Synapse ist ein universelles kettenübergreifendes Protokoll, das EVM- und Nicht-EVM-Ketten über generalisierte Nachrichtenübermittlung verbindet. Es unterstützt kettenübergreifende Vermögensbewegungen, intelligente Vertragsaufrufe und NFTs. Durch die Nutzung von Synapse können Entwickler nativ kettenübergreifende AMMs, Kreditplattformen, Derivatemärkte, Renditeaggregatoren und mehr erstellen. Synapse begann als stabiles Swap-Protokoll auf der BNB-Kette namens Nerve und entwickelte sich zu einer kettenübergreifenden Brücke. In seiner aktuellen Version ist Synapse vor allem für seinen Schwerpunkt auf dem Aufbau eines Zuhauses für native Cross-Chain-Anwendungen über ein benutzerfreundliches SDK und die bald erscheinende Synapse Chain bekannt.
Zu den besten Funktionen von Synapse gehören:
Mehrere Transaktionstypen – Synapse wurde ursprünglich als Liquiditätsnetzwerk eingesetzt, das auf die Übertragung von ETH und Stablecoins über Blockchains spezialisiert war. Synapse-Benutzer können Vermögenswerte übertragen, indem sie native Vermögenswerte sperren und verpackte xAssets auf der Zielkette prägen. Synapse ermöglicht Benutzern auch die kostengünstige Übertragung von Stablecoins, indem sie „Nexus“-Vermögenswerte zwischen von Synapse gehosteten Liquiditätspools übertragen. Darüber hinaus erleichtert Synapse jetzt die kettenübergreifende Nachrichtenübermittlung zwischen Ketten – das heißt, beliebige Daten wie Vertragsaufrufe können auf zwei separaten Ketten übertragen und ausgeführt werden, wodurch jede Menge Potenzial für die Interoperabilität zwischen dApps freigesetzt wird. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf Letzteres (Nachrichtenübermittlung) und nicht auf Ersteres (Liquiditätsnetzwerke).
Optimistisches Sicherheitsmodell – Synapse validiert kettenübergreifende Transaktionen mithilfe eines optimistischen Sicherheitsmodells. Entitäten (Wächter) beobachten kettenübergreifende Nachrichten und übermitteln Betrugsnachweise, wenn ein böswilliger Zustand vorliegt. In diesem Fall muss nur 1 von N Wächtern ehrlich handeln, damit Synapse korrekt funktioniert. Das heißt, die Kosten für einen Angriff auf das Netzwerk sind unbekannt, im Gegensatz zu herkömmlichen PoS-Modellen, bei denen die Kosten für einen Angriff auf ein System die Kosten für die Bestechung eines bestimmten Prozentsatzes des Validierersatzes sind.
Zugriff auf das Cosmos-Ökosystem – Canto, eine auf Cosmos basierende DeFi-Kette, wurde Ende November 2022 zum Liquiditätsnetzwerk von Synapse hinzugefügt. Mit der Verbindung ist Synapse eine von drei großen Brücken (Axelar, Gravity), die die EVM-Welt mit Cosmos verbinden.
Entwickler-Toolkit – Entwickler, die nach einer „Plug-and-Play“-Lösung für die Überbrückung suchen, können über das Synapse SDK kettenübergreifende Token- und Liquiditätstransfers direkt in das Frontend ihrer Anwendung integrieren. Darüber hinaus bietet Synapse ein Widget und eine API, die Entwickler implementieren können.
Synapse Chain – Synapse Chain wurde als optimistischer Rollup für Ethereum entwickelt und ist eine EVM-kompatible Blockchain, die als souveräne Ausführungsumgebung für Cross-Chain-Entwickler dienen soll, die sie beim Einsatz von Cross-Chain-Anwendungen nutzen können. Synapse Chain befindet sich derzeit im Testnetz, soll aber irgendwann im Jahr 2023 eingeführt werden. Es gibt umfassende Pläne, SYN als PoS-artigen Bindungsmechanismus zu nutzen.
Darüber hinaus profitiert Synapse von den folgenden Netzwerkeffekten:
Nutzung – Insgesamt hat Synapse seit seiner Gründung ein Brückenvolumen von 12,4 Milliarden US-Dollar verzeichnet und im gleichen Zeitraum einen Umsatz von 20 Millionen US-Dollar erzielt.
SYN-Token-Inhaber – SYN ist ein Top-200-Token mit einer Marktkapitalisierung von rund 120 Millionen US-Dollar.
Kettenunterstützung – Ab Februar 2023 unterstützt Synapse 17 Ketten!
Funktionsweise – Transaktionslebenszyklus
Um vollständig verstanden zu werden, muss die Synapse-Nachrichtenübermittlungsarchitektur in zwei Teile aufgeteilt werden.
Synapsenkette
Wie oben beschrieben, ist Synapse Chain ein Optimistic Rollup von Ethereum, das für das Hosten von Cross-Chain-Anwendungen und anderen Cross-Chain-Primitiven konzipiert ist. Wie die meisten Rollups ist Synapse Chain EVM-kompatibel, verlässt sich hinsichtlich der Sicherheit auf Ethereum und führt Blöcke über einen Sequenzer aus. Es fungiert als einzelne Ausführungsebene für die Bereitstellung und anschließende Verbreitung von Geschäftslogik über Ketten hinweg. Mit anderen Worten: Transaktionen können auf Synapse Chain initiiert und dann an jede Blockchain gesendet werden, die mit dem Synapse Protocol-Netzwerk verbunden ist, indem das Cross-Chain-Nachrichtenübermittlungssystem von Synapse genutzt wird. Im Wesentlichen ist Synapse Chain eine Wette darauf, dass Cross-Chain-dApps eine Homebase zur Ausführung von Transaktionslogik benötigen. Anstatt beispielsweise komplexe Geschäftslogik auf zehn Blockchains zu verteilen, bietet SynapseChains Entwicklern eine einzige Ausführungsumgebung, von der aus sie arbeiten können.
Wie in der Grafik unten erläutert, besteht das Ziel darin, dass verschiedene dApps miteinander kommunizieren und Transaktionen mithilfe von Synapse Chain ausführen. In Wirklichkeit hat Synapse Chain zwei Rollen: 1) Es ist ein Übersetzer für Nachrichten aus fremden Ketten und 2) es ist eine Möglichkeit, die Anwendungslogik und Transaktionen von dApps auf Ethereum abzuwickeln.
Dies führt nun zum zweiten Teil der Synapse-Architektur: wie die kettenübergreifende Nachrichtenübermittlung tatsächlich funktioniert.
2. Cross-Chain-Nachrichtenübermittlung
Wie oben erwähnt, ist Synapse jetzt durch optimistische Verifizierung gesichert. Transaktionen auf Synapse werden als ehrlich angenommen. Off-Chain-Akteure müssen daher während eines festgelegten Zeitraums (auch als optimistisches Fenster bezeichnet) beobachten und Betrugsnachweise einreichen, wenn sie eine böswillige Transaktion entdecken. In diesem Fall hängt die Sicherheit von Synapse davon ab, dass ein einzelner Off-Chain-Akteur die Cross-Chain-Transaktionen jederzeit beobachtet und innerhalb des optimistischen Fensters ehrlich reagiert. Insbesondere können Entwickler die Länge des optimistischen Fensters basierend auf ihrem eigenen Anwendungsfall und ihrer Meinung zum Kompromiss zwischen Latenz und Sicherheit festlegen.
Der optimistische Verifizierungsprozess von Synapse basiert auf vier Akteuren:
Notare – unterzeichnen Merkle-Wurzeln auf jeder Kette
Rundfunkveranstalter – leitet Aktualisierungen von Heimatverträgen an Replikatverträge weiter
Guards — beobachtet kettenübergreifende Nachrichten und übermittelt Betrugsnachweise
Executors – veröffentlicht die Transaktion in der Zielkette, nachdem das optimistische Fenster abgeschlossen ist.
Dieses Verifizierungssystem wird insbesondere von SYN-Bindungen abhängig sein. In Zukunft müssen Notare innerhalb von Synapse SYN binden (ein anderes Wort für „einsetzen“), um ausgehende Transaktionen zu bestätigen. Diese Bindung wird es dem Netzwerk ermöglichen, Notare mit einer Vorgeschichte böswilligen Verhaltens zu eliminieren. Wächter müssen ebenfalls SYN binden, um Spam zu verhindern. Bis jetzt hat Synapse jedoch noch keine Einzelheiten darüber bekannt gegeben, wie viel SYN erforderlich ist, um Notar oder Wächter zu werden.
Insgesamt ist eine Transaktion auf Synapse recht einfach:
Ein Benutzer oder eine Anwendung übermittelt eine Transaktion in der Quellkette, die an die Messaging-Verträge von Synapse weitergeleitet wird.
Messaging-Verträge hashen die Nachricht und fügen sie einem Merkle-Baum hinzu
Der Notar unterzeichnet die Bescheinigung (d. h. den Beweis, dass eine Interaktion in der Quellkette stattgefunden hat) mit der neuen Merkle-Wurzel
Die Wächter müssen die Bescheinigung auch als Nachweis ihrer Lebendigkeit unterzeichnen, bevor die Bescheinigung weitergeleitet wird (diese Bescheinigung lässt Synapse mit Sicherheit wissen, dass ein Wächter die Kette auf Betrug überwacht).
Die Sender leiten die Bestätigung an die Zielkette weiter.
Wachpersonal beobachtet die Bescheinigung und überprüft, ob sie böswillig ist
Sobald das optimistische Fenster geschlossen ist, gilt die Transaktion als gültig und der Executor bestätigt die Transaktion in der Zielkette.
Synapse bietet die folgenden Sicherheitsfunktionen:
Audits – Die aktuelle Iteration der Synapse Bridge wurde von PeckShield geprüft. Das Team bestätigte, dass nach dem Upgrade auf die nächste Iteration der Synapse Bridge weitere Audits erforderlich sein werden. Bis dahin können Benutzer die Synapse-Codebasis auf Github analysieren. Darüber hinaus wurden die Stableswap-AMM-Verträge von Certik, OpenZeppelin und Quantstamp geprüft.
Optimistische Verifizierung – Anstatt sich auf eine Multi-Sig eines Drittanbieters zu verlassen, verlässt sich Synapse auf ein 1/N-Verifizierungssystem, das nur einen einzigen Wächter erfordert, der ehrlich handelt. Entitäten in diesem optimistischen System wird ihr SYN gekürzt, wenn sie böswillig handeln. Letztendlich macht der optimistische Verifizierungsprozess die Kosten eines Angriffs auf Synapse für jede potenzielle Bedrohung unsichtbar.
Governance – Für Governance-Abstimmungen des Synapse-Protokolls sind eine Mehrheit der Wähler und ein Mindestquorum von 10.000.000 SYN erforderlich.
Synapse Chain und Ethereum – Synapse Chain ist ein optimistischer Rollup auf Basis von Ethereum. Nach dem Start bedeutet dies, dass Synapse Chain-Transaktionen letztendlich im Ethereum-Mainnet abgewickelt werden und dieselben Sicherheitsgarantien erhalten wie andere Mainnet-Transaktionen.
Slashing — Die Rechte von Notaren, Wachleuten, Testamentsvollstreckern und Rundfunksprechern können alle in Szenarien gekürzt werden, in denen sie (aus Versehen oder mit Absicht) Betrug ermöglichen.
Vertrauensannahmen
Synapse macht die folgenden Vertrauensannahmen:
1 ehrlicher Wächter – Beim Betrieb nach einem optimistischen Modell verlassen sich Protokolle wie Synapse darauf, dass es zu jeder Zeit einen einzigen ehrlichen Beobachter gibt. Wenn kein Wächter verfügbar ist, der eine Bescheinigung in der Quellkette unterzeichnen kann, werden Transaktionen angehalten, bis ein Wächter wieder online ist.
Wert von SYN – Der für Entitäten im optimistischen Verifizierungsmodell vorgeschlagene Slashing-Mechanismus geht davon aus, dass der Wert von gebundenem SYN und das Potenzial, diesen Wert durch Slashing zu verlieren, die Gewinne überwiegt, die eine Entität durch böswilliges Handeln erzielen könnte. Wenn der Wert von SYN drastisch sinken würde, könnte es einen Grenzfall geben, in dem das Risiko von Slashing den Nutzen böswilligen Handelns aufwiegt.
Governance – Da mindestens 10.000.000 SYN-Token (etwa 5 % des Gesamtangebots) erforderlich sind, um das Protokoll zu ändern, und eine 50 % + 1-Stimmen-Regel gilt, wird davon ausgegangen, dass Governance-Einheiten für die Gesundheit des Protokolls stimmen werden. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass der Preis von SYN nicht so weit sinken wird, dass die Akteure einen Anreiz haben, SYN zu kaufen und böswillige Vorschläge auszuführen.
Sequenzer – Die aktuelle Version von Synapse Chain verwendet einen zentralen Sequenzer zum Verbuchen von Transaktionen, genau wie viele andere Ketten. Wenn dieser Sequenzer ausfallen sollte, könnte dies auch Synapse Chain beeinträchtigen. Synapse verfolgt einen ähnlichen Weg zur Dezentralisierung des Sequenzers wie Arbitrum und Optimism, es wird jedoch ein robusterer Fahrplan veröffentlicht.
Teilweise berechtigte Entitäten – Der Executor und der Broadcaster werden beim Start von Synapse Chain keine Berechtigungen haben. Beim Start im Mainnet werden jedoch berechtigte Guards und Notaries verfügbar sein. Das Team plant, kurz nach dem Start des Mainnets eine Implementierung für jede Entität als Open Source bereitzustellen, mit Dokumentation zur Bedienung. Somit wird jeder diese Dienste bald ausführen können.
