หนึ่งในปัญหาหลักที่เป็นอุปสรรคของการเติบโตของการใช้งานบล็อคเชนคือ การเชื่อมต่อสื่อสารระหว่างบล็อคเชนที่ในปัจจุบันมีอยู่จำนวนมาก ไม่ว่าจะเป็นบล็อคเชน Layer 1, Layer 2 โดยเมื่ออ้างอิงจากข้อมูลของ Chainalysis บริษัทวิเคราะห์ข้อมูลด้าน Blockchain พบว่า Cross-chain Bridge โดนแฮคมูลค่ารวมมากกว่า 2,800 ล้านดอลาร์สหรัฐ (ข้อมูลปี 2024) ซึ่งสาเหตุส่วนใหญ่มาจากปัญหาด้านการออกแบบ ซึ่งยิ่ง Bridge ต้องการความปลอดภัยสูงเท่าไหร่ ก็จะทำให้ต้นทุนก็สูงขึ้นตามไปด้วย
ซึ่งหนึ่งในโปรเจกต์ที่มีนวัตกรรมเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าวที่น่าสนใจคือ Hyperbridge ที่เป็นโปรเจกต์ที่ทำงานรวมกับโปรโตคอล BEEFY และสร้างขึ้นบน Polkadot Ecosystem ดังนั้นในบทความนี้ เราจะไปทำความรู้จักกับเทคโนโลยี Hyperbridge ให้มากขึ้น ว่าคืออะไร รวมถึงมีการทำงานและจุดเด่นอะไรบ้าง
Hyperbridge คืออะไร
Hyperbridge มีที่มาจากคำว่า Hyper-scalable Bridge ซึ่งเป็นหนึ่งใน Bridge ที่มีเทคโนโลยีที่น่าสนใจอย่างมาก โดยถูกพัฒนาขึ้นมาเป็นตัวประมวลผลเพื่อการแก้ปัญหาการทำงานระหว่างบล็อคเชน หรือที่เรียกว่า Interoperability Coprocessor นอกจากนี้ ยังมีนวัตกรรมเฉพาะตัวที่ถูกออกแบบมาเพื่อเน้นการทำงานระหว่างเชนที่มีความปลอดภัยสูงสุดด้วยหลักการใช้ Consensus ของ Polkadot
ดังนั้น Hyperbridge ถือเป็นโปรเจกต์ที่มีวิสัยทัศน์ไปในทิศทางเดียวกับของ Polkadot ซึ่งมีจุดมุ่งหมายหลักด้านการทำระหว่างเชน (Interoperability) ซึ่งคนที่อยู่ในวงการจะสังเกตุเห็นว่าตลอดหลายปีของการพัฒนาบล็อกเชน ได้มีหลายๆโปรเจกต์ใช้ความพยายามอย่างมากในการสร้างวิธีการที่ปลอดภัยสำหรับการทำงานร่วมกันระหว่างบล็อกเชน ซึ่ง Polkadot ก็เป็นหนึ่งในนั้น โดยใช้การทำงานร่วมกันที่ปลอดภัยระหว่าง Parachain ผ่านโปรโตคอลที่เรียกว่า “Cross-Consensus Messaging (XCM)” และ “Cross-Chain Message Passing (XCMP)” ที่จัดเป็นหนึ่งในการสื่อสารระหว่างเชนที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดตัวหนึ่ง
อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้จะทำงานได้ก็ต่อเมื่อมี Security ร่วมกันที่เรียกว่า “Shared Security” แต่ในกรณีที่บล็อคเชนไม่ได้อยู่ใน Shared Security ของ Polkadot (หรือเป็นหนึ่งใน Parachain ของ Polkadot) ในกรณีดังกล่าวจะต้องใช้ Bridge ในการสื่อสารหากัน โดยหนึ่งใน Bridge ที่พัฒนาร่วมกับเทคโนโลยีของ Polkadot อย่างใกล้ชิดก็คือ Hyperbridge นั่นเอง ในพาร์ทต่อไปเราจะไปดูว่า Hyperbridge มีหลักการทำงานอย่างไรบ้าง
หลักการทำงานเบื้องต้นของ Hyperbridge
หัวใจสำคัญของการทำงานของ Hyperbridge คือการใช้ Coprocessor Model ในรูปแบบ Hybrid โดยใช้เทคโนโลยี ZK Snark ร่วมกับการใช้ Parachain โดยมีรายละเอียดดังนี้
โมเดล Coprocessor ของ Hyperbridge คืออะไร มีข้อดีอย่างไร
ด้วยความที่ว่าการทำงานของ Bridge นั้นต้องขึ้นอยู่กับการยืนยันด้านความถูกต้องและปลอดภัยหลายขั้นตอน เช่น Consensus Mechanism, Consensus Faults, State Proofs และ State Transitions แต่ว่ากระบวนการตรวจสอบแบบ On-chain เหล่านี้ค่อนข้างมีความซับซ้อนมีราคาแพง
ดังนั้น ทาง Hyperbridge จึงเลือกใช้โมเดลที่เรียกว่า “Coprocessor” ซึ่งจะนำส่วนที่ต้องใช้การคำนวณและการประมวลผลที่ซับซ้อนไปทำบน Off-chain แทน โดยที่หลักฐานการยืนยันความถูกต้องจะถูกนำไปแสดงผลบน On-chain ในภายหลัง
การใช้ Parachain เป็น Coprocessor
โดยทั่วไป การทำงานของ Coprocessor Model จะใช้หลักการ SNARK Coprocessor อย่างไรก็ตาม การพึ่งพา SNARK Coprocessor เพียงอย่างเดียวอาจไม่เพียงพอในการทำให้รองรับการ Scale และความปลอดภัยได้สูงสุด ดังนั้น Hyperbridge จึงเลือกใช้ Coprocessor Model แบบ Hybrid โดยมีการใช้เทคโนโลยี ZK Proof ร่วมกับ Parachain ซึ่งทำหน้าที่เป็น Coprocessor ในการเป็น Consensus Proof ร่วมด้วย โดยจุดแข็งคือ Parachain และ Polkadot มี Crypto-economic Security สูงมาก (มีมูลค่าประมาณ 2,750 ล้านดอลลาร์) ทำให้ Model ของ Hyperbridge มีความปลอดภัยสูง
ซึ่งการออกแบบการทำงานแบบนี้ช่วยให้สามารถกระจายภาระการตรวจสอบสำหรับ Consensus, State Proofs และ State Transition ไปยัง Parachain Cores ต่างๆที่กำหนด (เช่น Polkadot Relay Chain ถูกใช้สำหรับ Consensus เป็นต้น) ดังนั้น Polkadot จึงเรียกได้ว่าถูกใช้เป็น Computation Layer เพื่อให้บริการ “Full Node Security” ในการทำงานของ Cross-chain Bridge นั่นเอง ซึ่งการที่ Polkadot เหมาะสมที่จะทีหน้าที่ตรงนี้เพราะว่ามีคุณสมบัติที่ต้องการครบถ้วน เช่น Cryptoeconomic Security, Highly Scalable และ Cheap Consensus & State Proofs รวมถึงเป็นบล็อคเชนที่น่าเชื่อถือและอยู่มายาวนาน
ด้วยการออกแบบการทำงานดังกล่าวที่ใช้ Parachain Cores หลายตัวเพื่อแบ่งภาระการประมวลผลออกเป็นหลาย Slot (โดยใช้ Consensus เพียงชุดเดียวจาก Polkadot Relay Chain) ทำให้ Hyperbridge มีความสามารถในการ Scale ไปยังบล็อคเชนต่างๆสูงมาก ซึ่งอีกสิ่งที่น่าสนใจคือ Coprocessor Model ที่ Hyperbridge ใช้นั้นเป็นเทคโนโลยีที่ไม่เคยถูกลองใช้มาก่อน เพราะว่าเป็นโครงสร้างที่สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะบน Polkadot เท่านั้น
Interoperable State Machine Protocol (ISMP) และ PLONK Verifier
โปรโตคอล Interoperable State Machine Protocol (ISMP) จะทำงานหลังจากที่มีคำขอในการ Bridge เข้ามา โดยจะทำหน้าที่ในการการแปลและประมวลผลการ Bridge หรือพูดง่ายๆคือ ISMP ทำหน้าที่เหมือนเป็นตัวกลาง เพื่อให้แน่ใจว่าคำขอในการ Bridge นั้นถูกจัดรูปแบบและได้รับอนุญาตอย่างถูกต้องก่อนที่จะส่งต่อไปยังระบบที่เกี่ยวข้องต่อ
ซึ่งขั้นต่อไปก็คือ PLONK Verifier ซึ่งเปรียบเสมือนกลไกด้านความปลอดภัย ทำงานเหมือนนักสืบมืออาชีพที่คอยตรวจสอบความถูกต้องของทุกธุรกรรมอย่างละเอียดโดยไม่กระทบต่อข้อมูลส่วนตัว
โดยหลังจากที่คำขอการ Bridge ได้รับการตรวจสอบโดย PLONK และยืนยันผ่าน Parachain Cores เรียบร้อยแล้ว การทำธุรกรรมหรือการเชื่อมต่อข้ามเชนจึงจะถูกดำเนินการ โดยขั้นตอนนี้จะมี XCM (Cross-consensus Messaging) เข้ามาทำหน้าที่เป็นตัวแปลแบบ Universal ช่วยในการสื่อสารและการดำเนินการธุรกรรมระหว่างบล็อกเชนภายใน Polkadot Ecosystem
BEEFY: โปรโตคอลหัวใจสำคัญในการเชื่อมต่อระหว่างบล็อคเชนต่างๆภายนอก Polkadot
BEEFY ย่อมาจาก “Bridge Efficiency Enabling Finality Yielder” เป็น Consensus Protocol ที่ถูกออกแบบมาเพื่อปฏิวัติการเชื่อมต่อสื่อสารระหว่างบล็อคเชน โดยเป็นหัวใจสำคัญในการทำงานร่วมกับ Hyperbridge เพื่อสนับสนุนการเชื่อมโยงระหว่าง Polkadot กับบล็อกเชนอื่นๆนอก Polkadot Ecosystem เช่น Ethereum, Arbitrum, Base เป็นต้น และด้วยความที่ BEEFY ช่วยให้สามารถปรับแต่งรูปแบบได้ตามต้องการ ทำให้ Hyperbridge สามารถทำงานร่วมกับบล็อคเชนที่มีภาษาและเทคโนโลยีหลากหลายได้แบบไม่จำกัด
โดยถ้าอธิบายง่ายๆ โปรโตคอล BEEFY มีหน้าที่ในการเชื่อมต่อระหว่าง Polkadot Ecosystem กับบล็อคเชนภายนอก ซึ่ง BEEFY ช่วย Optimize ทำให้กระบวนการ Coprocessor ด้วย Consensus Proof ให้มีต้นทุนต่ำลงและมีประสิทธิภาพสูงที่สุด
หลักการทำงานของ BEEFY
BEEFY เป็นโปรโตคอลรองของ “GRANDPA” ของ Polkadot ซึ่งทำหน้าที่ช่วยในการแบ่งงานการตรวจสอบออกไปยังหลายๆ Parachain Cores ที่ทำหน้าที่เป็น Coprocessor ทำให้กระบวนการนี้สามารถ Scale สูงมากโดยที่ยังคงต้นทุนที่ต่ำ
โดย BEEFY จะทำการ Track บล็อคเชนที่มี GRANDPA Finality (ซึ่งก็คือ Parachain บน Polkadot Ecosystem) ทำให้บล็อคเชนสามารถเชื่อมต่อเข้ากับ Polkadot Ecosystem ได้ โดยที่บล็อคเชนอื่นที่จะมาเชื่อมต่อสามารถตรวจสอบหลักฐานความถูกต้องของธุรกรรมจาก Relay Chain ของ Polkadot ได้ หรือพูดง่ายๆก็คือ บล็อคเชนภายนอก (เช่น Ethereum) สามารถตรวจสอบ State ของ Polkadot Network ในเวลาที่ต้องการได้นั่นเอง
สรุปใจความสำคัญของ BEEFY ที่ทำให้เป็นโปรโตคอลที่ช่วยในการสื่อสารระหว่างเชนที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยคือ
- BEEFY สามารถสร้าง Merkle Mountain Range (MMR) Proofs ซึ่งเป็นวิธีที่กระชับและประหยัดพื้นที่ในการแสดง State ของบล็อกเชนและตรวจสอบธุรกรรมข้ามเชน
- BEEFY กระจาย Trust ไปยัง Validator Set หลายๆเจ้า ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยได้อย่างมาก รวมถึงมีความ Decentralized สูง เรียกได้ว่าทำให้ Bridge มีความ Trustless อย่างแท้จริง
- ธุรกรรมที่ถูกเชื่อมผ่าน BEEFY มีความปลอดภัยเทียบเท่ากับธุรกรรมบนเครือข่าย Polkadot
- BEEFY ทำหน้าที่เปรียบเหมือนเป็น Data Availability (DA Layer) ในการทำการสื่อสารระหว่างบล็อคเชน
Use Case ของ Hyperbridge
Hyperbridge เปิดศักยภาพให้เกิด Application ที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่น
- Cross-chain DApps: การทำธุรกรรมผ่าน DApps ระหว่างเชน เช่น Cross-chain DeFi, Cross-chain NFT Trading, Cross-chain Gaming
- Mint and Burn Bridge: Hyperbridge รองรับการ Bridge แบบ Mint-and-Burn ซึ่งมีประสิทธิภาพทางการเงินมากกว่า Bridge แบบ Traditional ที่ใช้หลักการ Lock-and-Release โดยวิธีนี้ช่วยลดความเสี่ยงจากการแฮ็กที่อาจส่งผลกระทบต่อ Liquidity Pool เนื่องจากเหรียญที่ส่งผ่าน Bridge จะถูกสร้างขึ้นและเผาทิ้งแทนที่จะถูกล็อกไว้
- Optimistic Rollup Validation: Hyperbridge สามารถช่วยให้การถอนจาก Optimistic L2s ทำได้เร็วขึ้นโดยการยืนยันความถูกต้องของบล็อก Optimistic L2 โดยไม่ต้องมี Fraud Proof Window เพราะว่า Hyperbridge ทำหน้าที่เป็นตัวพิสูจน์ความถูกต้องนี้แทน ทำให้การถอนและการสื่อสารระหว่าง Optimistic L2s ทำได้เกือบจะทันที
- Historical On-chain State: เนื่องจาก Hyperbridge จัดเก็บข้อมูลบล็อกและ Header ที่ได้รับการตรวจสอบแล้วทั้งหมดอย่างถาวร จึงสามารถเรียกดู On-chain State ในอดีตได้ ซึ่งช่วยเปิดโอกาสให้เกิด On-chain Application อื่นๆตามมา เช่น Application ที่ต้องใช้การเรียกราคาของ DEX ในอดีต, การตรวจสอบอายุของ User Account และอื่นๆ
- Parachains as Coprocessors for Ethereum/Data Availability Layer: Polkadot/Parachain Cores มีศักยภาพในการเป็น Data Availability Layer ให้กับ Ethereum/Ethereum Rollup ซึ่ง Hyperbridge/BEEFY ทำให้ส่วนนี้เป็นจริงขึ้นมาได้
- Cross-Chain Oracles: Hyperbridge สามารถทำหน้าที่เป็น Cross-chain Oracle สำหรับตรวจสอบ Cross-chain State ได้
สุดท้าย เนื่องจากทาง Hyperbridge ก็ได้มีการพัฒนาอย่างใกล้ชิดร่วมกับ Polkadot Ecosystem จึงเป็นการจะเปิดโอกาสและศักยภาพใหม่ๆที่อาจตามมาในอนาคตได้อีกมาก
Funding ของ Hyperbridge
Hyperbridge เพิ่งประกาศในวันที่ 11 กันยายนที่ผ่านมาว่าได้รับเงินทุนจำนวน 2.5 ล้านดอลลาร์จาก Web3 Foundation และ Scytale Digital เพื่อพัฒนาการทำงานของ Hyperbridge ในการเชื่อมต่อสื่อสารระหว่างเชนต่อไป ทำให้มั่นใจได้ว่าทาง Hyperbridge มีเงินทุนสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีให้ดีขึ้นไปได้อีก
โดยทาง Fabian Gompf ผู้เป็น CEO ของ Web3 Foundation กล่าวว่า “Hyperbridge เป็นก้าวสำคัญสู่อนาคตของการทำงานร่วมกันระหว่างเชน ซึ่งสะท้อนถึงมาตรฐานสูงสุดด้านความปลอดภัย ความสามารถในการขยายตัว และนวัตกรรม ซึ่งด้วยการสร้างบนโครงสร้างที่แข็งแกร่งของ Polkadot ทำให้ Hyperbridge ช่วยเสริมศักยภาพให้กับ Ecosystem ด้วยความสามารถในการทำงานร่วมกันอย่างปลอดภัยและตรวจสอบได้ ซึ่งไม่สามารถหยุดยั้งได้ ถือเป็นการตั้งมาตรฐานใหม่สำหรับ Solution ข้ามเชนที่ปลอดภัย”
สรุป Hyperbridge
Hyperbridge เป็นโปรโตคอล Cross-chain อีกตัวที่น่าจับตามองอย่างมาก ซึ่งเทคโนโลยีของ Hyperbridge ถูกออกแบบมาเพื่อขยายความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่างบล็อกเชนต่างๆ ที่มีจุดประสงค์หลักเพื่อการสื่อสารระหว่างเชนที่ราบรื่น มีประสิทธิภาพและความปลอดภัยสูงสุด
ส่วน BEEFY เป็นโปรโตคอลหลักที่ช่วย Hyperbridge ในการทำให้การเชื่อมต่อสื่อสารระหว่างเชนเป็นไปอย่างปลอดภัย รวมถึงเป็นการเปิด Use Case ใหม่ ๆ ได้อีกมากในอนาคต ซึ่งเทคโนโลยีของ Hyperbridge และ BEEFY เป็นนวัตกรรมที่ไม่เคยมีมาก่อนในการหาทางออกของ Pain Point การเชื่อมต่อระหว่างเชนที่มีอยู่มานาน ซึ่งเทคโนโลยีดังกล่าวทำได้เฉพาะบน Polkadot Network เท่านั้น
ตอนนี้ชุมชน OpenGuild แหล่งรวม Builder ของ #DOT กำลังมีกิจกรรมแข่งขันชิงรางวัลรวมกว่า 20,000$ ใครสนใจไปดูได้ที่นี่เลย👇 Open Contribution
หรืออยากพูดคุยกับเพื่อน ๆ ชาว DOT builder ก็ไปได้ที่ 👇
OpenGuild Discord
twitter.com/PolkadotInsider/status/1722241424492789911
twitter.com/PolytopeLabs/status/1720043483358953591
twitter.com/nomadbitcoin/status/1784941442810683784
https://blog.polytope.technology/introducing-hyperbridge-interoperability-coprocessor
