої міжланцюжкові можливості завдяки партнерству з Axelar.

Ігровий проект Immutable побудував міжланцюжкову інфраструктуру у співпраці з Axelar.

Проект ліквідності стейкінгу Lido Finance розширив свій стейкований ETH (stETH) на Cosmos та BNB Chain через Axelar.

Глобальні підприємства, такі як JP Morgan, Microsoft, Deutsche Bank та Mastercard, співпрацюють з Axelar над міжланцюжковою інфраструктурою для своїх ініціатив у Web3.

Далі, щоб зрозуміти, як Axelar прагне стати стандартним безпечним протоколом зв'язку в блокчейн-екосистемі, ми детально розглянемо архітектуру та функції протоколу Axelar.

2. 1. Архітектура протоколу

Протокол Axelar складається з ключових компонентів, таких як мережа Axelar, шлюз-контракти та API/SDK. Архітектуру можна проілюструвати наступною структурою.

2. 1. 1. Мережа Axelar: децентралізований хаб для міжланцюжкового зв'язку

Axelar працює у власній мережі для децентралізації мостування повідомлень та активів між підключеними блокчейнами. Ця мережа побудована з використанням фреймворку Cosmos SDK, відомого створенням блокчейнів, і використовує Delegated Proof of Stake (DPoS) як алгоритм консенсусу. Користувачі можуть стейкіти нативний токен Axelar, $AXL, для запуску вузлів-валідаторів. Навіть користувачі, які не запускають вузли-валідатори, можуть брати участь у валідації мережі, делегуючи свої$AXL валідаторам. Станом на 17 травня приблизно 130 сутностей стейкають $AXL і запускають вузли. Серед них топ-75 сутностей із найвищою часткою стейкінгу обираються активними валідаторами і беруть участь у валідації мережі. Решта операторів вузлів, які не були обрані валідаторами, допомагають поширювати блоки та отримують невеликі винагороди.

Валідатори відстежують стан блокчейнів, підключених до мережі Axelar, і перевіряють міжланцюжкові транзакції, подані до Axelar. Для цього кожен валідатор запускає вузли для підключених блокчейнів, зчитуючи їхні дані для підтвердження дійсності міжланцюжкових транзакцій. Наприклад, коли користувач запитує міжланцюжкову транзакцію для переказу активів з Ethereum на Polygon, валідатори Axelar виконують наступні кроки:

1. Перевірити, що транзакція відбулася в Ethereum, перевіряючи вузол Ethereum.
2. Підтвердити, що адреса одержувача є дійсною у вузлі Polygon.
3. Після підтвердження дійсності транзакції записати та виконати транзакцію в блокчейні Axelar.

Axelar використовує систему квадратичного голосування, де сила голосу валідаторів збільшується пропорційно квадратному кореню зі стейканих токенів, а не лінійно. Наприклад, щоб подвоїти свою силу голосу, валідатору потрібно учетверити стейкінг $AXL. Це запобігає надмірному впливу декількох валідаторів і гарантує, що більша кількість учасників має рівні права на прийняття рішень, що підвищує децентралізацію та справедливість мережі.

2. 1. 2. Шлюз-контракти

Кожен блокчейн, підключений до мережі Axelar, має шлюз-контракти, реалізовані як смарт-контракти (або інші види інсталяцій у мережах без смарт-контрактів) у відповідних мережах. Ці контракти виконують дві основні функції:

1. Спостереження за подіями, транзакціями та станом у вихідній мережі.
2. Виконання транзакцій у мережі призначення після того, як валідатори мережі Axelar перевірять події, спостережені у вихідній мережі.

Шлюз-контракти спілкуються один з одним через різні блокчейни відповідно до конкретних протоколів:

• CGP (Cross-Chain Gateway Protocol): Визначає правила для контрактів шлюзів щодо розпізнавання та обміну інформацією між мережами.
• CTP (Cross-Chain Transfer Protocol): Встановлює правила для передачі активів та даних між мережами.

Ці протоколи дозволяють мережам зберігати їх унікальні структури та механізми консенсусу, досягаючи при цьому високої сумісності. Шлюз-контракти керуються валідаторами Axelar. Кожен контракт шлюзу контролюється ключем, який спільно утримується усіма валідаторами Axelar. Ця схема покладається на криптографічну схему з багатьма сторонами (multi-party cryptography), що поділяє ключ на частини, що називаються частками ключа (key shares). Кожен валідатор володіє певною кількістю часток ключа, згідно з кількістю токенів AXL, стейканих у валідатора. Шлюз може перевіряти повідомлення з вихідного ланцюга або виконувати дії в ланцюгу призначення лише за умови авторизації пороговим числом часток ключів валідаторів.

2. 1. 3. API та SDK

Axelar надає розробникам API та SDK для спрощення та прискорення розробки інтерчейн-додатків. Axelar API служить інтерфейсом для розробників для взаємодії з мережею Axelar, що дозволяє виконувати функції, такі як передача активів, ретрансляція повідомлень та перевірка статусу транзакцій, через прості виклики. Використовуючи API, розробники можуть створювати інтерчейн-додатки без необхідності самостійно реалізовувати складну міжланцюжкову логіку, використовуючи надані функції для безшовної інтеграції міжланцюжкових можливостей у свої додатки.

SDK Axelar містить готові бібліотеки коду, необхідні для викликів API, а також зразки коду та документацію, які допомагають розробникам краще розуміти та використовувати ці бібліотеки. SDK підтримує різні мови програмування, включаючи JavaScript, Python та Go, що робить його доступним для широкого кола розробників. Таким чином, використовуючи API та SDK, надані Axelar, розробники можуть легко інтегрувати функціональність Axelar у свої додатки без необхідності прямої реалізації складної логіки міжланцюжкових взаємодій.

2. 2. GMP (General Message Passing)

На основі описаної архітектури мережа Axelar підтримує два типи міжланцюжкових транзакцій: транзакції Cross-Chain Token Transfer (переказ токенів між ланцюгами) та транзакції GMP (General Message Passing) (загальна передача повідомлень).

Cross-Chain Token Transfer: Ця функція працює аналогічно до традиційних мостів, використовуючи механізм блокування та випуску (lock-and-mint), при якому токени блокуються у вихідному ланцюгу, а обгорнуті (wrapped) токени випускаються в ланцюгу призначення.

GMP (General Message Passing): Ця функція забезпечує можливості міжланцюжкового обміну повідомленнями, що виходять за межі простого переказу активів. Через протокол шлюзу Axelar та стандарти CGP/CTP, GMP дозволяє здійснювати необмежені виклики функцій смарт-контрактів та синхронізацію стану між ланцюгами, часто без необхідності мостування активів. Наприклад, за допомогою GMP можна створити міжланцюжковий протокол кредитування, де активи блокуються в синхронізованих контрактах на різних ланцюгах, що дозволяє видачу кредитів у різних мережах без потреби переміщувати активи між ними. Крім того, користувачі можуть сплачувати комісію за газ за міжланцюжкові транзакції, використовуючи токени вихідного ланцюга, що усуває необхідність мати кошти на оплату газу в кількох мережах (включаючи мережу Axelar). З точки зору користувача, кілька транзакцій, необхідних між ланцюгами, абстрагуються в одну транзакцію, що відправляється у вихідному ланцюгу.

2. 2. 1. Механізм та переваги

Детальну роботу транзакцій GMP найкраще проілюструвати на простому, але потужному випадку використання: міжланцюжковий обмін (cross-chain swap). Squid є прикладом dApp, що забезпечує міжланцюжкові обміни, які дозволяють користувачам вийти за межі мостування, обмінюючись безпосередньо на нативні токени між ланцюгами.

Міжланцюжковий обмін відбувається за такими кроками:

1. Користувач ініціює міжланцюжковий обмін у вихідному ланцюгу, «Ланцюг A», маючи намір обміняти свій нативний токен на токен, який є нативним в іншому ланцюгу, «Ланцюг B».
2. Токени користувача обмінюються в Ланцюгу A на стейблкоін, який має ліквідність у обох ланцюгах.
3. Стейблкоін переміщується в Ланцюг B разом з інструкціями (GMP) для обміну на бажаний токен через ліквідну DEX у Ланцюгу B.
4. Газові токени конвертуються за необхідністю для оплати комісії за газ як у Ланцюгу A, так і в Ланцюгу B.
5. Після виконання обміну в Ланцюгу B користувач отримує бажані токени Ланцюга B у свій гаманець.

Станом на 17 травня приблизно дві третини з 1,8 мільйона транзакцій, оброблених Axelar, були транзакціями GMP, і використання GMP поступово зростає з розвитком міжланцюжкових dApps, що використовують цю функцію.

GMP пропонує кілька переваг порівняно з рішеннями для сумісності, що включають мостування токенів у рамках міжланцюжкових транзакцій:

• Зниження витрат на газ: Користувачі взаємодіють безпосередньо з контрактами ланцюга призначення без переміщення або спалювання активів у вихідному ланцюгу, економлячи на комісії за газ.
• Прозорість активів: Оскільки активи, що використовуються в контрактах на інших ланцюгах, залишаються на своєму початковому ланцюгу, легше відстежувати походження та стан активів.

У результаті GMP забезпечує користувачам 1) прозоре середовище використання активів та 2) економічний та безшовний досвід використання міжланцюжкових dApps.

2. 3. Архітектура Hub & Spoke

Існує два основних методи підключення кількох мереж для забезпечення сумісності: підхід «Точка-до-Точки» (Point-to-Point), де кожна мережа підключається лише до інших мереж, та підхід «Хаб та Спиці» (Hub & Spoke), де кожна мережа підключається до центрального хаба, через який спілкується з усіма іншими мережами.

Axelar використовує модель Hub & Spoke, де мережа Axelar виступає децентралізованим хабом, оточеним різними підключеними мережами. Ця модель забезпечує вищу масштабованість і безпеку порівняно з методом Point-to-Point.

У підході Point-to-Point додавання нової мережі вимагає встановлення прямих з'єднань з усіма існуючими мережами. Зі збільшенням кількості підтримуваних мереж кількість необхідних з'єднань зростає експоненційно. Натомість, у підході Hub & Spook нова мережа може підключитися лише до центрального хаба, який забезпечує зв'язок з усіма іншими мережами. Це забезпечує більшу масштабованість і полегшує управління оновленнями протоколів підключення.

З точки зору безпеки, модель Hub & Spoke є більш стійкою до проблем у підключених мережах. У структурі Point-to-Point, якщо у певного блокчейну виникають проблеми, вони можуть швидко поширитися. Для підтримання безпеки вся мережа має зупинитися. У моделі Hub & Spoke потрібно лише розірвати з'єднання проблемного блокчейну з хабом, що захищає решту мережі.

Axelar розробив свій центральний хаб — мережу Axelar — як децентралізовану мережу. Цей підхід використовує високу масштабованість моделі Hub & Spoke, одночасно посилюючи децентралізацію та безпеку.

2. 4. Токеноміка $AXL

В основі мережі Axelar лежить токен $AXL, який органічно пов'язує різних учасників та елементи всередині мережі. Токен$AXL виконує кілька ключових функцій:

• Голосування в управлінні: Тримачі $AXL можуть брати участь у основних процесах прийняття рішень, таких як оновлення мережі та зміни політики комісій, пропорційно до своїх володінь.
• Участь валідаторів: Користувачі можуть стейкати $AXL для участі у валідації мережі Axelar.
• Транзакційні збори: Усі міжланцюжкові транзакції, що проводяться через Axelar, стягують плату в $AXL.
• Стимули для валідаторів: Винагороди за генерацію блоків та валідацію виплачуються в $AXL.

Для мереж, сумісних з IBC, валідатори Axelar можуть перевіряти транзакції, запускаючи легкий клієнт IBC. Проте для нових мереж, які не сумісні з IBC, валідатори повинні запускати повні вузли (full nodes) для перевірки транзакцій, що збільшує операційні витрати та навантаження. Для вирішення цієї проблеми Axelar реалізував модель токеноміки, яка вводить певну кількість інфляції токенів $AXL як винагороду для валідаторів, які запускають додаткові повні вузли для нових мереж, несумісних з IBC.

Ця модель інфляції винагороджує валідаторів за збільшення робочого навантаження. Спочатку підключення нової мережі тягне за собою рівень інфляції 0,75%, що збільшило загальну пропозицію токенів $AXL з початкових 1 мільярда до приблизно 1,15 мільярда. Загальна пропозиція$AXL, Джерело: CoinMarketCap Оскільки кількість підключених ланцюгів зростає до сотень і навіть тисяч, пов’язана інфляція може мати довгостроковий негативний вплив на вартість $AXL та безпеку мережі Axelar. Для вирішення цих проблем спільнота Axelar запропонувала і затвердила покращення токеноміки. Запропоновані покращення включають: Зниження інфляції: Зниження рівня інфляції, пов’язаного з новими підключеннями мережі, з 0,75$AXL. Ставка спалювання визначатиметься через керування спільнотою. Наразі пропозицію щодо зниження інфляції було впроваджено, що знизило річний загальний рівень інфляції Axelar до 4,8% (1% базової інфляції плюс 0,2% додаткової інфляції для кожного з 19 ланцюгів, що не є IBC). Механізм спалювання комісій ще не прийнято. Після впровадження очікується, що він допоможе стабілізувати вартість $AXL, зменшуючи загальну пропозицію разом із заходами щодо зниження інфляції. 3. Ключові програми Axelar 3.1. Squid Squid — це маршрутизатор міжланцюгової ліквідності, який використовує GMP Axelar для пошуку та виконання оптимальних шляхів мосту та обміну для замовлень на міжланцюговий обмін, поданих користувачами. Користувачі сплачують повну вартість транзакції, використовуючи газові токени вихідного ланцюга, що дозволяє їм легко виконувати міжланцюговий обмін одним натисканням кнопки. Окрім обміну fungible-токенів, Squid також пропонує функцію оплати NFT, що дозволяє користувачам купувати NFT в інших ланцюгах, використовуючи активи, які вони зберігають у конкретній мережі. Крім того, Squid надає API, що дозволяє іншим програмам вільно використовувати функціонал Squid. Інтерфейс Squid Checkout, Джерело: Squid Checkout Типові міжланцюгові транзакції в Axelar включають створення блоку у вихідному ланцюгу та підтвердження остаточності блоку перед тим, як транзакція виконується в ланцюгу призначення через мережу Axelar. Це структурне обмеження означає, що загальний час транзакції може коливатися від 1 хвилини до майже 1 години, залежно від типів і статусів мереж, що взаємодіють. Для вирішення цієї проблеми Squid представив функцію Boost. Ця функція дозволяє користувачам сплатити додаткову комісію за короткостроковий кредит, наданий Squid, який виконує транзакцію в ланцюгу призначення першим. Функція Boost працює шляхом виконання транзакції обміну в ланцюгу призначення до того, як транзакція мосту з вихідного ланцюга буде завершена. Це означає, що користувач отримує бажані токени для покупки негайно. Після завершення транзакції переведення токенів з вихідного ланцюга Squid повертає токени, завершуючи міжланцюгову транзакцію. Це значно зменшує час очікування для користувачів і покращує їхній досвід торгівлі. На сьогодні оброблено приблизно 1 мільйон транзакцій GMP через Squid, що становить 80% від усіх транзакцій GMP в Axelar. 3.2. Prime Protocol Prime Protocol — це децентралізований додаток, який пропонує послуги міжланцюгового кредитування, використовуючи функціонал GMP Axelar. Інтерфейс Prime Protocol, Джерело: Prime Protocol Prime Protocol працює в основному в мережі Moonbeam, де смарт-контракти, відомі як Prime Contracts, розгорнуті в різних підключених мережах. Коли користувач вносить активи в Prime Contract у конкретному ланцюгу, контракт відправляє інформацію про депозит у Prime Protocol Hub у мережі Moonbeam через GMP Axelar. Коли користувач запитує позику, повідомлення про запит на позику відправляється до Hub у мережі Moonbeam через GMP. Після обробки повідомлення пересилається до Prime Contract у ланцюгу, де буде виконано позику, використовуючи активи в цьому ланцюгу для виконання запиту користувача. На відміну від традиційних протоколів кредитування DeFi, які працюють в одному ланцюгу та приймають забезпечення лише з цього ланцюга, Prime Protocol використовує активи з дев’яти різних ланцюгів як забезпечення і дозволяє позичати через ці ланцюги. Крім того, користувачі можуть сплачувати комісії за транзакції токенами з вихідного ланцюга протягом усього цього процесу, що забезпечує досвід, схожий на кредитування та позичання в одному ланцюгу. 4. AVM (Axelar Virtual Machine) та технічний план розвитку Axelar Axelar Virtual Machine (AVM) — це програмований рівень міжланцюгового стеку Axelar та основа майбутньої серії інструментів та можливостей для розробників. Це можливо, оскільки Axelar — це блокчейн, що з’єднує блокчейни — унікальний серед протоколів взаємодії своєю здатністю підтримувати логіку смарт-контрактів. Як згадувалося раніше, GMP значно покращує досвід користувача, надаючи абстраговані можливості міжланцюгового обміну повідомленнями. Однак розробка уніфікованих користувацьких досвідів, що охоплюють кілька блокчейнів, залишається складним і трудомістким завданням. Для подолання цих обмежень та забезпечення дружнього до розробників середовища міжланцюгової розробки Axelar створює інструменти для розробників на основі AVM, міжланцюгового рівня зі смарт-контрактами, доданого у березні як оновлення мережі, схвалене голосуванням в мережі. AVM — це віртуальна машина, яка поєднує середовище виконання смарт-контрактів на основі CosmWasm з міжланцюговим функціоналом Axelar. Вона пропонує безпечне та ефективне середовище для виконання смарт-контрактів, забезпечуючи при цьому міжланцюгову сумісність. Це дозволяє розробникам легше створювати міжланцюгові додатки. Багатоланцюгові додатки можуть бути створені на рівні смарт-контрактів, а AVM буде обробляти переклад на рівні протоколу. Це забезпечує новий рівень абстракції ланцюга для користувачів та розробників Нижче наведено додаткові інструменти для розробників, нещодавно випущені або в плані розвитку, на основі AVM: 4.1. Interchain Maestro Interchain Maestro спрощує багатоланцюгову розробку, перекладаючи логіку програми так, щоб розробники могли "побудувати один раз, запускати всюди". Interchain Maestro — це майбутня інновація в дорожній карті Axelar. Вона допоможе розробникам легко розробляти, розгортати та керувати децентралізованими додатками в міжланцюговому середовищі, використовуючи AVM. Коли розробники подають код програми, яку вони хочуть розгорнути, до Maestro, він автоматично змінює код для сумісності з цільовим ланцюгом і розгортає його.

Maestro також дозволить моніторинг оперативного статусу Dapp з єдиного інтерфейсу та забезпечить автоматичне оновлення смарт-контрактів на всіх підтримуваних ланцюгах шляхом простого модифікування коду, завантаженого в Maestro.

4. 1. 1. ITS (Interchain Token Service)

ITS (Interchain Token Service) виходить за межі мостів, підтримуючи токени, які переміщуються нативно між різними блокчейнами. ITS було випущено в основну мережу (mainnet) у січні після затвердження голосуванням в онлайні. ITS допомагає розробникам легко випускати та управляти токенами в різних блокчейнах. Це дозволяє одночасний деплой токенів у всі EVM-сумісні ланцюги, підключені до Axelar, всього за кілька кліків і без написання коду. Міжланцюгові токени можна налаштовувати, і система автоматично транслюватиме користувацькі можливості, зберігаючи їх від ланцюга до ланцюга. Усі міжланцюгові токени, випущені через ITS, можуть бути згодом підтримані Squid Router для кросланцюгового обміну, що підвищує їх корисність та інтероперабельність.

Токени, випущені через ITS, відповідають стандарту ERC-20. Коли токени переміщуються між ланцюгами, вони використовують механізм burn-and-mint, при якому токени спалюються у вихідному ланцюгу, а та сама кількість токенів карбується (mint) у ланцюгу призначення, зберігаючи загальну пропозицію незмінною в мережах, підтримуваних Axelar. ITS також надає функцію Token Manager, що дозволяє розробникам управляти токенами в різних ланцюгах з єдиного інтерфейсу. Усі міжланцюгові токени, випущені через ITS, можуть бути згодом підтримані Squid Router для кросланцюгових свопів.

Помітним проектом, що використовує ITS, є Frax Finance. Frax Finance інтегрувала ITS у власне рішення Layer-2, Fraxtal, що дозволяє розробникам екосистеми Fraxtal швидко та легко випускати кросланцюгові токени. Підтримуючи розробників у створенні та експлуатації кросланцюгових Dapp без необхідності вникати в нюанси кожного ланцюга, Maestro зменшує час і витрати, пов'язані з розробкою та операційною діяльністю. Це сприяє активнішій участі в міжланцюговій екосистемі.

4. 2. Interchain Amplifier

Interchain Amplifier дозволяє розробникам легко підключати нові блокчейни до мережі Axelar без програмування на рівні протоколу. Amplifier автоматизує процеси на рівні протоколу, дозволяючи виключно розробникам смарт-контрактів легко розгортати шлюзові контракти, активувати розгорнуті шлюзові контракти, обирати групи валідаторів для участі у валідації мережі та ініціювати пропозиції управління та голосування для затвердження нових ланцюгів. Це дозволяє розробникам модульних та орієнтованих на конкретні додатки блокчейнів легко підключати свої мережі до Axelar. Зараз служба проходить пілотне тестування перед офіційним запуском, у якому беруть участь мережі Stacks, Moonriver, Hedera та Iron Fish.

AVM слугує ядровою інфраструктурою, яка не лише надає середовище виконання смарт-контрактів, а й сприяє розширенню всієї екосистеми Axelar. Це дозволяє Axelar еволюціонувати у справді міжланцюгову екосистему, де кордони між блокчейнами зникають, створюючи величезну платформу для децентралізованих додатків.

5. Порівняння з конкурентними протоколами

У сфері блокчейн-інтероперабельності на основі кросланцюгових повідомлень іншими помітними протоколами є LayerZero та Wormhole. Кожен проект пропонує унікальні методи для інтероперабельності блокчейнів, конкуруючи з Axelar.

Щодо перевірки повідомлень, LayerZero спочатку використовував дві централізовані сутності — оракул для доставки даних та ретранслятор (relayer) для перевірки даних — для передачі кросланцюгових повідомлень у версії v1. Однак у v2 перехід відбувся до Децентралізованої мережі перевірки (DVN), де розробники додатків обирають валідаторів у мережі для перевірки повідомлень. Валідатори перевіряють цілісність повідомлення, але не перевіряють саму дійсність змісту транзакції. Виникали питання щодо рівня централізації в DVN LayerZero, оскільки деякі з них, очевидно, контролюються зовнішніми акаунтами Ethereum (EOA). Wormhole визначив довірену множину з 19 відомих валідаторів, названих Guardian (Опікунами), які перевіряють цілісність та достовірність повідомлень. Wormhole покладається на репутацію цих валідаторів для перевірки повідомлень. Цей підхід відомий як "proof-of-authority".

Axelar, з іншого боку, використовує близько 75 валідаторів, які беруть участь у перевірці повідомлень в рамках структури економічних стимулів. Axelar працює на консенсусі proof-of-stake, подібно до багатьох ланцюгів, які він з'єднує. Валідатори захищають мережу своїми стейканими та делегованими токенами $AXL, і будь-яка зловмісна поведінка призводить до втрати їхніх заморожених активів. Крім того, система Axelar дозволяє будь-кому стати топ-стейкером і, таким чином, валідатором, що забезпечує вищий рівень децентралізації порівняно з LayerZero та Wormhole.

Щодо масштабованості, LayerZero використовує модель з'єднання "точка-точка" (Point-to-Point), тоді як Axelar та Wormhole використовують модель "Хаб та Спиця" (Hub & Spoke) для підключення мереж. Axelar зокрема спрощує реалізацію логіки кросланцюгових смарт-контрактів через AVM та забезпечує середовище, де розробники мереж можуть легко підключати нові мережі до Axelar, що дає йому перевагу перед іншими протоколами з точки зору масштабованості.

Axelar заявляє про перевагу над LayerZero та Wormhole у ключових конкурентних факторах, таких як перевірка повідомлень та масштабованість. Однак, розглядаючи кількість кросланцюгових транзакцій, у Wormhole їх близько 1 мільярда, у LayerZero — 130 мільйонів, а у Axelar — лише 1,8 мільйона. Цей розрив значною мірою пояснюється "фермерами" аірдропів, які націлені на отримання токенів від Wormhole та LayerZero. Після зняття знімка (snapshot) для аірдропу токенів Wormhole кількість його транзакцій впала до однієї п'ятнадцятої, а LayerZero — до однієї десятої від попередніх обсягів.

Тенденція кросланцюгових транзакцій LayerZero, Джерело: LayerZero Scan

Враховуючи нещодавні оголошення про запуски токенів цими проектами та сталий зростання транзакцій Axelar з початку минулого року, очікується, що Axelar збільшить свою частку ринку в секторі кросланцюгових рішень. Однак, оскільки конкуренція в кросланцюговій інтероперабельності все ще знаходиться на ранній стадії, важливо стежити за розробками LayerZero та Wormhole. Зокрема, нещодавнє розширення Wormhole до екосистеми Cosmos разом із наявною функціональністю кросланцюгових повідомлень для блокчейнів на основі мови програмування Move, таких як Solana, Sui та Aptos, вимагає постійного спостереження за конкурентним ландшафтом між Wormhole та Axelar.

Висновок

У нинішньому багатоланцюговому середовищі, де фрагментація ліквідності та проблеми з користувацьким досвідом є вираженими, розвиток комплексної міжланцюгової інфраструктури має вирішальне значення для масового прийняття технології блокчейн. Axelar задовольняє цю потребу, забезпечуючи високий ступінь міжланцюгової взаємодії через GMP, підтримуючи не лише перекази активів, а й довільний обмін інформацією та виклики функцій смарт-контрактів з інших мереж. Модель Hub & Spoke гарантує масштабованість та ефективність, підключаючи інші блокчейни до свого децентралізованого хабу мережі. Крім того, із запровадженням AVM, Axelar створює середовище, в якому розробники мережі можуть легко підключати нові мережі до Axelar, випускати Interchain Tokens, які переміщуються нативно між кількома ланцюгами, та створювати мультиланцюгові dApps на принципі "built once, run everywhere". У міру того як міжланцюгові додатки, побудовані на Axelar, ставатимуть поширенішими та масовими, користувачі отримають можливість безшовного переказу активів та роботи з додатками в різних блокчейнах так, ніби вони використовують єдиний блокчейн. Це не лише підвищує зручність онлан-активності для існуючих користувачів, а й суттєво знижує бар'єри входу для нових користувачів, незнайомих із технологією блокчейн.

References

Axelar Axelar blog Axelar docs Axelar Scan Axelar ushers in the crypto super app Honk if you like Hub & Spoke Adjusting Axelar Network Incentives Q4 2023 Axelar Report Q1 2024 Axelar Report Uniswap’s Bridge Assessment Report Squid Squid Checkout Squid Docs Prime Protocol Axelar - The dark horse of the interchain race Axelar vs Wormhole Wormhole Scan LayerZero Scan