Hyperbridge: досягнення беззбитковості можливе при обробці 10 мільйонів повідомлень на рік!

У світі блокчейну багато кросчейн-протоколів є лише «комбінацією компонентів» — один ланцюг, набір вузлів, трохи криптографії — але Hyperbridge зовсім не такий.

Hyperbridge — це складніша, суворіша й сміливіша система: вона складається з багаторівневих вузлів, механізмів валідації, економічних стимулів, а також самої безпеки Polkadot. Жоден з елементів не може бути відсутнім, і жодна частина не може працювати окремо.

Я вперше усвідомив це на першому Sub0 у Брюсселі. Тоді всі обговорювали криптографічну основу Hyperbridge — докази, валідацію, кросчейн-логіку. Але лише згодом, у постійній комунікації з командою, я справді зрозумів: ядро Hyperbridge — це не лише криптографія, а та криптоекономічна система, яка дозволяє йому працювати навіть після повного виходу розробників.

Саме з цього питання ми можемо побачити справжню суть Hyperbridge: це не парачейн, не певний тип релейних вузлів і не підмодуль Polkadot, а багаторівнева структура з чіткими ролями, динамічними стимулами, кросчейн-система, що гарантується економічною безпекою Polkadot.

• Від «недовіреного релейного шару» до «довіреного шару, що проходить фінальну валідацію через Polkadot»;
• Від Collator, що відповідає за доказ і валідацію, до консенсусного релея, який підтримує синхронізацію консенсусу, і до релея повідомлень, який фактично передає кросчейн-дані;
• Від легких вузлів із мінімальними вимогами до обладнання (2 ГБ пам’яті), до валідаційного пулу Polkadot, що забезпечує всю безпеку…

Кожна деталь Hyperbridge відповідає на одне питання: «Як побудувати справжній кросчейн-протокол без довіри, який може надійно працювати довгостроково?»

У цій статті ми розглянемо всю внутрішню структуру Hyperbridge: від архітектури, вузлів, економічної моделі до ролі Polkadot!

Протокол Hyperbridge — це не один компонент

Протокол Hyperbridge — це не окремий компонент. Це не сам парачейн Hyperbridge, не певний тип релейних вузлів і не частина мережі Polkadot, а органічне ціле, що складається з усіх цих елементів.

У цьому цілому є консенсусні релеї, релеї повідомлень, виробники блоків, стейкери, а також залежність від Polkadot як базової мережі. Без будь-якого з цих елементів Hyperbridge не може працювати.

Якщо Polkadot недоступний, Hyperbridge не може існувати; якщо певний тип релейних вузлів офлайн, протокол також зупиняється. Тому необхідно побудувати чітку структуру стимулів і криптоекономічних гарантій, щоб усі учасники були ефективно об’єднані для підтримки роботи протоколу.

Якщо ви знайомі з OSI-моделлю (особливо з багаторівневою архітектурою TCP), вам буде легше зрозуміти логіку дизайну Hyperbridge. В OSI-моделі є фізичний, канальний, прикладний, презентаційний рівні, а в кросчейн-інтероперабельності ми також використовуємо подібну багаторівневу структуру.

На верхньому рівні знаходиться мережа Polkadot, яка забезпечує основу для всіх інших частин стеку Hyperbridge. Під нею — власна мережа Hyperbridge, включаючи систему парачейнів. На найнижчому рівні — релейні вузли, які є «фізичним з’єднанням» протоколу Hyperbridge: вони підключаються до зовнішніх мереж, збирають зовнішню інформацію, перевіряють різні докази, обробляють кросчейн-дані й передають їх у Hyperbridge; Hyperbridge проводить початкову валідацію, а потім передає результати Polkadot для фінального підтвердження. Іншими словами, Polkadot надає остаточну гарантію, що «всі дані та операції виконані за правилами».

Тут є важлива структурна особливість: мережа Hyperbridge і релейні вузли самі по собі «не є довіреними», цей рівень не має економічної безпеки; але коли дані потрапляють у верхній рівень мережі Polkadot, вони вже під захистом економічної безпеки. Тобто Polkadot контролює як Hyperbridge, так і релейні вузли, забезпечуючи дотримання правил на обох рівнях. У розподілі обов’язків релейні вузли співпрацюють із Collator для завершення кросчейн-процесу: релейні вузли збирають транзакції, докази та кросчейн-дані й передають їх виробникам блоків; Collator перевіряє, чи вся інформація є справжньою, повною та відповідною. Лише перевірені транзакції потрапляють у блок, а невалідні дані відсікаються на цьому етапі.

Це дуже важливо, оскільки попереднє відсіювання невалідних транзакцій значно економить простір блоку. Після завершення валідації та пакування Collator передає блок у мережу Polkadot. Одна з ключових можливостей Polkadot — валідація всіх блоків. На відміну від екосистеми Ethereum, де Layer2 має самостійно генерувати zero-knowledge докази, Polkadot безпосередньо виконує валідацію блоків за вас. Після валідації Polkadot підтверджує, що «вміст блоку відповідає всім правилам», і генерує «доказ дійсності блоку» (або сертифікат дійсності). Це дуже важливо, і я детальніше розкрию це далі.

Три ключові ролі Hyperbridge: як Collator, консенсусний релей і релей повідомлень керують усією кросчейн-системою

Почнемо з першої ключової ролі в мережі Hyperbridge: Collator (виробник блоків)

Їхнє основне завдання — збирати й перевіряти різні докази для кросчейн-інтероперабельності, обробляючи два типи транзакцій із доказами: один тип — це консенсусні повідомлення, інший — кросчейн-повідомлення.

Тут є важлива відмінність від традиційних блокчейн-систем: Collator не є стейкінговим вузлом. У більшості блокчейнів, щоб стати активним вузлом, потрібно застейкати велику кількість токенів. Але в Hyperbridge ми використовуємо зовсім інший механізм:

• Щоб стати Collator, потрібно заблокувати невелику кількість Bridge Token як мінімальний поріг; 
• Але щоб бути обраним Collator, потрібно витрачати «репутаційні бали»; 
• Репутаційні бали можна отримати лише за тривалу активну роботу релейним вузлом. 

Інакше кажучи, лише релейні вузли можуть стати Collator, інших шляхів немає. Ви не можете потрапити до Collator через хабар, зв’язки чи купівлю права; єдиний спосіб — довго й стабільно виконувати релейну роботу й накопичувати репутаційні бали. Крім того, для подачі заявки на Collator потрібно внести невелику заставу, щоб потрапити у валідаційний процес.

Фінальний відбір дуже простий: система сортує релейні вузли за кількістю репутаційних балів, і ті, хто має найбільше балів, стають Collator поточного періоду. Collator обираються кожні 24 години, щоб нові й активні релейні вузли мали шанс потрапити до наступного раунду.

Робота Collator чітко винагороджується: за кожен зібраний блок вони отримують близько 0,7 Bridge Token. Але якщо блок пропущено чи не зібрано вчасно, винагорода не нараховується.

Далі поговоримо про консенсусні релейні вузли

Консенсус має вирішальне значення для кросчейн-повідомлень, оскільки всі кросчейн-транзакції мають бути підтверджені на Hyperbridge як «остаточно підтверджені на вихідному ланцюгу». Для цього потрібно отримати докази консенсусу зовнішнього ланцюга.

Проблема в тому, що сучасні блокчейни — особливо ті, що базуються на слотах — постійно генерують блоки, незалежно від наявності транзакцій. Це означає, що навіть без кросчейн-операцій зовнішня мережа постійно росте. Тому Hyperbridge має синхронізувати ці дані в реальному часі, щоб правильно валідувати майбутні кросчейн-повідомлення.

Це і є основна задача консенсусних релейних вузлів: постійно надсилати консенсусні повідомлення зовнішньої мережі, щоб Hyperbridge залишався синхронізованим із зовнішнім ланцюгом. Навіть якщо немає транзакцій, ця синхронізація має тривати. За надсилання консенсусних повідомлень вони не платять комісії — навпаки, Hyperbridge напряму винагороджує їх.

Щоб стимулювати виконання цієї постійної роботи, протокол надає винагороду у Bridge Token — тобто консенсусні релейні вузли отримують стабільний дохід у токенах за синхронізацію.

Тепер поговоримо про релейні вузли повідомлень

Почнемо з розуміння їхнього зв’язку з консенсусними релейними вузлами: якщо зовнішній блокчейн постійно генерує блоки, консенсусний релей знаходиться між цим ланцюгом і Hyperbridge, збирає докази кожного нового остаточно підтвердженого блоку й передає їх у Hyperbridge, отримуючи винагороду у Bridge Token. Такий процес гарантує, що консенсусні релейні вузли завжди онлайн, а Hyperbridge і всі зовнішні ланцюги залишаються синхронізованими.

Релейні вузли повідомлень схожі на консенсусні релейні вузли, але їхній фокус інший: вони спеціалізуються на передачі кросчейн-повідомлень. Коли Hyperbridge синхронізується з новим остаточно підтвердженим блоком, релей повідомлень порівнює цей блок із попереднім, сканує, чи з’явилися нові кросчейн-повідомлення. Якщо знаходить відповідні інструкції, він разом із доказами передає їх у блокчейн Hyperbridge.

Однак між ними є важлива різниця: релей повідомлень не завжди отримує винагороду за передачу повідомлень, іноді він має платити Hyperbridge.

Процес такий:

• Користувач або застосунок може ініціювати кросчейн-повідомлення з будь-якого блокчейну, додавши певну кількість стейблкоїнів як джерело комісії; 
• Релей повідомлень, скануючи блок, знаходить таке повідомлення й передає його в Hyperbridge; 
• Після успішної передачі релей може отримати стейблкоїни користувача як винагороду. 

Крім того, є ще один регулюючий механізм:

• Якщо обсяг оброблених повідомлень не досягає встановленого протоколом порогу, Hyperbridge додатково винагороджує релей повідомлень Bridge Token; 
• Якщо обсяг перевищує поріг, релей повідомлень має платити Hyperbridge Bridge Token. 

Такий дизайн дозволяє протоколу формувати пул доходів і контролювати поведінку релейних вузлів повідомлень, щоб забезпечити оптимальну пропускну здатність.

По суті, вся ця система створена для того, щоб релей повідомлень завжди залишався онлайн: щойно з’являються кросчейн-дані, система може максимально швидко доставити їх у Hyperbridge. Загальна логіка схожа на консенсусні релейні вузли — релей повідомлень також знаходиться між зовнішнім ланцюгом і Hyperbridge, збирає й передає кросчейн-транзакції. Відмінність — у способі винагороди: якщо обсяг повідомлень недостатній, Hyperbridge субсидує релей Bridge Token; якщо обсяг перевищує ціль, релей платить Hyperbridge, і протокол накопичує токени.

Вартість ZK-кросчейну сягає мільйонів, а Hyperbridge потребує лише сервер із 2 ГБ пам’яті

Поговоримо про апаратні вимоги для запуску цих Relayer (релейних вузлів) і Collator.

Почнемо з релейних вузлів. Програмне забезпечення релейних вузлів дуже легке, основне завдання — надсилати RPC-запити до блокчейн-вузлів, тому вимоги до апаратного забезпечення майже відсутні. Достатньо чотириядерного CPU, навіть сервер із 2 ГБ пам’яті впорається. Програмне забезпечення написане на Rust, тому використання пам’яті дуже ефективне.

Вимоги до пропускної здатності також невисокі. Якщо релей і RPC-вузол розміщені в одному дата-центрі, достатньо 20 МБ/с; якщо RPC-вузол доступний через Інтернет, краще вибрати більшу пропускну здатність.

Насправді, найбільша вартість запуску релейного вузла — це підписка на RPC-сервіс.

Використовуючи Alchemy, Quicknode чи Anchor, ви можете отримати всі необхідні докази й дані для кросчейну напряму з їхніх повних вузлів, тому власні витрати дуже низькі.

Це одна з ключових причин, чому Hyperbridge має значну перевагу в масштабній кросчейн-інтероперабельності. Багато сучасних кросчейн-рішень покладаються на zero-knowledge докази (ZK proofs), що мають високу вартість генерації й експлуатації; у порівнянні з цим, витрати на обслуговування Hyperbridge майже неймовірно низькі.

Щодо Collator. Їхні апаратні вимоги вищі, оскільки Collator має запускати локальний вузол релейного ланцюга Polkadot. Це означає значне навантаження на сховище: архівний вузол Polkadot потребує близько 3 ТБ, тому рекомендується SSD на 4 ТБ.

Щоб забезпечити ефективну комунікацію з релейним ланцюгом Polkadot і своєчасну передачу блоків, Collator також потрібен сервер із високою пропускною здатністю. Вартість такого сервера — близько 200 доларів на місяць. Звісно, якщо ви домашній валідатор і розгортаєте вузол вдома, ці витрати можна ігнорувати.

Яку роль Polkadot відіграє в Hyperbridge

Нарешті, розглянемо, яку роль Polkadot відіграє в Hyperbridge.

Як парачейн екосистеми Polkadot, Hyperbridge фактично виконує роль «криптографічного валідаційного співпроцесора» для кросчейн-повідомлень. Але ця валідаційна здатність не належить йому самому, а забезпечується безпекою основної мережі Polkadot. Згадані вище «криптографічні сертифікати дійсності блоків Hyperbridge» — це цифрові підписи, створені пулом валідаторів Polkadot, тобто ці сертифікати підтверджені активними валідаторами мережі Polkadot.

Розуміння цього дуже важливе: блокчейн по суті — це масштабний «мультипідписний механізм», а пул валідаторів — це динамічно керований гігантський мультипідписний акаунт.

Яка ж принципова різниця між таким блокчейн-мультипідписом і традиційними мультипідписними мостами? Дві основні відмінності:

Перше: пул валідаторів динамічно ротується, а мультипідписний комітет статичний

• У Polkadot пул валідаторів ротується кожні 4 години; 
• У мультипідписних мостах «комітет підписантів» є статичним, а їхні приватні ключі зберігаються на тих самих пристроях. 

Це означає, що традиційні мультипідписні мости легше зламати через витік ключів, тоді як динамічна ротація валідаторів Polkadot значно підвищує безпеку.

Друге: підпис валідатора блокчейну має «економічну безпеку на ланцюгу»

• Валідатори Polkadot мають застейкати активи, і якщо вони підписують неправильні чи шкідливі дані, їхній стейк конфіскується (slashing).
• У традиційних мультипідписних комітетах немає витрат чи ризиків: навіть якщо вони діють зловмисно, вони нічого не втрачають.

Ось чому, коли мультипідписний міст зламано, хакери легко виводять мільярди доларів, а члени комітету не несуть відповідальності.

Чому не використовувати блокчейн як «гігантський мультипідпис»? Єдина проблема — масштаб. Кількість валідаторів у блокчейні зазвичай велика. Наприклад, у Polkadot:

• Зараз понад 600 валідаторів 
• У майбутньому може бути понад 1000 

Без оптимізації вартість перевірки такої кількості підписів була б дуже високою. Але це вирішується такими технологіями:

• Агреговані BLS-підписи
• Zero-knowledge proof (ZK) для допоміжної валідації

Ці рішення дозволяють знизити вартість валідації великої кількості підписів до прийнятного рівня.

У порівнянні, мультипідписні комітети змушені залишатися малими для зниження вартості перевірки, тому їхня безпека значно нижча, ніж у блокчейну.

Ще одна фундаментальна різниця: структура управління зовсім інша. Механізм валідаторів блокчейну відкритий і без дозволу:

• Будь-хто може приєднатися чи вийти з пулу валідаторів, якщо застейкає достатньо активів; 
• Мультипідписний комітет закритий і дозволяється вручну: члени обираються й затверджуються вручну, що створює централізацію. 

Hyperbridge потрібно обробляти лише близько 10 мільйонів повідомлень на рік для досягнення беззбитковості

Тепер розглянемо економічну модель Hyperbridge. Річні операційні витрати Hyperbridge чітко визначені й відносно фіксовані; ми вже згадували, що протокол стимулює різні ролі, включаючи:

• Стимулювання консенсусних релейних вузлів: близько 3 мільйонів Bridge Token 
• Стимулювання релейних вузлів повідомлень: близько 1,4 мільйона Bridge Token 
• Стимулювання Collator: близько 3 мільйонів Bridge Token 
• А також вартість coretime Polkadot (хоча вона змінна, але загалом невисока) 

У сумі, щорічна вартість підтримки мережі Hyperbridge становить близько 10 мільйонів Bridge Token.

Звідки ж беруться кошти для покриття цих витрат?

Відповідь — казна Hyperbridge. Казна володіє близько 40% загальної емісії Bridge Token і є найбільшим власником токенів у системі. Цього резерву достатньо для підтримки протоколу протягом 40 років, даючи Hyperbridge час для досягнення стійкої прибутковості.

Модель прибутку також чітка: кожного разу, коли користувач ініціює кросчейн-повідомлення, транзакцію чи запит на кросчейн-зберігання, казна Hyperbridge стягує комісію, яку релей повідомлень «збирає від імені казни».

За поточною моделлю Hyperbridge потрібно обробляти лише близько 10 мільйонів повідомлень на рік для досягнення беззбитковості.

За даними Token Terminal: щорічний обсяг кросчейн-транзакцій у світі перевищує 1 мільярд. Тобто Hyperbridge потрібно лише близько 1% ринку для досягнення точки беззбитковості, після чого починається стійкий прибуток.

Ось деякі ключові показники Hyperbridge на сьогодні:

• Зекономлено понад 13 трильйонів gas для різних валідаційних операцій
• Оброблено понад 50 000 кросчейн-повідомлень: як від власних застосунків Polytope Labs, так і від сторонніх застосунків у мейннеті 
• Перевірено понад 10 мільйонів доказів (консенсусних, повідомлень тощо) 
• Обсяг транзакцій за кросчейн-повідомленнями перевищив 180 мільйонів доларів
• Економічна безпека забезпечується Polkadot, наразі понад 2 мільярди доларів
• Підтримується понад 14 основних EVM-ланцюгів: Polkadot, Hydration, Bifrost, Arbitrum, Polygon, Base, Gnosis, Ethereum Mainnet, Unichain… і продовжується розширення 

Ключові сценарії використання Hyperbridge

Давайте коротко розглянемо основні сценарії використання Hyperbridge.

1. Token Gateway

• Підтримка кросчейн-моделі burn & mint; 
• Повна сумісність із поточними ERC-20, також можливий режим lock & mint; 
• Можливість мостити будь-який токен із додатковими кастомними даними; 
• У мейннеті вже підтримуються різні активи, включаючи DOT, vDOT, ZKVerify, Manta тощо. 

2. Intent Gateway

• Підтримка швидких кросчейн-транзакцій; 
• Більшість кросчейн-операцій виконуються за 30 секунд; 

Найбільша інновація:

• Якщо кросчейн-ордер не виконано, користувач може самостійно й без дозволу подати заявку на повернення коштів через фронтенд Hyperbridge і миттєво отримати їх назад.
• Вся система працює на основі валідаційної системи доказів: Hyperbridge може в реальному часі перевірити стан протилежного ланцюга й, якщо ордер не виконано, одразу ініціювати повернення. 

3. Екосистема розробників і сторонні застосунки

Наразі багато сторонніх команд розробляють на основі Hyperbridge:

• Hydration: створює власне кастомне рішення Intent на базі Hyperbridge, а також розробляє ціновий оракул для деяких ETH-стейкінгових деривативів; 
• Bifrost: створює ціновий оракул для vToken і планує запустити асинхронне карбування vToken; 
• Кілька команд із хакатонів уже розгорнули застосунки на тестнеті Hyperbridge. 

Ми також активно досліджуємо більше нативних напрямків застосування, включаючи:

• Верифіковані цінові оракули 
• Кросчейн-управління (ініціація пропозицій на одному ланцюгу, читання результатів усіма ланцюгами) 
• Кросчейн-ідентифікація (зберігання ідентифікаційних даних на одному ланцюгу, доступ із багатьох ланцюгів) 
• Історичний запит сховища (дозволяє контрактам читати історичний стан цільового ланцюга, що критично для протоколів із розподілом винагород через Merkle tree) 

Нещодавно ми випустили новий набір інструментів для розробників, що включає:

• Повний Hyperbridge Solidity API для Solidity-застосунків
• TypeScript SDK для гаманців і фронтенду
• Subquery-індексатор
• Допоміжні компоненти, такі як Intent Filler, для швидкої розробки кросчейн-застосунків. 

Великий анонс: Hyperbridge буде нативно інтегровано в Polkadot Hub

Hyperbridge буде нативно інтегровано в Polkadot Hub. Це означає, що всі застосунки на Polkadot Hub зможуть напряму взаємодіяти з блокчейнами поза екосистемою Polkadot через Hyperbridge, використовуючи кросчейн-зберігання, запити й передачу повідомлень.

Ми також тісно співпрацюємо з командою Parity для впровадження BLS Beefy:

• Наразі вузли доказів консенсусу Polkadot все ще керуються командою Polytope Labs 
• У майбутньому буде впроваджено децентралізацію валідаторів через агреговані BLS-підписи 
• Це дозволить Hyperbridge досягти повної децентралізації 

Інтеграція Hyperbridge з EVM-екосистемою продовжує розширюватися, і незабаром буде додано підтримку:

• Arc 
• Tempo 
• Monad 
• Sonic 
• Tron (Tron розробляє функцію state commitment, після чого буде офіційно підтримано) 

Крім того, вже підтримуються EVM-ланцюги екосистеми Cosmos, включаючи:

• Sei 
• Cronos 
• Injective
• та інші мережі Cosmos із підтримкою EVM. 

На цьому моя доповідь завершена, дякую всім за увагу й участь!