Hyperbridge: для достижения безубыточности достаточно обрабатывать 10 миллионов сообщений в год!

В мире блокчейна многие кроссчейн-протоколы представляют собой лишь «комбинацию компонентов» — одна цепочка, набор узлов, немного криптографии — но Hyperbridge совершенно не таков.

Hyperbridge — это более сложная, строгая и смелая система: она состоит из многоуровневых узлов, механизмов валидации, экономических стимулов, а также самой безопасности Polkadot. Ни один из этих элементов не может отсутствовать, и ни одна часть не способна функционировать самостоятельно.

Впервые я осознал это на первой конференции Sub0 в Брюсселе. Тогда обсуждались криптографические основы Hyperbridge — доказательства, валидация, кроссчейн-логика. Но только позже, в ходе постоянного общения с командой, я по-настоящему понял: ядро Hyperbridge — это не только криптография, а та криптоэкономическая система, которая продолжает работать даже после полного ухода разработчиков.

Именно с этого вопроса мы можем увидеть истинную сущность Hyperbridge: это не параллельная цепочка, не какой-то тип релейных узлов и не подмодуль Polkadot, а многоуровневая структура с четкими ролями, динамическими стимулами и экономической безопасностью Polkadot, лежащей в основе кроссчейн-системы.

• От «недоверенного релейного уровня» до «доверенного уровня, окончательно подтверждаемого Polkadot»;
• От Collator, отвечающих за валидацию доказательств, до релеев консенсуса, поддерживающих синхронизацию, и релеев сообщений, фактически передающих кроссчейн-данные;
• От легких узлов с минимальными требованиями к оборудованию (2 ГБ ОЗУ), до валидационного пула Polkadot, обеспечивающего всю безопасность…

Каждая деталь Hyperbridge отвечает на один и тот же вопрос: «Как построить действительно некастодиальный кроссчейн-протокол, способный надежно работать в долгосрочной перспективе?»

В этой статье мы рассмотрим всю внутреннюю структуру Hyperbridge — от архитектуры, узлов, экономической модели до роли Polkadot!

Протокол Hyperbridge — это не один компонент

Протокол Hyperbridge — это не один компонент. Это не сама параллельная цепочка Hyperbridge, не какой-то тип релейных узлов и тем более не часть сети Polkadot, а органичное целое, объединяющее все эти элементы.

В этом целом есть релеев консенсуса, релеев сообщений, производители блоков, стейкеры, а также опора на Polkadot как базовую сеть. Без любого из этих элементов Hyperbridge не сможет функционировать.

Если Polkadot недоступен, Hyperbridge не может существовать; если какой-либо тип релейных узлов оффлайн — протокол также остановится. Поэтому необходимо построить четкую структуру стимулов и криптоэкономическую защиту, чтобы все участники были эффективно объединены и совместно поддерживали работу протокола.

Если вы знакомы с моделью OSI (особенно с многоуровневой архитектурой TCP), вам будет проще понять логику Hyperbridge. В модели OSI есть физический, канальный, прикладной и презентационный уровни, а в кроссчейн-взаимодействии мы также используем подобную многоуровневую структуру.

На самом верхнем уровне находится сеть Polkadot, которая обеспечивает основу для всех остальных частей стека Hyperbridge. Ниже — собственная сеть Hyperbridge, включая систему параллельных цепочек. На самом нижнем уровне — релейные узлы, которые являются «физическим соединением» протокола Hyperbridge: они подключаются ко всем внешним сетям, собирают внешнюю информацию, верифицируют доказательства, обрабатывают кроссчейн-данные и передают их в Hyperbridge; Hyperbridge выполняет первичную валидацию и передает результаты в Polkadot для окончательного подтверждения. Иными словами, Polkadot предоставляет «финальную гарантию того, что все данные и операции выполнены по правилам».

Здесь есть важная структурная особенность: сеть Hyperbridge и сами релейные узлы являются «недоверенными», этот уровень не имеет экономической защиты; только когда данные достигают верхнего уровня сети Polkadot, они попадают под защиту экономической безопасности. То есть Polkadot одновременно контролирует поведение Hyperbridge и релейных узлов, гарантируя, что оба уровня работают по правилам. В деталях: релейные узлы сотрудничают с Collator для выполнения кроссчейн-процессов: релейные узлы собирают транзакции, доказательства и кроссчейн-данные и передают их производителям блоков; Collator проверяют достоверность, полноту и соответствие всех данных. Только прошедшие валидацию транзакции попадают в блок, а невалидные данные отсекаются на этом этапе.

Это очень важно, потому что предварительная фильтрация невалидных транзакций позволяет значительно экономить ценные блоковые ресурсы. После завершения валидации и упаковки Collator отправляет блок в сеть Polkadot. Одна из ключевых возможностей Polkadot — валидация всех блоков. В отличие от Layer2 в экосистеме Ethereum, которым нужно самостоятельно генерировать zero-knowledge proofs, Polkadot берет на себя работу по валидации блоков. После проверки Polkadot подтверждает, что «содержимое блока соответствует всем правилам», и генерирует «доказательство валидности блока» (или сертификат валидности). Это очень важно, и далее я расскажу подробнее.

Три ключевые роли Hyperbridge: как Collator, релеев консенсуса и релеев сообщений двигают всю кроссчейн-систему

Начнем с первой ключевой роли в сети Hyperbridge: Collator (производители блоков)

Их основная задача — собирать и проверять различные доказательства для кроссчейн-взаимодействия, в основном обрабатывать два типа транзакций с доказательствами: один тип — сообщения консенсуса, другой — кроссчейн-сообщения.

Здесь есть принципиальное отличие от традиционных блокчейнов: Collator — это не стейкинговые узлы. В большинстве блокчейнов для того, чтобы стать активным узлом, нужно застейкать большое количество токенов. В Hyperbridge мы используем совершенно другой механизм:

• Чтобы стать Collator, достаточно заблокировать небольшое количество Bridge Token в качестве минимального порога; 
• Но чтобы быть выбранным системой, нужно потратить «репутационные баллы»; 
• Репутационные баллы можно заработать только долгосрочной работой в качестве активного релейного узла. 

Другими словами, только релейные узлы могут стать Collator, других способов нет. Вы не сможете попасть в пул Collator через взятки, связи или покупку права; единственный путь — стабильно и долго выполнять релейную работу, накапливая репутацию. Кроме того, для подачи заявки на Collator требуется внести небольшой залог для прохождения валидации.

Финальный отбор очень прост: система сортирует релейные узлы по количеству репутационных баллов, и те, у кого их больше всего, становятся Collator на текущий период. Пул Collator обновляется каждые 24 часа, чтобы новые и хорошо работающие релейные узлы могли попасть в следующий раунд.

Работа Collator оплачивается: за каждый собранный блок они получают примерно 0,7 Bridge Token. Но если блок пропущен или не собран вовремя, награда не выплачивается.

Далее поговорим о релеях консенсуса

Консенсус крайне важен для кроссчейн-сообщений, ведь все кроссчейн-транзакции должны быть подтверждены на Hyperbridge как «окончательно подтвержденные на исходной цепочке». Для этого нужно получить доказательство консенсуса внешней цепочки.

Проблема в том, что современные блокчейны — особенно основанные на слотах — продолжают производить блоки, даже если нет транзакций. Это значит, что даже без кроссчейн-операций внешний блокчейн постоянно растет. Поэтому Hyperbridge должен синхронизировать эти данные в реальном времени, чтобы корректно валидировать будущие кроссчейн-сообщения.

Это и есть основная задача релеев консенсуса: непрерывно отправлять сообщения консенсуса внешних сетей, чтобы Hyperbridge оставался синхронизированным с ними. Даже если нет транзакций, синхронизация должна продолжаться. За отправку этих сообщений релеям консенсуса не нужно платить комиссию — наоборот, протокол Hyperbridge напрямую выплачивает им вознаграждение.

Чтобы стимулировать релеев консенсуса к этой постоянной работе, протокол выплачивает им Bridge Token — это позволяет получать стабильный доход за выполнение синхронизации.

Теперь поговорим о релеях сообщений

Начнем с их соотношения с релеями консенсуса: допустим, внешний блокчейн непрерывно производит блоки, релеев консенсуса находятся между этой цепочкой и Hyperbridge, собирают доказательства каждого нового финального блока и отправляют их в Hyperbridge, получая за это Bridge Token. Такой процесс гарантирует, что релеев консенсуса всегда онлайн, а Hyperbridge и внешние цепочки синхронизированы.

Релеев сообщений похожи на релеев консенсуса, но их задача иная: они отвечают за отправку кроссчейн-сообщений. Когда Hyperbridge синхронизирован с новым финальным блоком, релеев сообщений сравнивают его с предыдущим финальным блоком, чтобы найти новые кроссчейн-сообщения. Если обнаружено подходящее сообщение, оно вместе с доказательством отправляется в Hyperbridge.

Однако есть важное отличие: релеев сообщений не всегда получают вознаграждение за отправку сообщений, иногда им даже нужно платить комиссию Hyperbridge.

Процесс выглядит так:

• Пользователь или приложение может отправить кроссчейн-сообщение из любой цепочки, приложив определенное количество стейблкоинов для оплаты комиссии. 
• Релеев сообщений, обнаружив такое сообщение при сканировании блока, передают его в Hyperbridge. 
• После успешной отправки релеев сообщений могут получить приложенные пользователем стейблкоины в качестве вознаграждения. 

Есть и дополнительный механизм регулирования:

• Если объем обработанных сообщений ниже порога, Hyperbridge дополнительно выплачивает Bridge Token релеям сообщений; 
• Если объем превышает порог, релеев сообщений должны платить комиссию в Bridge Token Hyperbridge. 

Такой дизайн позволяет протоколу формировать пул доходов и контролировать поведение релеев сообщений, чтобы их пропускная способность не была избыточной или недостаточной.

По сути, вся эта система создана для того, чтобы релеев сообщений всегда были онлайн: как только появляется кроссчейн-данные, система может максимально быстро доставить их в Hyperbridge. Общая логика схожа с релеями консенсуса — релеев сообщений также находятся между внешней цепочкой и Hyperbridge, собирают кроссчейн-транзакции и передают их. Отличие — в системе вознаграждений: если сообщений мало, Hyperbridge субсидирует релеев сообщений Bridge Token; если сообщений много, релеев сообщений платят комиссию Hyperbridge, а протокол накапливает токены.

Стоимость ZK-кроссчейна — миллионы, а Hyperbridge нужен лишь сервер с 2 ГБ ОЗУ

Поговорим о требованиях к оборудованию для работы релеев и Collator.

Начнем с релеев. Программное обеспечение релея очень легкое, его основная задача — отправлять RPC-запросы к блокчейн-узлам, поэтому требования к железу минимальны. Достаточно четырехъядерного процессора, даже сервер с 2 ГБ ОЗУ справится без проблем. Программа написана на Rust, поэтому использует память очень эффективно.

Требования к пропускной способности тоже невысоки. Если релей и RPC-узел находятся в одном дата-центре, достаточно 20 МБ/с; если RPC-узел в интернете — лучше выбрать канал пошире.

На самом деле, самая большая статья расходов при запуске релея — это подписка на RPC-сервис.

Используя Alchemy, Quicknode или Anchor, вы можете получать все необходимые доказательства и данные для кроссчейна напрямую с их полных узлов, поэтому собственные расходы минимальны.

Это одна из ключевых причин, почему Hyperbridge обладает значительным преимуществом в масштабируемости кроссчейн-взаимодействия. Многие современные кроссчейн-решения используют zero-knowledge proofs, что очень дорого как при генерации, так и при эксплуатации; по сравнению с этим, эксплуатационные расходы Hyperbridge практически ничтожны.

Теперь о Collator. Их требования к железу выше, потому что Collator должен запускать локальный узел релейной цепочки Polkadot. Это создает значительную нагрузку на хранение: архивный узел Polkadot требует около 3 ТБ, поэтому рекомендуется использовать SSD минимум на 4 ТБ.

Кроме того, чтобы эффективно взаимодействовать с релейной цепочкой Polkadot и своевременно отправлять блоки, Collator нужен сервер с высокой пропускной способностью. Средняя стоимость такого сервера — около 200 долларов в месяц. Конечно, если вы домашний валидатор и готовы держать узел дома, эти расходы можно не учитывать.

Какую роль играет Polkadot в Hyperbridge

Наконец, давайте разберемся, какую роль Polkadot играет в Hyperbridge.

Hyperbridge как параллельная цепочка в экосистеме Polkadot по сути выступает «криптографическим верификационным сопроцессором» для кроссчейн-сообщений. Но эта способность верификации обеспечивается не самим Hyperbridge, а безопасностью основной сети Polkadot. Упомянутые выше «криптографические сертификаты валидности блоков Hyperbridge» на самом деле представляют собой цифровые подписи, сгенерированные валидаторами Polkadot, то есть эти сертификаты подтверждаются текущим активным пулом валидаторов Polkadot.

Понимание этого очень важно: по сути, блокчейн — это масштабный «мультиподпись-механизм», а пул валидаторов — это динамически работающий гигантский мультисиг-аккаунт.

В чем принципиальное отличие такого блокчейн-мультисигна от традиционных мультиподписных мостов? Два основных момента:

Первое: пул валидаторов динамически обновляется, а мультисиг-комитет — статичен

• В Polkadot пул валидаторов обновляется автоматически каждые 4 часа; 
• В мультисиг-мостах члены «комитета» фиксированы, их приватные ключи долго хранятся на одних и тех же устройствах. 

Это значит, что традиционные мультисиг-мосты легче взломать через утечку ключей, а динамическая система валидаторов Polkadot значительно повышает безопасность.

Второе: подписи валидаторов блокчейна защищены экономикой сети

• Валидаторы Polkadot обязаны стейкать активы, и если они подписывают ошибочные или вредоносные данные, их стейк сжигается (slashing).
• В мультисиг-комитетах нет никаких экономических стимулов или рисков — даже если они действуют злоумышленно, они ничего не теряют.

Это объясняет, почему при взломе мультисиг-мостов злоумышленники могут унести миллиарды долларов, а члены комитета не несут ответственности.

Почему бы не использовать блокчейн как «гигантский мультисиг»? Единственная проблема — масштаб. В блокчейне много валидаторов. Например, в Polkadot:

• Сейчас более 600 валидаторов 
• В будущем — возможно более 1000 

Без оптимизации валидация такого количества подписей очень дорога. Но это решается следующими технологиями:

• Агрегируемые BLS-подписи
• Zero-knowledge proof (ZK) для валидации

Эти решения позволяют снизить стоимость массовой валидации подписей до приемлемого уровня.

В отличие от этого, мультисиг-комитеты вынуждены быть маленькими ради низкой стоимости валидации, что делает их менее безопасными.

Еще одно фундаментальное отличие — структура управления. Механизм валидаторов блокчейна открыт и не требует разрешения:

• Любой может войти или выйти из пула валидаторов, если застейкает достаточно активов; 
• Мультисиг-комитеты закрыты и требуют разрешения: члены выбираются вручную и по доверенности, что делает их централизованными. 

Hyperbridge нужно обрабатывать всего около 10 миллионов сообщений в год для достижения безубыточности

Теперь рассмотрим экономическую модель Hyperbridge. Годовые операционные расходы Hyperbridge четко определены и относительно стабильны, как мы уже говорили, протокол стимулирует разные роли, включая:

• Стимулы для релеев консенсуса: около 3 миллионов Bridge Token 
• Стимулы для релеев сообщений: около 1,4 миллиона Bridge Token 
• Стимулы для Collator: около 3 миллионов Bridge Token 
• А также стоимость coretime Polkadot (хотя она плавающая, но в целом невысока) 

В сумме, для поддержания работы сети Hyperbridge требуется около 10 миллионов Bridge Token в год.

Возникает вопрос: откуда взять эти средства?

Ответ — казна Hyperbridge. Казна владеет примерно 40% общего предложения Bridge Token и является крупнейшим держателем токенов в системе. Эти резервы позволяют протоколу работать около 40 лет подряд, давая Hyperbridge время для достижения устойчивой прибыльности.

Механизм получения прибыли также прозрачен: каждый раз, когда пользователь инициирует кроссчейн-сообщение, транзакцию или запрос кроссчейн-хранилища, казна Hyperbridge взимает комиссию, которую релеев сообщений собирают «от имени казны».

По текущей модели Hyperbridge нужно обрабатывать всего около 10 миллионов сообщений в год для достижения безубыточности.

По данным Token Terminal: ежегодно в мире совершается более 1 миллиарда кроссчейн-транзакций. Hyperbridge достаточно занять около 1% рынка, чтобы выйти на точку безубыточности, а дальше — получать стабильную прибыль.

Вот некоторые ключевые показатели Hyperbridge на данный момент:

• Сэкономлено более 13 триллионов gas на различных валидационных операциях
• Обработано более 50 000 кроссчейн-сообщений: как от собственных приложений Polytope Labs, так и от сторонних приложений в основной сети 
• Проверено более 10 миллионов доказательств (доказательства консенсуса, сообщений и др.) 
• Объем транзакций по кроссчейн-сообщениям превысил 180 миллионов долларов
• Экономическую безопасность обеспечивает Polkadot, на сумму более 2 миллиардов долларов
• Поддерживается более 14 основных EVM-цепочек: Polkadot, Hydration, Bifrost, Arbitrum, Polygon, Base, Gnosis, Ethereum Mainnet, Unichain… и список расширяется 

Ключевые сценарии применения Hyperbridge

Давайте кратко рассмотрим основные сценарии применения Hyperbridge.

1. Token Gateway

• Поддержка кроссчейн-модели burn & mint; 
• Полная совместимость с существующим ERC-20, также возможен режим lock & mint; 
• Можно мостить любые токены с пользовательскими данными вызова; 
• В основной сети уже поддерживаются такие активы, как DOT, vDOT, ZKVerify, Manta и др. 

2. Intent Gateway

• Поддержка быстрых кроссчейн-транзакций; 
• Большинство операций завершается за 30 секунд; 

Главное новшество:

• Если кроссчейн-ордер не исполнен, пользователь может самостоятельно и без разрешения запросить возврат средств через фронтенд Hyperbridge и сразу получить возврат.
• Вся система работает на основе верификационных доказательств: Hyperbridge может в реальном времени проверить состояние целевой цепочки, и если ордер не исполнен, сразу инициирует возврат. 

3. Экосистема разработчиков и сторонние приложения

Уже сейчас многие сторонние команды разрабатывают решения на базе Hyperbridge:

• Hydration: строит кастомное Intent-решение на Hyperbridge и разрабатывает ценовой оракул для некоторых ETH-деривативов. 
• Bifrost: создает ценовой оракул для vToken и планирует запуск асинхронного выпуска vToken. 
• Несколько команд с хакатонов уже развернули приложения на тестовой сети Hyperbridge. 

Мы также активно исследуем новые нативные направления, включая:

• Верифицируемые ценовые оракулы 
• Кроссчейн-управление (инициирование предложений на одной цепочке, чтение результатов на всех) 
• Кроссчейн-аутентификация (данные идентификации хранятся в одной цепочке, доступны для вызова с других) 
• Исторические запросы хранилища (контракты могут читать историю целевой цепочки, что важно для протоколов с распределением через Merkle-деревья) 

Недавно мы выпустили новый набор инструментов для разработчиков, включающий:

• Полный интерфейс Hyperbridge Solidity для Solidity-приложений
• TypeScript SDK для кошельков и фронтенда
• Subquery-индексатор
• Intent Filler и другие вспомогательные компоненты для быстрого создания кроссчейн-приложений. 

Важный анонс: Hyperbridge будет нативно интегрирован в Polkadot Hub

Hyperbridge будет нативно интегрирован в Polkadot Hub. Это значит, что все приложения на Polkadot Hub смогут напрямую взаимодействовать с блокчейнами вне экосистемы Polkadot через Hyperbridge, используя кроссчейн-хранилище, запросы и сообщения.

Мы также тесно сотрудничаем с командой Parity для внедрения BLS Beefy:

• В настоящее время узлы доказательства консенсуса Polkadot все еще управляются командой Polytope Labs 
• В будущем децентрализация валидации будет достигнута с помощью агрегируемых BLS-подписей 
• Это приведет к полной децентрализации работы Hyperbridge 

Интеграция Hyperbridge с EVM-экосистемой продолжается, скоро будет поддержка:

• Arc 
• Tempo 
• Monad 
• Sonic 
• Tron (Tron разрабатывает функцию state commitment, после чего будет поддерживаться) 

Кроме того, уже поддерживаются EVM-цепочки из экосистемы Cosmos, включая:

• Sei 
• Cronos 
• Injective
• и другие совместимые с EVM Cosmos-сети. 

На этом мой рассказ окончен, спасибо за внимание и участие!