Każda sieć blockchain działa według własnych zasad i posiada niezależny mechanizm przechowywania oraz weryfikowania danych. Blockchain Bitcoina nie ma natywnej wiedzy o tym, co dzieje się w sieci Ethereum, a Solana nie może bezpośrednio odczytać stanu kont znajdujących się na Cardano.
Ta technologiczna niezależność jest jedną z podstaw bezpieczeństwa poszczególnych sieci, ale jednocześnie tworzy istotną barierę. Różne blockchainy nie mogą po prostu wymieniać między sobą informacji czy natywnych aktywów tak, jak robią to aplikacje działające w ramach jednego systemu.
Odpowiedzią na ten problem są mosty blockchainowe, określane również jako cross-chain bridges. Ich zadaniem jest umożliwienie komunikacji i transferu wartości pomiędzy odrębnymi sieciami.
Na czym polega problem braku interoperacyjności?
Każdy blockchain może posiadać własne zasady konsensusu, formaty adresów, modele rozliczania transakcji czy środowiska dla smart kontraktów.
Bitcoin, Ethereum, Solana czy Cardano nie są więc po prostu różnymi wersjami tego samego systemu. Są niezależnymi sieciami, które wykorzystują odmienne technologie i zasady działania.
Oznacza to, że Bitcoin znajdujący się natywnie w sieci Bitcoina nie może zostać po prostu przesłany na adres Ethereum. Sieć Ethereum nie posiada mechanizmu, który pozwalałby jej potraktować natywnego BTC jako własny zasób.
Bezpośrednia próba wysłania aktywa do niekompatybilnej sieci może prowadzić do utraty środków.
Problem ten doprowadził do rozwoju technologii określanych mianem interoperacyjności blockchainów. Ich celem jest stworzenie mechanizmów umożliwiających bezpieczną wymianę danych oraz wartości pomiędzy różnymi sieciami.
Jak działa most blockchainowy?
Warto od razu wyjaśnić jedną rzecz: most blockchainowy nie „przenosi” fizycznie kryptowaluty z jednego blockchaina do drugiego.
Bitcoin pozostaje Bitcoinem zapisanym w sieci Bitcoina. Nie można go dosłownie wyjąć z jednego blockchaina i wkleić do innego.
Most musi więc wykorzystać mechanizm, który pozwoli odwzorować wartość danego aktywa w drugiej sieci.
Model lock-and-mint
Jednym z najbardziej intuicyjnych modeli jest mechanizm lock-and-mint, czyli „zablokuj i wyemituj”.
Załóżmy, że użytkownik posiada określoną ilość tokenów w sieci A i chce korzystać z ich wartości w sieci B.
Najpierw przesyła swoje aktywa do odpowiedniego mechanizmu blokującego działającego w sieci A. Mogą to być między innymi smart kontrakty lub inne mechanizmy depozytowe.
Oryginalne aktywa zostają zablokowane, a mechanizm mostu przekazuje do sieci B informację, że depozyt został prawidłowo utworzony.
Na tej podstawie w sieci B może zostać wyemitowana odpowiadająca mu liczba tokenów reprezentujących zablokowane aktywa.
Użytkownik może następnie korzystać z tych tokenów w ekosystemie sieci B.
Jeżeli chce wrócić do sieci A, tokeny reprezentujące aktywa mogą zostać zniszczone lub zablokowane, a oryginalne aktywa w sieci A zostają odblokowane.
W ten sposób zachowana zostaje relacja pomiędzy aktywami zablokowanymi w jednej sieci a ich reprezentacją w drugiej.
Nie wszystkie mosty działają tak samo
Model lock-and-mint jest tylko jednym ze sposobów budowania interoperacyjności.
W niektórych systemach stosuje się mechanizm burn-and-mint, w którym token reprezentujący aktywo jest spalany w jednej sieci, a następnie odpowiednia liczba tokenów jest emitowana w drugiej.
Innym rozwiązaniem są mosty wykorzystujące pule płynności. W takim modelu użytkownik może zdeponować jeden rodzaj aktywa w puli, a następnie otrzymać odpowiadający mu zasób w innej sieci.
W praktyce oznacza to, że architektura mostu może być bardzo różna w zależności od konkretnego projektu.
Najważniejszą funkcją pozostaje jednak ta sama: umożliwienie przeniesienia wartości lub informacji pomiędzy odizolowanymi blockchainami.
Jak most wie, że transakcja rzeczywiście się wydarzyła?
To jeden z najtrudniejszych problemów technologicznych związanych z mostami.
Sieć B musi mieć sposób na zweryfikowanie, że określone zdarzenie rzeczywiście nastąpiło w sieci A.
Przykładowo, jeśli użytkownik zdeponował 1 BTC w mechanizmie mostu, sieć docelowa musi mieć wiarygodny sposób potwierdzenia tego faktu.
W zależności od konstrukcji mostu mogą być wykorzystywane między innymi:
- sieci zewnętrznych walidatorów,
- podpisy wielu niezależnych uczestników,
- smart kontrakty,
- mechanizmy konsensusu,
- kryptograficzne dowody,
- systemy wykorzystujące lekkie klienty innych blockchainów.
To właśnie sposób potwierdzania zdarzeń jest jednym z najważniejszych elementów bezpieczeństwa całej infrastruktury.
Zaufane i niezaufane mosty
Mosty można również klasyfikować ze względu na stopień zaufania wymagany od użytkownika.
Mosty zaufane
W przypadku mostów zaufanych bezpieczeństwo transferu zależy częściowo od określonego podmiotu lub grupy operatorów.
Operatorzy mogą odpowiadać za przechowywanie depozytów, zatwierdzanie operacji lub potwierdzanie zdarzeń zachodzących w jednej sieci.
Zaletą takiego rozwiązania może być prostsza architektura i wysoka wydajność. Wadą jest natomiast konieczność zaufania określonym podmiotom.
Jeżeli operatorzy zostaną zaatakowani, popełnią błąd lub okażą się nieuczciwi, użytkownicy mogą być narażeni na utratę środków.
Mosty niewymagające zaufania
Drugą kategorię stanowią rozwiązania, które starają się ograniczyć konieczność polegania na centralnym operatorze.
Wykorzystują one między innymi smart kontrakty, mechanizmy kryptograficzne, zdecentralizowane walidatory czy automatyczne systemy weryfikacji.
W takim modelu bezpieczeństwo ma wynikać przede wszystkim z zasad zapisanych w protokole oraz z możliwości matematycznego lub kryptograficznego potwierdzania określonych zdarzeń.
Nie oznacza to jednak, że każdy „trustless bridge” jest automatycznie bezpieczny. Każdy projekt należy oceniać indywidualnie, analizując jego kod, mechanizm walidacji, poziom decentralizacji oraz historię działania.
Dlaczego mosty blockchainowe są tak częstym celem ataków?
Mosty należą do szczególnie wrażliwych elementów infrastruktury blockchain.
Powód jest prosty: często zarządzają bardzo dużymi wartościami.
Jeżeli smart kontrakt mostu przechowuje znaczne ilości aktywów, staje się atrakcyjnym celem dla hakerów. Wystarczy błąd w kodzie, luka w mechanizmie weryfikacji lub przejęcie odpowiedniej liczby kluczy, aby potencjalnie doprowadzić do utraty ogromnych kwot.
Ryzyko jest tym większe, że most musi rozwiązać trudny problem komunikacji pomiędzy niezależnymi systemami.
Atakujący nie musi więc zawsze złamać zabezpieczeń samego blockchaina. Czasami wystarczy znaleźć słaby punkt w dodatkowej warstwie odpowiedzialnej za przekazywanie informacji pomiędzy sieciami.
Co dzieje się, gdy most zostanie zaatakowany?
Wyobraźmy sobie sytuację, w której w sieci A znajduje się 100 milionów dolarów w aktywach stanowiących zabezpieczenie dla tokenów reprezentujących je w sieci B.
Jeżeli atakujący znajdzie sposób na nieuprawnione wyemitowanie dużej liczby takich tokenów w sieci B, może doprowadzić do sytuacji, w której liczba tokenów reprezentujących aktywa będzie większa niż rzeczywista wartość zabezpieczenia.
Powstaje wtedy problem z tak zwanym pokryciem.
Jeżeli użytkownicy posiadają 100 milionów dolarów w aktywach reprezentowanych przez most, ale w depozycie pozostało tylko 20 milionów dolarów, system nie jest już w stanie zagwarantować pełnej wymienialności wszystkich tokenów.
W konsekwencji wartość tokena reprezentującego dane aktywo może gwałtownie spaść.
To jeden z powodów, dla których przed korzystaniem z mostu należy zwracać uwagę nie tylko na wysokość opłat i szybkość transferu, ale również na sposób zabezpieczenia protokołu.
Mosty jako infrastruktura wielosieciowego świata
Pomimo ryzyka mosty blockchainowe odgrywają coraz większą rolę w rozwoju ekosystemu kryptowalut.
Użytkownicy korzystają z różnych sieci ze względu na ich odmienne właściwości. Jeden blockchain może oferować niższe opłaty, inny większą przepustowość, a jeszcze inny dostęp do określonych aplikacji lub aktywów.
Interoperacyjność pozwala ograniczyć problem zamkniętych ekosystemów.
Zamiast traktować każdy blockchain jako całkowicie niezależną wyspę, można budować infrastrukturę, która pozwala tym sieciom komunikować się ze sobą.
W przyszłości może to prowadzić do powstania bardziej zintegrowanego środowiska, w którym użytkownik nie będzie musiał zastanawiać się, na którym konkretnie blockchainie znajduje się dane aktywo.
Jak bezpiecznie korzystać z mostów?
Korzystanie z mostów wymaga większej ostrożności niż zwykłe przesyłanie środków pomiędzy adresami w obrębie jednej sieci.
Przed wykonaniem transferu warto:
- sprawdzić, czy korzystasz z oficjalnego adresu mostu;
- zweryfikować, jakie sieci i aktywa obsługuje dany protokół;
- sprawdzić opłaty oraz kurs wymiany, jeśli most wykorzystuje pule płynności;
- upewnić się, jakie tokeny otrzymasz po drugiej stronie;
- sprawdzić historię oraz reputację projektu;
- przy większych kwotach rozważyć wykonanie niewielkiej transakcji testowej;
- dokładnie sprawdzić adresy i sieć docelową przed zatwierdzeniem operacji.
Szczególnie ważne jest unikanie przypadkowych linków otrzymywanych w wiadomościach prywatnych lub mediach społecznościowych. Oszuści często tworzą fałszywe strony mostów, których celem jest wyłudzenie środków lub uprawnień do portfela.
Podsumowanie
Mosty blockchainowe są jednym z najważniejszych elementów rozwijającej się infrastruktury wielosieciowej. Pozwalają przenosić wartość oraz informacje pomiędzy blockchainami, które z natury nie mogą bezpośrednio komunikować się ze sobą.
Nie oznacza to jednak, że aktywa są fizycznie przenoszone z jednego łańcucha do drugiego. W zależności od zastosowanego modelu mogą być blokowane, spalane, reprezentowane przez inne tokeny lub wymieniane za pośrednictwem puli płynności.
Największym wyzwaniem pozostaje bezpieczeństwo. Most musi bowiem nie tylko obsługiwać transfer aktywów, ale również wiarygodnie potwierdzać, że operacja w jednej sieci rzeczywiście się wydarzyła.
Właśnie dlatego mosty są jednocześnie niezwykle użyteczne i wymagające pod względem technologicznym. Ich rozwój może odegrać kluczową rolę w stworzeniu bardziej połączonego ekosystemu blockchain, ale użytkownicy powinni pamiętać, że korzystanie z dodatkowej warstwy infrastruktury zawsze wiąże się z określonym ryzykiem.
Zrozumienie zasad działania mostów, tokenów reprezentujących aktywa oraz mechanizmów komunikacji międzyłańcuchowej jest więc ważnym elementem świadomego korzystania z kryptowalut.
Jeśli chcesz lepiej zrozumieć działanie różnych blockchainów, zasady bezpiecznego przesyłania aktywów oraz mechanizmy stojące za nowoczesną infrastrukturą kryptowalutową, sięgnij po książkę „ABC Kryptowalut”. Znajdziesz w niej przystępnie przedstawioną wiedzę, która krok po kroku pomaga zrozumieć świat cyfrowych aktywów i technologii blockchain.