為了實(shí)現(xiàn)兩條EOSIO體系區(qū)塊鏈間token的跨鏈轉(zhuǎn)移，首先需要解決兩個(gè)難題，1.輕客戶(hù)端如何實(shí)現(xiàn)，2.如何確?？珂溄灰椎耐暾院涂煽啃裕?如何防止雙花和重放攻擊。下文均以EOS主網(wǎng)和BOS主網(wǎng)為例進(jìn)行說(shuō)明，但本文檔適用于任何兩條EOSIO體系的區(qū)塊鏈。
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一、術(shù)語(yǔ)

BOSIBC：是指BOSCORE技術(shù)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的IBC合約及插件。

二、關(guān)鍵概念及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

· Simple Payment Verification （SPV）

簡(jiǎn)單支付驗(yàn)證技術(shù)最早在中本聰?shù)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/比特幣/" target="_blank">比特幣白皮書(shū)中提出Bitcoin，用于驗(yàn)證一筆交易存在于區(qū)塊鏈中。 SPV client存儲(chǔ)著連續(xù)的區(qū)塊頭，但沒(méi)有區(qū)塊體，因此只需占用很小的存儲(chǔ)空間。當(dāng)獲得一筆交易和這筆交易的Merkle path后，可以驗(yàn)證這筆交易是否 存在于區(qū)塊鏈上。

· Lightwight client （lwc）

輕客戶(hù)端，即SPV client，即由區(qū)塊頭組成的一條輕量的鏈。

· Merkle path 默克爾路徑。為驗(yàn)證一筆交易是否存在于某個(gè)區(qū)塊中，只需要提供交易原始數(shù)據(jù)和交易在所在區(qū)塊的merkle path，而無(wú)需提供整個(gè)區(qū)塊體，通過(guò)計(jì)算merkle path并和區(qū)塊頭中 記錄的merkle root對(duì)比，若相等，則說(shuō)明此交易存在于此區(qū)塊中。merkle path也被稱(chēng)為merkle branch。

· Block Producer Schedule

BP Schedule是基于DPOS機(jī)制的EOSIO體系公鏈用于決定生產(chǎn)區(qū)塊權(quán)利的技術(shù)，新的BP Schedule是由上一批BP Schedule包含的Block Producers認(rèn)證通過(guò)后生效 以此確保嚴(yán)格的BP權(quán)利交接，在輕客戶(hù)端中跟隨對(duì)應(yīng)主網(wǎng)的BP Schedule是IBC系統(tǒng)邏輯的一項(xiàng)核心技術(shù)。

· forkdb

EOSIO節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)，有兩個(gè)底層的db用于存儲(chǔ)區(qū)塊信息，一個(gè)是blog即block log，用于存儲(chǔ)不可逆區(qū)塊，一個(gè)是forkdb，用于存儲(chǔ)可逆區(qū)塊。 forkdb存儲(chǔ)的是當(dāng)前區(qū)塊鏈最頂端的一部分區(qū)塊信息，一個(gè)區(qū)塊首先要被forkdb接受才能最終進(jìn)入不可逆區(qū)塊，IBC系統(tǒng)在合約實(shí)現(xiàn)的輕客戶(hù)端主要參考了forkdb的邏輯。

三、輕客戶(hù)端

為了解決跨鏈問(wèn)題，首先要解決的是輕客戶(hù)端如何實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

1. 輕客戶(hù)端運(yùn)行在哪里合理，合約中還是合約外，例如插件中；

2. 若運(yùn)行在合約中，是實(shí)時(shí)同步對(duì)方鏈的全部區(qū)塊頭數(shù)據(jù)，還是根據(jù)需要同步一部分區(qū)塊數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證交易，因?yàn)槿绻饺繀^(qū)塊數(shù)據(jù)會(huì)消耗兩條鏈大量cpu資源。

3. 若運(yùn)行在合約中，如何確保輕客戶(hù)端的可信性，如何防止惡意攻擊，如何做到完全去中心化，不依賴(lài)對(duì)任何中繼節(jié)點(diǎn)的信任；

3.1 輕客戶(hù)端是否運(yùn)行在合約中

比特幣的輕客戶(hù)端最早是運(yùn)行在單個(gè)節(jié)點(diǎn)上（如個(gè)人電腦或去中心化比特幣手機(jī)錢(qián)包），用于驗(yàn)證交易是否存，并查看交易所在區(qū)塊深度。

IBC和去中心化錢(qián)包對(duì)輕客戶(hù)端的需求是不同的，去中心化錢(qián)包一般運(yùn)行在個(gè)人的手機(jī)App上，為用戶(hù)個(gè)人提供交易驗(yàn)證服務(wù)，而IBC系統(tǒng)需要的輕客戶(hù)端 要對(duì)所有人公開(kāi)可查可信，從這個(gè)角度看，一個(gè)能夠獲得大眾信任的輕客戶(hù)端只能運(yùn)行在合約中，因?yàn)橹挥泻霞s的數(shù)據(jù)是全局一致不可篡改的， 運(yùn)行在合約外則無(wú)法實(shí)現(xiàn)一個(gè)可信的輕客戶(hù)端，因此BOSIBC將輕客戶(hù)端運(yùn)行在合約中。

3.2 是否同步全量區(qū)塊頭信息

在比特幣和以太坊的輕客戶(hù)端中，會(huì)尋找一個(gè)起點(diǎn)和后續(xù)的一些驗(yàn)證點(diǎn)，輕客戶(hù)端會(huì)同步起點(diǎn)后的全量的區(qū)塊頭信息。比特幣每年產(chǎn)生的所有區(qū)塊的區(qū)塊頭體積僅有4Mb， 按現(xiàn)在移動(dòng)設(shè)備的存儲(chǔ)能力，是完全可以容納的，并且同步這些區(qū)塊頭也不會(huì)消耗移動(dòng)設(shè)備大量計(jì)算資源。然而EOSIO的情況卻很不同， EOSIO每0.5秒一個(gè)區(qū)塊，實(shí)際測(cè)試可知，每添加一個(gè)區(qū)塊頭到合約中需要消耗0.5毫秒cpu，每刪除一個(gè)區(qū)塊頭需要0.2毫秒，因此每處理一個(gè)區(qū)塊頭需要0.7ms的cpu。 假設(shè)要同步對(duì)方EOSIO公鏈的全量區(qū)塊頭信息，按現(xiàn)在每個(gè)區(qū)塊總的cpu時(shí)間200ms計(jì)算，也就是需要一條鏈全部計(jì)算的0.7ms / 200ms = 0.35%才能實(shí)時(shí)全量同步 另一條鏈的所有區(qū)塊頭， 按實(shí)際全網(wǎng)抵押總量為4億token計(jì)算，如果再cpu繁忙時(shí)保證IBC系統(tǒng)正常工作，需要為push區(qū)塊信息的賬戶(hù)抵押 4億 * 0.35% = 140萬(wàn)token，這是個(gè)很大的數(shù)目。又因?yàn)镋OSIO倡導(dǎo)多側(cè)鏈的生態(tài)，假設(shè)未來(lái)有多條側(cè)鏈和EOSIO主網(wǎng)實(shí)現(xiàn)跨鏈，并且側(cè)鏈與側(cè)鏈間 也實(shí)現(xiàn)了一對(duì)多的跨鏈，按1對(duì)10計(jì)算，每條鏈需要維護(hù)10個(gè)輕客戶(hù)端，則只為了維護(hù)這些輕客戶(hù)端就需要消耗3.5%的單條鏈全網(wǎng)cpu，這個(gè)比例實(shí)在是太高了， 因此需要尋找更合理的方案。

設(shè)計(jì)跨鏈通信的過(guò)程是一種尋找可信證據(jù)的過(guò)程，有沒(méi)有一種方案即不需要同步全量區(qū)塊信息，又可以保證輕客戶(hù)端的可信性，EOSIO底層已經(jīng)為實(shí)現(xiàn)這一目的有所準(zhǔn)備。 我們先假設(shè)，如果BP schedule自始至終不會(huì)變化，那么任何時(shí)候，當(dāng)ibc.chain合約中獲得一連串的簽名驗(yàn)證通過(guò)的區(qū)塊頭，比如第n ~ n+336個(gè)， 并且有2/3以上的活躍bp在出塊，就可以確信第n個(gè)區(qū)塊已經(jīng)是不可逆的，可以用于驗(yàn)證跨鏈交易。 然后，就是需要考慮有BP schedule更換的情況了，當(dāng)出現(xiàn)BP schedule更換時(shí)，不在接受交易驗(yàn)證，直到更換完成，處理BP更換時(shí)相對(duì)復(fù)雜的過(guò)程，后續(xù)會(huì)更詳細(xì)介紹， 因此使用這個(gè)方案就可以大大降低需要同步的區(qū)塊頭數(shù)量，只有在BP列表更換或有跨鏈交易時(shí)才需要同步區(qū)塊。

為了實(shí)現(xiàn)這一目的，在ibc.chain中引入了概念section，一個(gè)section記錄的是一段連續(xù)的區(qū)塊頭信息，section結(jié)構(gòu)不存儲(chǔ)具體的區(qū)塊頭信息，而是記錄這一段 區(qū)塊頭的第一個(gè)區(qū)塊編號(hào)（first）和最后一個(gè)區(qū)塊編號(hào)（last），具體區(qū)塊頭信息在chaindb中存儲(chǔ)，每個(gè)section都有一個(gè)valid值，在沒(méi)有bp schedule更替的時(shí)候， 只要有2/3的活躍BP在出塊，并且last - first 》 lib_depth則認(rèn)為first ~ last - lib_depth的區(qū)塊是不可逆的，可以用于驗(yàn)證跨鏈交易， 當(dāng)遇到BP schedule 更替，section的valid變?yōu)閒alse，不再接受交易驗(yàn)證，直到schedule更替完成，valid重新變?yōu)閠rue之后，繼續(xù)驗(yàn)證跨鏈交易。

3.3 如何確保輕客戶(hù)端的可信性

3.3.1 forkdb

1.一個(gè)新的區(qū)塊是如何追加到forkdb的

一個(gè)運(yùn)行的nodeos節(jié)點(diǎn)維護(hù)著兩個(gè)底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)blog 和forkdb， blog用于存儲(chǔ)不可逆的區(qū)塊信息，其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是序列化的signed_block，forkdb用于存儲(chǔ)可逆區(qū)塊信息，其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是block_state， block_state比signed_block包含更多區(qū)塊相關(guān)信息。一個(gè)區(qū)塊首先要被追加到forkdb，才可能最終變?yōu)椴豢赡鎱^(qū)塊而移除forkdb進(jìn)入blog， 一個(gè)區(qū)塊的block_state信息是如何獲得的呢，并非生產(chǎn)區(qū)塊的BP將所生產(chǎn)區(qū)塊的block_state通過(guò)p2p網(wǎng)絡(luò)傳遞給其他bp和全節(jié)點(diǎn)，p2p網(wǎng)絡(luò) 只傳遞signed_block， 當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)p2p網(wǎng)絡(luò)接收到一個(gè)signed_block后，它會(huì)使用此signed_block構(gòu)建block_state并驗(yàn)證簽名 相關(guān)函數(shù)， 其中需要說(shuō)明的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是，1.blockroot_merkle，2.get_scheduled_producer（），3.verify_signee（）。

blockroot_merkle

EOSIO在block_state：：block_header_state結(jié)構(gòu)中維護(hù)了一個(gè)blockroot_merkle的incremental_merkle數(shù)據(jù)，incremental_merkle實(shí)際是 一個(gè)完整的merkle樹(shù)的活躍節(jié)點(diǎn)，使用incremental_merkle只需維護(hù)極少的活躍節(jié)點(diǎn)信息即可不斷累加并獲得merkle_root，是block_state 中使用的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。BOSIBC的ibc.chain合約同樣使用了此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

blockroot_merkle從創(chuàng)世區(qū)塊id不斷累加，但是signed_block和blog中并沒(méi)有這個(gè)數(shù)據(jù)，只有forkdb的每個(gè)block_state中記錄著當(dāng)前block的 blockroot_merkle，并且此值被用于計(jì)算區(qū)塊簽名。

get_scheduled_producer（）

此函數(shù)根據(jù)一個(gè)區(qū)塊的header.timestamp計(jì)算出應(yīng)該生成此區(qū)塊的producer_key（見(jiàn)block_header_state：：next（）），為后續(xù)驗(yàn)證簽名做準(zhǔn)備。

驗(yàn)證簽名相關(guān)函數(shù)如下

digest_type block_header_state：：sig_digest（）const {

auto header_bmroot = digest_type：：hash（ std：：make_pair（ header.digest（）， blockroot_merkle.get_root（） ） ）;

return digest_type：：hash（ std：：make_pair（header_bmroot， pending_schedule_hash） ）;

}

public_key_type block_header_state：：signee（）const {

return fc：：crypto：：public_key（ header.producer_signature， sig_digest（）， true ）;

}

void block_header_state：：verify_signee（ const public_key_type& signee ）const {

EOS_ASSERT（ block_signing_key == signee， wrong_signing_key， “block not signed by expected key”，

（“block_signing_key”， block_signing_key）（ “signee”， signee ） ）;

}

驗(yàn)證簽名的第一步是獲得區(qū)塊摘要，即sig_digest（），此函數(shù)中用到了header.digest（），blockroot_merkle.get_root（）和pending_schedule_hash； 第二步是獲得簽名公鑰，即signee（），通過(guò)區(qū)塊的producer_signature和sig_digest（）計(jì)算BP公鑰； 第三步是驗(yàn)證公鑰是否正確，即verify_signee（），此函數(shù)在block_header_state：：next（）被調(diào)用；驗(yàn)證通過(guò)后，一個(gè)區(qū)塊被追加的forkdb中的分支中。

所以在forkdb中每添加一個(gè)區(qū)塊都經(jīng)過(guò)了非常嚴(yán)格全面的效驗(yàn)，核心是包括blockroot_merkle，get_scheduled_producer（）和verify_signee（）， 在ibc.chain合約完全繼承了forkdb嚴(yán)格的效驗(yàn)。

2.forkdb如何處理分叉

當(dāng)添加一個(gè)新的區(qū)塊導(dǎo)致fordb的head.id和controller_impl的head.id不同時(shí)，則重新選擇分支。 源碼參考eosio：：chain：：controller_impl的push_block（）和maybe_switch_forks（）;

3.LIB如何確定

EOSIO目前使用的共識(shí)方式是dpos，當(dāng)構(gòu)造一個(gè)區(qū)塊的block_header_state時(shí)會(huì)設(shè)定required_confs，此值為當(dāng)前活躍BP數(shù)量的2/3+1， 在21個(gè)BP的情況下，required_confs為15。每個(gè)區(qū)塊頭中都有header.confirmed，用于對(duì)前面的區(qū)塊進(jìn)行確認(rèn)，每個(gè)區(qū)塊得到一個(gè)確認(rèn)， 其required_confs會(huì)減1，當(dāng)某個(gè)區(qū)塊的required_confs減少到零時(shí)，此區(qū)塊會(huì)被最新區(qū)塊（即forkdb的head）提名為dpos_proposed_irreversible_blocknum， 當(dāng)某個(gè)區(qū)塊獲得了2/3的BP提名后，其變?yōu)椴豢赡鎱^(qū)塊，即進(jìn)入LIB。由于確認(rèn)的信息是在header中傳遞的，因此一個(gè)區(qū)塊從產(chǎn)生到進(jìn)入LIB總共需要 兩個(gè)2/3輪，也就是 12 *（ 14 * 2 ） = 336才會(huì)進(jìn)入LIB，考錄到BP每次都是連續(xù)出12個(gè)區(qū)塊，只有第一個(gè)區(qū)塊的header.confirmed為非零， 因此當(dāng)一個(gè)BP開(kāi)始出塊時(shí)，只有第一個(gè)區(qū)塊會(huì)提升LIB，因此實(shí)際head和LIB的差距在325至336之間，但是在有BP丟塊的情況下，head和LIB的差距可能出現(xiàn)小于 325至336。

4.BP列表是如何更換的

在pow的區(qū)塊鏈中，比如比特幣和以太坊，是選擇算力累加最大的分叉作為主鏈，一個(gè)區(qū)塊只有包含一定的算力才有可能被認(rèn)可，最終變?yōu)椴豢赡妗?而在以dpos為共識(shí)算法的EOS中，區(qū)塊被認(rèn)可的標(biāo)記是BP簽名，因此BP列表在EOSIO中具有至關(guān)重要的地位。IBC的輕客戶(hù)端同樣需要維護(hù)BP列表和BP列表的更換， 因此需要透徹分析BP列表的更換邏輯。

第一步，在系統(tǒng)合約eosio.system的onblock（）函數(shù)中，系統(tǒng)會(huì)每分鐘一次嘗試更新bp列表update_elected_producers（ timestamp ），此函數(shù)最終調(diào)用 wasm接口set_proposed_producers（），通過(guò)一系列檢查后，會(huì)將新的schedule和當(dāng)前區(qū)塊編號(hào)存到global_property_object對(duì)象中。

第二部，當(dāng)此區(qū)塊變?yōu)椴豢赡嬷?，?huì)在當(dāng)前的pending區(qū)塊中設(shè)置新的名單header.new_producers，并重置global_property_object對(duì)象，當(dāng)前 pending區(qū)塊編號(hào)會(huì)被記錄到pending_schedule_lib_num，此時(shí)在nodeos日志中可以看到新的名單；具體邏輯參考controller：：start_block（） // Promote proposed schedule to pending schedule.。 也就是說(shuō)新的名單從proposed schedule變?yōu)閜ending schedule大約需要經(jīng)歷325至336個(gè)區(qū)塊。從這里開(kāi)始， 后面區(qū)塊block_header_state的pending_schedule.version會(huì)比active_schedule.version大1.

第三步，當(dāng)pending_schedule_lib_num變?yōu)椴豢赡婧螅琣ctive_schedule會(huì)被pending schedule替換，整個(gè)的BP更換過(guò)程完成。 從pending schedule出現(xiàn)到其變?yōu)閍ctive_schedule同樣需要經(jīng)歷約325至336區(qū)塊。

IBC系統(tǒng)的輕客戶(hù)端同樣需要繼承forkdb的這些邏輯，才能實(shí)現(xiàn)可信的輕客戶(hù)端。然而，輕客戶(hù)端是在合約中實(shí)現(xiàn)，需要充分考慮合約的特性和限制， 因此在實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)上，需要做諸多調(diào)整。

3.3.2 eosio：：table（“chaindb”）， ibc.chain合約中的forkdb

1.輕客戶(hù)端（lwc）的LIB如何確定

有兩種方案，一種是完全按forkdb的邏輯，維護(hù)一整套confirm_count和confirmations等block_header_state相關(guān)信息，每添加一個(gè)區(qū)塊 計(jì)算一次LIB，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以準(zhǔn)確獲得實(shí)時(shí)LIB值，然而對(duì)于輕客戶(hù)端來(lái)說(shuō)，其關(guān)心的是區(qū)塊已經(jīng)不可逆，而并非實(shí)時(shí)的精確LIB值。有沒(méi)有更簡(jiǎn)單的方案呢， 根據(jù)上述的邏輯，如果有活躍的2/3以上的BP在出塊，并且某個(gè)區(qū)塊的深度超過(guò)336，則此區(qū)塊一定是不可逆的，可以用于驗(yàn)證跨鏈交易；使用這種方案， 可以簡(jiǎn)化合約中forkdb的復(fù)雜度。

ibc.chain合約中表global的lib_depth是一個(gè)深度值，當(dāng)在一段連續(xù)的區(qū)塊頭中，某個(gè)區(qū)塊頭的深度超過(guò)此值時(shí)，則認(rèn)為不可逆，可以用于驗(yàn)證交易了。 此值應(yīng)該設(shè)置多少合適呢，可以設(shè)置成336，當(dāng)輕客戶(hù)端檢查到有2/3以上的BP在出塊，則認(rèn)為深度超過(guò)了336的區(qū)塊是不可逆的。然而在合約中添加和刪除區(qū)塊頭 是非常耗cpu的，實(shí)際測(cè)試可知，每添加一個(gè)區(qū)塊頭需要消耗0.5毫秒cpu，每刪除一個(gè)區(qū)塊頭需要0.2毫秒，因此每個(gè)區(qū)塊頭需要0.7ms的cpu。 是否會(huì)出現(xiàn)主網(wǎng)巨大波動(dòng)，導(dǎo)致沒(méi)有進(jìn)lib的區(qū)塊全部回滾呢，這是有可能的，實(shí)際也發(fā)生過(guò)，因此要必須確保一筆跨鏈交易所在區(qū)塊進(jìn)入lib，再開(kāi)始處理。 插件在此時(shí)可以起到一定的作用，在BOSCORE技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的ibc_plugin中，設(shè)置了參數(shù)，只處理一定深度內(nèi)的跨鏈交易，這樣，插件中的深度和合約中的深度相加 超過(guò)336即可。這只是BOSIBC初期的做法，目的是避免消耗大量cpu，后續(xù)可能會(huì)考慮將合約中的深度設(shè)置為336，從而完全不依賴(lài)中繼的深度，然而無(wú)論是插件 還是合約中增加深度值，都會(huì)直接延長(zhǎng)跨鏈交易到賬時(shí)間，從而影響用戶(hù)體驗(yàn)，因此需要根據(jù)實(shí)際情況確定一個(gè)合理的值，從而即保證足夠安全又不失良好的用戶(hù)體驗(yàn)。

2.表chaindb

表chaindb是ibc.chain合約中的forkdb，ibc.chain合約中沒(méi)有blog結(jié)構(gòu)，和eosio中forkdb使用的block_header_state不同，chaindb進(jìn)行了大量精簡(jiǎn)，只保留了 block_num、block_id、header、active_schedule、pending_schedule、blockroot_merkle、block_signing_key7個(gè)數(shù)據(jù)，又因?yàn)?bp schedule需要占用大量空間，因此在另外的表prodsches中存儲(chǔ)實(shí)際schedule信息，在chaindb中用id引用，以節(jié)省內(nèi)存占用和wasm cpu消耗。

3.輕客戶(hù)端的創(chuàng)世區(qū)塊

輕客戶(hù)端需要一個(gè)可信的起點(diǎn)，此起點(diǎn)是輕客戶(hù)端的創(chuàng)世區(qū)塊頭，后面所有區(qū)塊頭的驗(yàn)證都是基于創(chuàng)世區(qū)塊頭的信息。 創(chuàng)世區(qū)塊頭需要block_header_state中的blockroot_merkle，active_schedule和header信息，才能驗(yàn)證區(qū)塊簽名。 源碼為chain：：chaininit（），最重要一個(gè)限制是，創(chuàng)世區(qū)塊頭的pending_schedule必須和active_schedule相同，因?yàn)槠洳煌馕吨?此區(qū)塊是bp列表更替過(guò)程中的一個(gè)區(qū)塊，如果使用更替過(guò)程中的區(qū)塊，需要同步后續(xù)的區(qū)塊，直到active_schedule被pending_schedule替換， 增加了復(fù)雜度，因此這樣的區(qū)塊不適合作為創(chuàng)世區(qū)塊。

4.輕客戶(hù)端是如何添加新區(qū)塊的

輕客戶(hù)端添加header的方式和和eosio的forkdb非常類(lèi)似。源碼見(jiàn)ibc.chain的chain：：pushheader（）。 第一步，通過(guò)區(qū)塊編號(hào)驗(yàn)證是否能夠連接到最新的section 第二部，是否需要處理分叉，刪除舊數(shù)據(jù)。在ibc.chainz中不會(huì)同時(shí)保存多個(gè)分支，而是以后者替代前者的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)分叉的處理。 第三步，通過(guò)區(qū)塊id驗(yàn)證是否能夠連接到最新的section 第四部，構(gòu)造block_header_state，并驗(yàn)證BP簽名

其中最核心的是構(gòu)造block_header_state，在這個(gè)過(guò)程中處理的BP schedule的更換，確保有2/3以上活躍BP（見(jiàn)section_type：：add（））。

5. Section Section是chaindb的核心概念和創(chuàng)新，意思是一段連續(xù)的區(qū)塊頭，Section的管理也是最ibc.chain的核心的邏輯。 使用section的目的是降低cpu消耗，只有在BP schedule有變化或有跨鏈交易時(shí)才需要同步一部分區(qū)塊頭。 任何section的起始區(qū)塊不能是 bp schedule 更換過(guò)程中的區(qū)塊，也就是說(shuō)，任何一個(gè)section的起始區(qū)塊的pending_schedule.version必須等于 active_schedule.version，并且一個(gè)section的起始區(qū)塊頭的active_schedule必須和前一個(gè)section最后區(qū)塊的active_schedule相同， 這樣就保證了在任意兩個(gè)section之間一定不存在BP schedule的更換，每一此BP schedule更換的完整過(guò)程必須在某個(gè)section中完成，從而確保 section數(shù)據(jù)的可信性。

四、跨鏈交易

1. 跨鏈交易三部曲

一筆跨鏈交易分為三個(gè)過(guò)程，下面以將EOS從EOS主網(wǎng)跨鏈轉(zhuǎn)賬到BOS主網(wǎng)為例說(shuō)明，首先用戶(hù)在EOS主網(wǎng)發(fā)起一筆跨鏈交易o(hù)rig_trx，在EOS側(cè)ibc.token合約的 origtrx表中會(huì)記錄此交易信息，當(dāng)這筆交易所在區(qū)塊進(jìn)入lib后，EOS側(cè)IBC中繼（relay_eos）將此交易和交易相關(guān)信息（區(qū)塊信息及Merkle路徑） 傳遞到BOS側(cè)中繼（relay_bos）；relay_bos構(gòu)造cash交易并調(diào)用BOS側(cè)ibc.token合約的cash接口，如果調(diào)用成功， cash函數(shù)中會(huì)給目標(biāo)用戶(hù)發(fā)行對(duì)應(yīng)的token；等cash交易所在的區(qū)塊進(jìn)入lib后，relay_bos會(huì)將cash_trx和此交易相關(guān)信息（區(qū)塊信息及Merkle路徑） 傳遞到relay_eos，relay_eos構(gòu)造cashconfirm交易并調(diào)用EOS側(cè)ibc.token合約的cashconfirm接口，cashconfirm會(huì)刪除EOS側(cè)ibc.token合約 中對(duì)orig_trx的記錄，至此一筆完整的跨鏈交易完成。

2. 跨鏈?zhǔn)〉慕灰?/p>

跨鏈交易是可能失敗的，比如指定的賬戶(hù)在對(duì)方鏈上不存在，或者由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境惡劣，導(dǎo)致調(diào)用cash接口失敗，未能成功跨鏈的交易會(huì)被回滾，即原路退還用戶(hù)的資產(chǎn)， 然而現(xiàn)在的IBC系統(tǒng)是交易驅(qū)動(dòng)的，失敗的IBC交易需要等到有成功的IBC交易完成后才會(huì)被回滾。（注：后續(xù)版本升級(jí)會(huì)讓失敗的交易盡快回滾）

3. 如何防止replay攻擊，即雙花攻擊

防止雙花攻擊分為兩個(gè)階段：

1，一筆成功的跨鏈交易只能執(zhí)行一次cash，否則會(huì)造成重復(fù)cash。

2，對(duì)于每一個(gè)cash交易，必須將其相關(guān)信息傳回原鏈執(zhí)行cashconfirm，以消除合約中記錄的原始交易信息，否則會(huì)出現(xiàn)即在目的鏈上給用戶(hù)發(fā)行了token， 又將原鏈的token退還給了用戶(hù)。

cash函數(shù)是ibc.token的核心邏輯，ibc.token合約中記錄著最近執(zhí)行cash的原始交易id，即orig_trx_id，并且新的cash的orig_trx的區(qū)塊編號(hào)必須 大于或等于所有orig_trx所在的區(qū)塊編號(hào)，也就是說(shuō)必須按原始交易在原鏈按區(qū)塊的順序進(jìn)行cash，（執(zhí)行cash時(shí)，原鏈某個(gè)區(qū)塊內(nèi)的跨鏈交易順序是無(wú)關(guān)緊要的） ，再結(jié)合trx_id檢查，可以確保一筆跨鏈交易只能執(zhí)行一次cash。

同樣，cashconfirm接口會(huì)檢查cash交易的編號(hào)seq_num，此編號(hào)必須逐一遞增，以確保所有在目的鏈上的cash交易都會(huì)刪除在原鏈上的原始交易記錄， 從而確保不會(huì)出現(xiàn)雙花的情況。

五、插件

插件的作用分為兩部分：1，輕客戶(hù)端同步；2，跨鏈交易傳遞。

核心邏輯請(qǐng)參考ibc_plugin_impl：：ibc_core_checker（）

ibc_plugin主要參考了net_plugin的框架。

六、問(wèn)答

問(wèn)：IBC合約的多個(gè)action中用到了relay的權(quán)限，那么，本IBC系統(tǒng)是否依賴(lài)對(duì)中繼的信任。

答：目前出于安全以及快速功能迭代的考量，特意添加了中繼權(quán)限，隨著功能逐漸完善 BOS IBC 方案會(huì)支持多中繼機(jī)制，以避免單點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

驗(yàn)證relay權(quán)限處于兩種考慮：1，ibc.chain合約使用了section的機(jī)制，現(xiàn)在的邏輯不允許為舊的section添加區(qū)塊，也不允許在一個(gè)section前面 添加區(qū)塊頭，如果任何人都可以調(diào)用pushsection接口，假設(shè)應(yīng)該push的區(qū)塊范圍是1000-1300，故意搗亂的人可能會(huì)搶先push 1100-1300， 從而導(dǎo)致1000-1100無(wú)法被push，進(jìn)而導(dǎo)致一些跨鏈交易無(wú)法成功，（注，此問(wèn)題會(huì)在后續(xù)版本中考慮優(yōu)化）；2，考慮到IBC系統(tǒng)承載著 大量用戶(hù)資產(chǎn)，并且本系統(tǒng)還未經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期市場(chǎng)考驗(yàn)，因此增加了relay權(quán)限，以降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

七、升級(jí)計(jì)劃

1. 兼容pbft

2. 以更優(yōu)雅的方式支持多條側(cè)鏈&EOS主鏈互相跨鏈

3. 支持token以外其他類(lèi)型數(shù)據(jù)的跨鏈