بریج یا پل بلاکچین و امنیت آن 

پل بلاکچین Blockchain Bridge، فناوری بلاکچین Blockchain از سال 2008 که وایت پیپر بیت کوین منتشر شد، مسیری طولانی را طی کرده است. از آن زمان به بعد طیف گسترده ای از شبکه های بلاکچین ایجاد شده است. همانطور که تعداد شبکه های بلاکچین همچنان در حال رشد است، آنها تا حد زیادی از یکدیگر جدا شده اند و نمی توانند اطلاعات یا ارزشی را با دنیای خارج مبادله کنند.عدم تعامل بین شبکه های بلاکچین عدم تمرکز را محدود می کند. به طور کلی، برنامه هایی که برای یک شبکه طراحی شده اند فقط در آن شبکه کار می کنند و پتانسیل آنها را برای پذیرش گسترده تر محدود می کند. با رشد فناوری بلاکچین، چندین پروژه با ایجاد ” پل ” یا ” Bridge ” بین شبکه ها این مشکل را برطرف می کنند. در این مقاله شما می توانید با مفهوم ” پل بلاکچین ” به طور کامل آشنا شوید.

بریج یا پل بلاکچین چیست؟

پل های بلاکچین چگونه کار می کنند؟

پل های بلاک چین می توانند کارهای جالب زیادی مانند تبدیل قراردادهای هوشمند و ارسال داده انجام دهند اما رایج ترین ابزار، انتقال رمزارز است. به عنوان مثال، بیت کوین و ارز اتریوم دوتا از بزرگترین شبکه ارزهای دیجیتال هستند و قوانین و پروتکل های بسیار متفاوتی دارند. از طریق یک پل بلاک چین، کاربران بیت کوین می توانند سکه های خود را به اتریوم منتقل کنند و با آنها کاری را انجام دهند که در غیر این صورت نمی توانستند روی بلاک چین بیت کوین انجام دهند. این کارها می تواند شامل خرید توکن های مختلف اتریوم یا پرداخت های کم هزینه باشد.

وقتی بیت کوین دارید و می خواهید مقداری از آن را به اتریوم منتقل کنید، پل بلاک چین سکه شما را نگه می دارد و معادل هایی در اتریوم برای شما ایجاد می کند. هیچ یک از رمزارزهای درگیر عملاً به جایی حرکت نمی کنند. در عوض، مقدار بیت کوینی که می خواهید انتقال دهید در یک قرارداد هوشمند قفل می شود در حالی که به مقدار مساوی ETH دسترسی پیدا می کنید. وقتی می خواهید دوباره به بیت کوین تبدیل کنید، اتریومی که داشتید یا هر چیزی که از آن باقی می ماند سوزانده می شود و مقدار مساوی از بیت کوین به کیف پول شما برمی گردد.اگر این کار را به طور منظم انجام می دهید، باید بیت کوین را در یک پلتفرم معاملاتی به ETH تبدیل کنید، آن را از کیف پول بردارید و دوباره به صرافی دیگری سپرده گذاری کنید. زمانی که به آنجا می رسید، هزینه های بیشتری نسبت به آنچه در وهله اول برنامه ریزی کرده بودید متحمل خواهید شد.

برای درک این موضوع، به این فکر کنید که چگونه می توانید از ویزا برای پرداخت صورتحساب های مسترکارت خود استفاده کنید. یا اینکه چگونه PayPal می تواند برای تمام خریدهای آنلاین شما صرف نظر از اینکه از کجا خرید می کنید، پرداخت کند. سیستم های مختلف با پروتکل های مختلف اما تراکنش ها سریع و بدون درز و رخنه هستند. این به این دلیل است که قابلیت همکاری همیشه سیستم مالی را مدت ها قبل از اینکه ارز دیجیتال باشد، حفظ کرده است. با برجسته تر شدن فناوری بلاک چین و نه فقط برای رمزارز، راه حل هایی مانند پل های زنجیره ای متقابل گام بزرگی به سوی عادی سازی هستند.

مزایای پل بلاک چین در چیست؟

حالا بیایید در این قسمت از مقاله، نگاهی دقیق تر به مزایای Blockchain Bridge که بخشی از لایه های بلاک چین است، بیندازیم.

• کاهش ترافیک اینترنت:یکی از مزایای پل های بلاک چین، کاهش ترافیک روی بلاک چین های متراکم است. نقش پل های بلاک چین در لایه های بلاک چین این است که ترافیک اینترنت را بین بلاک چین های خلوت تقسیم می کنند. در این شرایط مقیاس پذیری آن شبکه ها نیز بیشتر می شود.

• کراس چین یا معامله زنجیره ای:هر بلاک چین در یک اکوسیستم خاص و محافظت شده ای همراه با مجموعه پروتکل و قوانین خاص خودش قرار دارد. این قوانین و پروتکل ها یکسری محدودیت هایی را برای هر بلاک چین به وجود می آورد. به همین دلیل، ارتباط مستقیم همراه با تراکنش رمزی بین دو بلاک چین امکان پذیر نیست. از طرفی، پل های بلاک چین در لایه های بلاک چین امکان معامله زنجیره ای یا کراس چین را برای دو بلاک چین فراهم می کنند.

• تجربه توسعه دهنده پیشرفته:به طور مثال، بسیاری از توسعه دهندگان به دلیل سرعت پایین پردازش تراکنش مخصوصاً در زمان های پرترافیک، در شبکه اتریوم تجربه منفی دارند. یکی دیگر از مزایای پل های بلاک چین، توانمندسازی توکن ها برای پردازش سریع تر با هزینه کمتر روی دیگر بلاک چین ها است.

• مانع انحصار:باعث کاهش انحصار در واحدهای اصلی می شود که به ثبات بازار کمک می کند. به طور مثال، اتریوم و بیت کوین این روزها محبوب ترین ارز دیجیتال هستند. از این رو، بیش از ۷۰ درصد بازار را به خود اختصاص داده اند. در نتیجه، فضایی برای آزمایش تاکتیک های جدید شرکت های دیگر در بازار وجود نخواهد داشت. ولی پل های بلاک چین در لایه های بلاک چین می توانند به کاهش انحصار بازار کمک کنند و فضای بیشتری به شرکت های جدید بدهند.

منظور از امنیت پل بلاکچین چیست؟

به بیان ساده امنیت پل بلاکچین کاهش یا از بین بردن ریسک خطا است. برای یک پل بلاکچینی انتقال پیام های غلط و نامعتبر، مساوی با عدم امنیت است. به علاوه عدم ارسال پیام ها نیز می تواند امنیت پل بلاکچین را دچار چالش کند. ممکن است یک پل بارها در معرض حملات سایبری قرار بگیرد. اگر این حمله ها منجر به تغییر یا حذف پیام ها شود، می توان گفت پل مورد نظر از امنیت کافی برخوردار نیست. در طرف مقابل هر چه احتمال بروز یا موفقیت حملات کمتر باشد، پل ایمن تر خواهد بود.

از رایج ترین مشکلات امنیتی مربوط به پل ها می توان به حذف پیام ها، تغییر داده های مربوط به انتقال دارایی، نادیده گرفته شدن پیام یا برگشت درخواست اشاره کرد. تامین امنیت یک پل بلاکچین بسیار پیچیده و دشوار است. باید پروتکل های امنیتی شبکه های مبدا و مقصد بررسی شود و در نهایت فرایندها به شکلی طراحی شود که بهترین سرعت و کیفیت در اختیار کاربر قرار بگیرد.

امنیت هر بلاکچین به ویژگی های فنی و ساختاری آن شبکه وابسته است. الگوریتم اجماع، لایه های امنیتی، فرایندها و قراردادهای هوشمند و غیره از جمله ویژگی هایی است که باعث ایجاد تفاوت بین شبکه های مختلف می شود. پل بلاکچین باید بتواند با شبکه مبدا و مقصد هماهنگی لازم را داشته باشد و با وجود تمام تفاوت ها، ساختاری کاربردی طراحی کند.

انواع پل های بلاکچین

برای انتقال ارز دیجیتال بین شبکه های مختلف باید از پل بلاکچین استفاده کرد. پل های بلاکچین پروتکل هایی هستند که می توانند بین چند شبکه ارتباط برقرار کنند.پل های بلاکچین از روش مختلفی برای برقراری ارتباط بین ۲ شبکه استفاده می کنند. بعضی از روش ها امنیت بیشتری داشته و بعضی دیگر انعطاف پذیری و قابلیت توسعه بیشتری دارند. در ادامه به بررسی ۴ گروه مختلف از بریج ها خواهیم پرداخت.

رول آپ ها

رول آپ ها (Rollups) جزو ایمن ترین پل های بلاکچین هستند. اعتبار پیام ها و نتایج فرایندهای رول آپ ها در لایه یک اثبات می شود. این تکنولوژی یک لایه کلاینت را بر روی لایه ۱ پیاده سازی می کند که اعتبار پیام های لایه دو را بررسی خواهد کرد. بدین ترتیب رول آپ ها بیشترین اعتبار را در میان پل های بلاکچین دارند. این پروتکل ها فقط در صورتی که اعتبار پیام ها در لایه اول اثبات شود، دارایی ها را عرضه می کنند. از مهمترین پروتکل های رول آپ می توان به پل آربیتروم، آپتیمیزم و استارک گیت (StarkGate) اشاره کرد.

اپتیمیستیک

دسته دوم اپتیمیستیک ها (Optimistic) هستند. این پل ها فرض می کنند تمام پیام های ارسال شده معتبر هستند؛ مگر این که خلاف آن ثابت شود. در ساختار پروتکل های اپتیمیستیک نودهایی به عنوان ناظر وجود دارد. وظیفه این نودها کنترل اعتبار پیام ها و نتایج به صورت تصادفی است. در نتیجه هکر یا نود مجرم هیچ گاه از بابت نتیجه فعالیت های خرابکارانه خود مطمئن نخواهد بود. در صورتی که نود ناظر بتواند تخلف یا حمله ای را کشف کند، پاداش دریافت خواهد کرد. دارایی های نود مخرب هم به سرعت ضبط می شود و چند برابر درآمد حاصل از فعالیت هایش جریمه خواهد شد. ناظران اختیار عمل زیادی دارند و می توانند برای بررسی هر تراکنشی وارد عمل شوند. با این حال منتقدان این ساختار، احتمال تبانی نود ناظر و نود اعتبارسنج را مطرح می کنند. از مهمترین پروتکل های اپتیمیستیک می توان به اکراس (Across)، نیر رینبو (NeAR Rainbow) و نوماد (Nomad) اشاره کرد.در برخی موارد هم نود اعتبارسنج باید اصالت و صحت پیام ها را تایید کند و پل از نود ناظر یا کنترل کننده استفاده نمی کند. دو دسته بعدی از این نوع هستند.

پل های لایت کلاینت

گروه بعدی پل هایی هستند که از یک الگوریتم اجماع سبک (consensus light client) استفاده می کنند. این پروتکل ها امنیت کمتری نسبت به رول آپ ها دارند؛ زیرا نمی توانند صحت یک بلوک را تایید کنند. نقطه اتکا پروتکل های اجماعی سبک، ماینرها یا اعتبارسنج ها هستند. این پروتکل ها به نتیجه کار ماینر یا ولیدیتور اعتماد دارند و در عین حال از فناوری اثبات مرکل (merkle) برای بررسی اعتبار تراکنش ها استفاده می کنند. پروتکل ارتباط بین بلاکچینی کازماس (Cosmos IBC) یکی از مشهورترین پل های لایت کلاینت است.

پل ها با اعتبارسنج خارجی

گروه آخر از پل های بلاکچین، از اعتبارسنج های خارجی استفاده می کنند. این پروتکل ها از فناوری های مختلفی مثل طرح MPC، کیت امنیتی Intel SGX، اوراکل ها و الگوریتم اجماع PoS استفاده می کنند. امنیت پل بلاکچین با اعتبارسنج خارجی با استفاده از مشوق های اقتصادی تامین می شود. در بسیاری از آنها ولیدیتورها ملزم به استیک کردن مقدار مشخصی توکن هستند تا در صورت ارتکاب هر گونه تخلف جریمه شوند. از نظر طراحی وقتی مقدار پولی که اعتبارسنج حین فرآیند پل زدن می تواند سرقت کند از مبلغ استیک شده بیشتر باشد، هیچ راهی برای تضمین عملکرد صادقانه وجود ندارد. برخی از پل ها تنها از دو ضلع استفاده می کنند؛ یک رله و یک اوراکل که مسئول انتقال و اعتبارسنجی پیام هستند. در این صورت اگر سیستم بدون مجوز باشد، هیچ راهی برای تضمین عدم تبانی این دو ضلع وجود ندارد. مولتی چین (Multichain)، پالیگان (Polygon PoS)، ورم هول (Wormhole)، سلر بریج (Celer cBridge v2) و آکسلر (Axelar) از معروف ترین پل های بلاکچینی با اعتبارسنج خارجی هستند.

در ادامه دو حالت مختلف که امنیت را تهدید می کند، در پل های مختلف بررسی می کنیم. حالت اول این است که تراکنش یکی از کاربران سانسور شده و نادیده گرفته شود:

• پل های رول آپ: تا زمانی که در بلاکچین اصلی و قرارداد هوشمند آن امکان سانسور وجود ندشته باشد، در پل هم وجود نخواهد داشت.
• پل های آپتیمیستیک: یک Proposer می تواند تراکنش همه کاربران را در یک لحظه سانسور کند، اما امکان نادیده گرفتن یک کاربر خاص وجود ندارد. در بدترین حالت برای حفظ امنیت، حاکمیت پروتکل آن Proposer را تغییر می دهد.
• پل های لایت کلاینت: اگر زنجیره اصلی و قراردادهای هوشمند در برابر سانسور مقاوم باشند، این کار فقط در حالتی ممکن است که همه رله ها آفلاین باشند. در این صورت هم امکان نادیده گرفتن یک تراکنش خاص وجود ندارد.
• پل های ولیدیتور خارجی: در صورتی که ۵۱ درصد یا در بعضی موارد دو سوم ولیدیتورها موافق باشند، می توانند یک تراکنش خاص را سانسور کنند.

حالت دوم این است که کاربرد بعد از بریج کردن، توکن های کمتری دریافت کند یا اصلا توکنی به او نرسد.

• پل های رول آپ: کاربر یا نود ناظر می تواند در زنجیره مقصد درخواست بازبینی کند و احتمالا به حقش خواهد رسید.
• پل های آپتیمیستیک: کاربر یا نود ناظر می تواند در زنجیره منبع درخواست بازبینی کند که در صورت درست بودن، توکن را دریافت خواهد کرد.
• پل های لایت کلاینت: اگر ۵۱ درصد یا دو سوم اعتبارسنج های منبع تبانی کنند، امکان سرقت توکن های کاربر وجود دارد. البته در زنجیره های مبتنی بر اثبات سهام، احتمالا این ولیدیتورها میزان بیشتری از سرقت انجام شده استیک کرده اند و احتمال جریمه وجود دارد.
• پل های ولیدیتور خارجی: در صورتی که ۵۱ درصد یا دو سوم ولیدیتورها تبانی کنند، همیشه می توانند توکن های کاربران را سرقت کنند.

نمونه هایی از پل بلاکچین

در ادامه به برخی از پل های بلاک چین در لایه های بلاک چین می پردازیم که برای انتقال دارایی می توانید از آنها استفاده کنید.

• پل بایننس: پل غیرمتمرکزی است که برای انتقال بسیاری از ارزهای دیجیتال استفاده می شود. این پل، بلاک چین هایی مانند اتریوم، ترون، سولانا و غیره را پشتیبانی می کند.
• cBridge: یک پل غیرمتمرکز است که برای انجام هر تراکنش باید آن را به یک کیف پول وصل کنید.
• Anyswap: امکان مشاهده تمامی دارایی هایتان به شکل انواع کوین را می دهد. بعد از اتصال به کیف پول می توانید تمامی دارایی خود را به هر بلاک چینی که می خواهید انتقال دهید.
• Plenty Bridge: این پل برای انتقال توکن به شبکه های اتریوم، تزوس، BSC و پالیگان استفاده می شود.
• Avalanche Bridge: این پل برای انتقال دارایی به بلاک چین اتریوم و AB استفاده می شود. از آن جایی که انجام تراکنش در اتریوم ممکن است ۱۵ دقیقه طول بکشد، آن را به AB انتقال می دهند که سرعت تراکنش افزایش پیدا کند.

قابلیت توسعه؛ چرا باید از بریج های مختلف استفاده کنیم؟

با توجه به امنیت بالای پل های رول آپ، چرا کاربران فقط از این نوع بریج استفاده نمی کنند؟ پاسخ به این سوال به قابلیت توسعه بریج ها برمی گردد. پل های رول آپ و لایت کلاینت، محدودیت دارند و فقط برای شبکه های خاص خودشان ساخته شده و امن هستند. برای مثال پل آربیتروم یکی از امن ترین پل ها برای انتقال دارایی بین آربیتروم و اتریوم است، IBC امن ترین پل برای جابه جایی رمزارز در اکوسیستم کازموس محسوب می شود، پروتکل XCM نیز مخصوص پولکادات (Polkadot) است و غیره.در مقابل پل های بلاکچینی اپتیمیستیک و اعتبارسنج خارجی، انعطاف پذیری بیشتری دارند و می توان از آن ها برای ارسال دارایی به شبکه های مختلف استفاده کرد.