Cosmos是一個并行網絡，各鏈由諸如Tendermint共識提供支持。在cosmos生態系統中各空間可以相互通信、交易、互操作。Cosmos的願景是打破區塊鏈之間的障礙，創建一個區塊鏈互聯網，成為各種實際使用場景的優先選擇平台。

這一實現伴隨着一系列系統工具的開發，包括Tendermint，Cosmos SDK、IBC，Hub和Zone之間的通信，通過IBC協議實現。以太坊所採用的Go-Ethereum是單片技術堆棧範疇，對其特性的一些升級、以及定製性的提升，是2014成立的Tendermint最早的切入點。Tendermint BFT是一種解決方案，它將區塊鏈的網絡層和共識層打包，開發人員只需專註於應用層而無需在意底層協議，這一對開發者友好的設計在公鏈泛濫的當今看起來並無新意，但如果考慮這一設想最早出現在2014年底，就能自然而然明白cosmos的前瞻性了。

此外，Tendermint 共識算法的主要好處就是它具有安全簡易的輕客戸端，這一點使其成為手機和物聯網用例的理想工具。Tendermint 輕客戸端只需和驗證組的變化保持一致，然後驗證最新區塊中預先提交的+⅔，來確定最新情況。 總而言之，跨鏈不是comos的全部，Tendermint技術在開發時間的節省上也下了很大的功夫，Tendermint BFT的屬性適用公鏈、私鏈，Tendermint BFT僅處理區塊鏈的網絡和共識，節點傳播事務和驗證器就一組事務達成一致，以附加到區塊鏈，每秒可處理數千事務。 

COSMOS建立在Tendermint的BPOS+PBFT的共識機制上。該機制涉及驗證人與提議人。PBFT則用來確認區塊的有效性，抵押代幣的數量決定驗證人投票的權重過程中的權力，BPOS用來分配驗證人的權力。每輪的提議人會從驗證人順序列表中按照其選票比例來選擇確定。Tendermint採用由絕對多數的選票三分之二選定的最優拜占庭容錯算法。

一、Cosmos SDK

                                                                                           圖1 Cosmos SDK功能

SDK在Tendermint BFT的基礎上，進一步縮短第三方開發者的研發周期，首先，它允許開發人員在Golang上移植任何現有的區塊鏈代碼庫，Ethermint面向以太坊網絡。所有現有的工具（Truffle，Metamask等）都與Ethermint兼容，無需額外工作即可移植智能合約。cosmos SDK基於兩個主要原則，在此基礎上進一步規範了框架：

• 模塊化： Tendermint團隊構建了Cosmos Hub所需的基礎模塊。任何開發人員在構建自己的應用程序時都可以使用這些模塊。並可以為Cosmos SDK創建一個模塊。
• 安全邊界：限制模塊之間的安全邊界，使開發人員能夠更好地處理模塊的可組合性，同時，限制惡意或意外交互的範圍。

Cosmos SDK的詳情可以在官網進行查閱，提供了用於構建命令行界面（CLI），REST服務器和各種其他常用的實用程序庫。

二、IBC

在cosmos網絡中，區塊鏈之間的連接通過區塊間通信協議（IBC）協議實現。IBC利用Tendermint共識，允許異構鏈將值（即token）或數據相互轉移。異構鏈的特點是具有不同的層，各區塊鏈由一組驗證器維護，這些驗證器稱為礦工。在各自的網絡中，共識、應用層皆有不同，為了與IBC兼容，需要遵循一些共識層的要求。IBC允許異構區塊鏈相互傳遞令牌和數據，這意味着具有不同應用程序和驗證器集的區塊鏈是可互操作的。

鏈A上的一個帳戶想要發送10個令牌到鏈B時，系統將連續地進行跟蹤，將允許每個鏈跟蹤另一個鏈的驗證器集。且每一條鏈都運行另一條鏈的輕客戶端。啟動IBC傳輸時，IBC協議中的兩個關鍵信息分別是IBCBlockCommitTx和IBCPacketTx，前者記錄發送方所在的最新區塊信息；後者是跨鏈交易本身的信息，執行時通過提及跨鏈指令存入outgoing隊列；從outgoing隊列取出交易信息，提交到Hub，由Hub執行後續步驟，以實現跨鏈交易。在此過程中，ATOM被鎖定（綁定）在鏈A上，然後將10個ATOM的證據從鏈A轉發到鏈B，並在鏈B上針對鏈A的有效性進行驗證，如果有效，則在鏈B上創建10個ATOM憑證。在鏈B上創建的ATOM不是真正的ATOM，類似的機制用於在ATOM返回其原始鏈時解鎖ATOM。

在IBC的設計原理上，通過直接連接可以將網絡中的每個區塊鏈彼此串聯起來。但這種情況需要面臨二次增長的不可控性，為了解決這個問題，Cosmos提出了一種模塊化架構，在網絡中具有兩類區塊鏈：樞紐Hub和區域Zone。前者專門設計用於將區域連接在一起。當區域與樞紐建立IBC連接時，它可以自動訪問（即發送和接收）與其連接的每個其他區域。因此，每個區域只需要與一組受限的樞紐建立有限數量的連接。還可以防止區域內的雙重支出。空間內部所有代幣的轉移將通過Cosmos Hub，Hub將完成各空間代幣持有總量的記錄，以及各空間的隔離，並囊括用戶數據報協議（UDP）、傳輸控制協議（TCP）。Hub與各空間的狀態變化會保持信息通信的一致，通過發布梅克爾證明（Merkle-proof）來說明信息已經被傳送或接收。

Cosmos將在發布時提供良好的垂直可擴展性，在完成IBC模塊后，將實施水平可擴展性解決方案。在Cosmos Network中推出的第一個Hub是Cosmos Hub。其令牌稱為ATOM。Cosmos 中的驗證人類似於提供機器的礦工，非驗證人將ATOM權益代幣委託用於投票。以此實現一定的ATOM獎勵分配，當驗證人被攻擊或作惡時，系統採用一定的機制進行懲罰和削弱。

三、Cosmos可解決的區塊鏈問題

1、可擴展性
工作量證明協議緩慢，昂貴，不可擴展且對環境有害。
Tendermint BFT解決了這個問題。
Tendermint BFT是拜占庭式容錯共識引擎，可為Cosmos權益證明提供支持。

2、易用性
區塊鏈應用程序很複雜，開發人員很難理解。
Cosmos SDK修復了此問題。
Cosmos SDK是用於構建可互操作的，特定於應用程序的區塊鏈的模塊化框架。

3、互通性
區塊鏈經濟孤立無援，彼此之間無法轉移資產。
IBC協議解決了這個問題。
區塊鏈間通信（IBC）是一種類似於TCP / IP的區塊鏈消息傳遞協議。

四、主要特點和里程碑

Tendermint Core: “Tendermint Core”是一款即用型區塊鏈引擎，配備 Cosmos 實用拜占庭容錯共識協議。內核可用於搭建公共或私有區塊鏈。共識機制提供即時結算和安保；優先保障安全，其次才是網絡活躍度。

Cosmos SDK: 作為便利工具包，Cosmos SDK 有助開發者搭建應用專屬的區塊鏈。

跨鏈通信: 為了向開發者提供更多搭建區塊鏈的工具，Cosmos 項目的下一個目標是提高不同區塊鏈之間的互操作能力，實現跨鏈和跨層交易。藉助分區組合，用戶得以在 IBC 兼容鏈組成的代幣生態系統內自由交易。

相關鏈接：
https://cosmos.network/intro
https://www.dprating.com/rating/report/114
https://cosmos.network/resources/whitepaper