Cosmos的权力下放方法

康纳·史密斯（Connor Smith）

注意：这是该系列的第四部分，详细介绍了不同的区块链网络去中心化其网络所采用的方法。第1部分从较高层次介绍了去中心化的概念，它在加密货币网络中的作用以及协议固有的一些不同因素，这些因素影响着去中心化将如何大规模传播并影响参与。然后，第2部分和第3部分提供了除比特币和Factom协议的去中心化方法之外的深入研究。如果您错过了这些文章中的任何一篇，并且想在我们深入研究Cosmos的去中心化之前继续学习，可以分别在此处，此处和此处进行。

大家好，感谢您的加入在过去的几周中，我们讨论了去中心化以及区块链网络用来影响其网络参与者的参与和去中心化的不同机制。我们沿着存储通道走了一段很不错的旅程，研究了过去十年来比特币的方法，随后是老将协议Factom。在本周的文章中，我们将深入研究Cosmos，这是我们系列中的第一个权益证明（POS）协议。虽然Cosmos自2016年以来就被概念化为白皮书，但它于2019年3月13日才正式发布。导致此事件的完整历史太长，无法在本文中重述，但我强烈建议在此处进行查看，因为它涉及一些很酷的区块链历史。例如，Cosmos网络背后的组织之一，Interchain基金（ICF）通过ICO在30分钟内为该项目筹集了近1,700万美元，这被认为是与区块链相关的项目最成功的筹款活动之一曾经。Cosmos的年龄可能不到一年，但是它无疑是迄今为止最雄心勃勃的区块链项目之一。Cosmos正在创造许多人所说的“ 区块链互联网 ”或“ 区块链3.0 ”，这是一个互连的区块链协议的生态系统，这些协议可互操作并且可以彼此无缝通信。

什么是Cosmos，它如何运作？

从2014年的以太坊开始，开发人员开始尝试将比特币的基础区块链技术实施到数字货币以外的其他应用程序中的方法。具体来说，许多人对将区块链用于有状态应用程序感兴趣，这些应用程序可以处理更健壮的计算机逻辑，而不是无状态分类帐。这导致了诸如智能合约之类的创新并产生了去中心化应用程序（dApps）的概念。随着开发人员开始探索区块链技术的新用途，随之而来的是新的，高度特定的加密货币网络的爆炸式增长。因此，人们开始意识到如果去中心化Web能够正常工作，将会发生以下两种情况之一：一种流派认为，一切都会解决一个或少数能够处理所有计算需求的“ 胖协议 ”在它们之上构建的具有普遍认可的tokenomics的不同应用程序。反对的观点是，将有无数种不同的区块链，其中一些特定于应用程序，而另一些则是全面的，可以彼此互操作，因此人们可以根据需要在它们之间进行交易。

Cosmos起源于后一种意识形态，并且本质上是在应用微服务架构来创建基础层网络，该网络连接专用区块链的生态系统。为了实现此目标，Cosmos上的团队将区块链网络的不同组件（共识，网络和应用程序）解耦，并以“即插即用”的方式将其分段提供给在Cosmos之上构建其区块链的协议。因此，Cosmos本身就是一个区块链协议，它充当了一个平台，在其中可以使用一套可定制的共享技术构建其他区块链，并且Cosmos可以正确管理不同子网之间的状态和交易。

使之成为可能的第一个组件是Tendermint BFT共识引擎。Tendermint BFT是一种开源技术，将区块链的网络层和共识层结合到一个通用的拜占庭式容错 “共识引擎”中，可以轻松地将其插入任何应用程序以创建权益证明区块链。拜占庭式容错是指网络中多达1/3的节点可以任意失败或被恶意行为者克服，但仍会按预期运行。如果您想了解有关拜占庭式容错或拜占庭将军问题的更多信息，请参见此处的有关该主题的原始论文。。权益证明是工作量证明的一种替代共识机制，它通过权益或用户拥有并投资于协议的网络加密货币数量，用游戏中的皮肤概念代替挖矿。参与者的质押越大，则越有可能选举该参与者产生障碍并获得奖励。这类似于比特币矿工在计算能力上的投资与他或她开采区块的可能性之间的关系，但是所需的计算资源却大大减少，并且交易时间更快。Tendermint创始人Jae Kwon实际上是第一个证明并证明拜占庭式容错技术在权益证明网络中有效的人，因此，有关更多信息，我请您在此处查看他就此事发表的论文。。

Tendermint BFT允许开发人员节省时间和精力来建立他们的权益证明网络的网络和共识组件，从而使他们几乎可以只专注于应用程序层。此外，Tendermint BFT与语言无关，并具有Golang，Javascript，Rust和其他流行编程语言的客户，使开发人员可以轻松地在Cosmos之上构建其区块链。然后，引擎通过称为应用程序区块链接口（ABCI）的套接字协议与应用程序层进行通信，如下所示。

Cosmos还为在其之上构建的区块链提供了通用的应用程序开发框架（Cosmos SDK），该框架使使用ABCI在Tendermint BFT之上构建安全的应用程序变得更加轻松快捷。该SDK带有一组预构建的模块，使开发人员可以构建应用程序，而无需通过内置的安全性和关注点分离从头开始编写所有代码。因此，他们只需使用所需的组件即可缩短启动区块链所需的时间。

开发人员启动其特定于应用程序的区块链后，他或她就可以通过区块链间通信协议（IBC）与Cosmos生态系统中的其他区块链进行通信和交易。Cosmos生态系统中的每个链都是异构的，这意味着它们都具有Tendermint BFT和他们自己的验证器集提供的快速最终共识，只是它们实现这些组件的方式不同。验证者是权益证明网络（例如Cosmos）中的节点运营商，负责参与共识，产生区块和管理网络。任何人都可以设置验证者，并竞争加入被选中参与共识的验证者的有效集合或子中心化。在启动之前，权益证明网络将确定其希望的有效集合有多大，然后验证者将根据他们在启动后所持股份的数量来填充该集合。然后，Cosmos的共识机制会根据参与者相对于其他验证者所拥有的权益数量来概率性地选择参与者，以解决障碍并获得奖励。验证者还可以对网络的治理建议提出建议并对其进行投票。

每个特定于应用程序的区块链代表一个区域，然后通过IBC连接连接到集线器（在本例中为Cosmos）。Cosmos Hub专门设计用作其生态系统中构建的所有应用程序或区域的连接点，并通过IBC在它们之间进行无缝传输，如下所示：

Cosmos对其生态系统进行了设计，使得最终可以通过IBC连接多个集线器，从而使该网络可以继续以每秒数千次的规模进行大规模交易。此外，他们计划合并钉区或区块链，其唯一职责是跟踪另一条链的状态。此钉区将充当与其他非Tendermint网络（如以太坊或比特币）的桥梁，并允许它们通过IBC与Cosmos通信。因此，Cosmos的最终愿景是一个互连的区块链生态系统，其外观如下：

Cosmos治理

Cosmos的设计具有分层的治理结构，该结构向整个社区开放，但最终的投票责任落在支持网络的人（即验证人）的手中。有一个章程规定了如何管理Cosmos以及如何提出网络更新建议。持有网络本地货币（Atom）的任何人都有资格提出治理建议并将其提交投票。这些提案的重点和范围可能很大，涵盖从改变网络上的治理方式到全面检查修改功能性的网络代码库的各个方面。

一个警告是，提交该提案的成员或整个社区必须向该提案存放至少512个Atom。在两周结束时，如果提案没有得到足够的支持，则该提案将被驳回，或者进入新的两周投票期，在此期间，社群将讨论其影响并提交“是”，“否”，“否”的投票否决”，或选择“弃权”。只有有质押的Atom才计入治理，并且参与者投票的相对权重是基于他们在网络中的质押。因此，具有更大质押的验证者拥有更多的投票权。选择不运行验证程序的Atom持有人可以将Atoms押给任何他们认为代表自己的利益的验证程序，并继承其投票权。仅当超过40％的有条件Atom参与投票时，提案才会被接受，超过50％的选票赞成该提案，而只有不到三分之一的选民投票否决该提案。如果成功，该提案将由核心开发人员团队集成到运行网络的软件中，验证者必须协调更新以反映更改。

有关治理流程工作原理的更多详细信息，请参见此处的Cosmos白皮书，或由Cosmos Validator Chorus One撰写的这篇文章。同样重要的是要注意，建立在Cosmos上的每个区域都有自己独立的宪法和治理程序。因此，在Cosmos Hub上做出的治理决策并不一定决定其他区域的运行方式。但是，如果由于治理更新而对Tendermint BFT或Cosmos SDK进行了任何更改，则如果区域使用这些技术之一，则可能需要更新其自己的网络。

那么，Cosmos如何去中心化？

Cosmos Hub 1（主网版本1）于2019年3月13日启动，是成功进行完全去中心化启动的首批权益证明网络之一。这与其他成功的权益证明网络发布相反，例如Tezos，Tezos有一组基金会验证器控制着最初的主网。最初的活动集以100个可能的验证者为上限，并且其中的75个位置在创世之初就被填补。这意味着全球分布着75个不同的小组，他们协同工作以协调网络的启动并开始积极地验证交易。但是，尽管Cosmos基于唯一验证器的数量可能具有令人印象深刻的初始去中心化程度，但这种去中心化的真正幅度却要细微得多。

在Cosmos主网启动后的第一周内，排名前5位的验证程序控制了网络上近50％的固定Atom 。此外，这些参与者中有许多是Cosmos代币发行的重要买家。这说明，虽然Cosmos可能已经按照验证者的数量进行了去中心化管理，但网络中电源和资源的实际分配却讲述了一个截然不同，更加中心化的故事。在接下来的三个月中，有15个或更少的验证器在任何给定时间控制了整个网络中stake的固定Atom（根据https://twitter.com/cosmosdecentral）。2019年10月，Figment Networks的社区分析师Gavin Birch发布了一份报告，详细介绍了将治理与验证程序角色结合在一起对Cosmos所产生的负面影响，可在此处找到。总之，该报告显示，验证者正在利用Cosmos激励结构来以对其他验证者为代价的方式对网络治理获得不当影响。一些验证者以零费用运行，这意味着他们收到的奖励的100％将分配给与他们在一起的人。自然地，由于Atom持有者寻求最大化其回报，这些零费用验证者获得了不成比例的股份。这迫使一些验证者关闭，因为他们无法继续竞争并获得足以抵消其基础设施成本的奖励。

许多社区成员开始担心这对Cosmos的未来意味着什么，因为这种行为给网络带来了主要的安全漏洞。如果验证者继续以这种方式利用网络，它将淘汰那些负担不起运行验证者的负担，并降低整个网络上的物理去中心化级别。因此，恶意行为者更容易超越网络。因此，在12月11日，Cosmos Hub 3基于治理提案启动，该提案旨在调和网络治理与激励措施之间的某些协调问题。第一个主要变化是，有效的验证器集从100个验证器扩展到125个，从而允许更多的网络参与。第二个主要变化是重新定义了整个治理结构。升级之前，投票只是一种信号机制。投票的结果不会立即产生任何后果，只是告诉核心开发团队需要根据提案对网络进行哪些更改。然后，核心开发人员将发布软件更新，所有验证程序将协调执行时间，并且新网络将重新启动（此过程称为硬分叉）。随着Cosmos Hub 3的发布，该网络现在具有链上治理功能。这意味着表决的结果将自动引起对代码库的更改为适当的参数，并更改网络的行为而无需执行硬分叉。投票的结果不会立即产生任何后果，只是告诉核心开发团队需要根据提案对网络进行哪些更改。然后，核心开发人员将发布软件更新，所有验证程序将协调执行时间，并且新网络将重新启动（此过程称为硬分叉）。随着Cosmos Hub 3的发布，该网络现在具有链上治理功能。这意味着表决的结果将自动引起对代码库的更改为适当的参数，并更改网络的行为而无需执行硬分叉。投票的结果不会立即产生任何后果，只是告诉核心开发团队需要根据提案对网络进行哪些更改。然后，核心开发人员将发布软件更新，所有验证程序将协调执行时间，并且新网络将重新启动（此过程称为硬分叉）。随着Cosmos Hub 3的发布，该网络现在具有链上治理功能。这意味着表决的结果将自动引起对代码库的更改为适当的参数，并更改网络的行为而无需执行硬分叉。随着Cosmos Hub 3的发布，该网络现在具有链上治理功能。这意味着表决的结果将自动引起对代码库的更改为适当的参数，并更改网络的行为而无需执行硬分叉。随着Cosmos Hub 3的发布，该网络现在具有链上治理功能。这意味着表决的结果将自动引起对代码库的更改为适当的参数，并更改网络的行为而无需执行硬分叉。

实施链上治理将极大地改变网络参与者投票的动机，并提供一种机制，通过该机制，委托人（那些向其他验证者押注的人）可以更积极地参与治理。尽管他们仍然可以继承他们所下注的验证者的投票，但是如果代表们不同意网络的处理方式，则代表们还可以选择以自己的投票来替代该投票。这有助于激励提名人在治理中发挥更积极的作用，这有助于平衡网络的经济和治理动机，同时保持相对稳定的物理去中心化程度。另外，有一个建议旨在资助治理工作组与协议开发一起工作，并帮助解决新出现的治理问题。Cosmos Hub 3中还有其他几项重大更新，例如引入了奖励矿池，网络参与者可以从奖励矿池中对旨在资助改善生态系统的项目的提案进行投票。完整的建议可以在这里找到。

现在说扩大积极的验证者范围并引入链上治理是否是解决Cosmos权力和经济中心化的正确答案还为时过早。Figment Networks在12月的Cosmos更新中显示，网络中最底层90％的验证者的投票权比11月增加了3％。但是，它也发现网络上排名前10位的验证者控制着46％的投票和共识能力。该分析仅在12月的前100名验证者之间进行，以保持11月以来的一致性，因此本月的分析将更好地反映将验证者设置为125对网络去中心化的影响。谁知道，Cosmos计划进行区域游戏在接下来的几个月中，为了完善其区块链之间的通信模块，今年可能会发生一系列重大更新，这将从根本上改变网络的运行方式。感谢您的阅读，下周加入我们，我们将剖析韩国发展最快的网络之一和Cosmos生态系统Terra中的区域的去中心化