实现NFT市场的互操作性

作者：E. Mannai, Hella Kaffel Ben Ayed, Ilhem Abdelhedi Abdelmoula   Tunis University

作者： Bilel Zaghdoudi  orbonne University

论文摘要原文：Blockchain plays a major role in the security field, it is a replicated and shared database among the network’s participants. The main feature of blockchain is that it allows untrusted individuals to securely interact and send transactions without the need for a trusted third party. Non-fungible tokens often referred to as NFTs, are blockchain- based tokens that each represents a unique asset like a piece of art, digital content, or media. An NFT can be thought of as an irrevocable digital certificate of ownership and authenticity for a given asset, whether digital or physical. It is designed to be cryptographically verifiable, unique, or scarce, and easily transferable. The large number and heterogeneity of the blockchains make NFTs interoperability management as one of the most complex and challenging tasks. The present paper provides an overview of the blockchain new projects for enabling NFTs interoperability

论文摘要中文：区块链在安全领域发挥着重要作用，它是网络参与者之间复制和共享的数据库。区块链的主要特点是它允许不受信任的个人在不需要受信任的第三方的情况下安全地进行交互和发送交易。不可替代代币通常被称为nft，是基于区块链的代币，每个代币都代表一种独特的资产，如艺术品、数字内容或媒体。NFT可以被认为是给定资产(无论是数字资产还是物理资产)的不可撤销的所有权和真实性的数字证书。它被设计为可加密验证的、唯一的或稀缺的，并且易于转移。区块链的大量和异构性使得nft互操作性管理成为最复杂和最具挑战性的任务之一。本文概述了实现nft互操作性的区块链新项目。

研究问题、关键问题：文章主要研究的是 “NFT 市场的互操作性”。
由于 NFT 的独特性，目前 NFT 市场之间是相互隔离的，无法在不同市场之间进行交易和流通。这限制了 NFT 所有者的选择，也阻碍了 NFT 生态的发展。
文章旨在解决 NFT 市场之间的互操作性，使得 NFT 可以在不同市场之间自由流通和交易，从而促进 NFT 生态的繁荣发展。
关键问题是如何实现“NFT 市场的互操作性”。文章提出了两种解决方案：
第一种方案： 通过在多个区块链上创建 NFT 的副本，并在一个中央互操作性层上进行管理，实现 NFT 在不同市场之间的流通和交易。
第二种方案： 在所有选择的区块链上同时铸造 NFT，并通过一个互操作性层进行控制，使得 NFT 在任何市场都可以进行交易，但只能在一个市场中被激活。

研究意义：

1. 促进 NFT 生态发展： 实现 NFT 市场之间的互操作性，可以打破市场之间的壁垒，促进 NFT 生态的繁荣发展。
2. 提升用户体验： 用户可以在不同的市场之间自由选择和交易 NFT，提升用户体验。
3. 推动区块链技术发展： 探索 NFT 互操作性解决方案，可以推动区块链技术的发展和应用。

研究内容：

文章主要围绕 NFT 互操作性解决方案展开，涉及以下技术和方法：

1. 侧链技术： 利用 Cosmos 网络的侧链技术，实现 NFT 在不同区块链之间的流通和交易。
2. 互操作性层： 设计一个中央互操作性层，负责管理 NFT 的铸造、销毁、转移等操作，并确保 NFT 在不同市场之间的状态一致。
3. 比较研究： 对 Cosmos 和 Polkadot 两种区块链网络的互操作性方案进行比较，选择 Cosmos 网络作为解决方案的底层平台。
4. 方案设计： 提出了两种 NFT 互操作性方案，并对这两种方案进行对比分析，最终选择能耗和成本更低的方案。

主要贡献、创新点：

1. 提出了基于 Cosmos 网络的 NFT 互操作性解决方案。该方案利用 Cosmos 网络的侧链技术和互操作性协议，实现了 NFT 在不同区块链之间的流通和交易，打破了区块链之间的壁垒。
2. 对两种 NFT 互操作性方案进行了比较分析。通过对比分析，选择了一种能耗和成本更低的方案，为 NFT 互操作性问题的解决提供了参考。
3. 该研究设计了一个中央互操作性层，负责管理 NFT 的铸造、销毁、转移等操作，并确保 NFT 在不同市场之间的状态一致，为 NFT 互操作性问题的解决提供了技术支撑。

研究结论：

1. Cosmos 网络是构建 NFT 互操作性解决方案的理想平台，因为它提供了强大的互操作性协议和灵活的侧链技术。
2. NFT 互操作性问题的解决需要设计一个中央互操作性层，负责管理 NFT 的铸造、销毁、转移等操作，并确保 NFT 在不同市场之间的状态一致。
3. 选择合适的 NFT 互操作性方案需要综合考虑能耗、成本、安全性等因素。

技术难点：

1. NFT 数据格式的标准化：

不同区块链平台采用的 NFT 数据格式可能存在差异，需要制定统一的 NFT 数据格式标准，以便不同平台之间进行数据交换。

2. 互操作性层的开发：

互操作性层需要具备高度的安全性和可靠性，能够处理大量 NFT 的铸造、销毁、转移等操作，并确保 NFT 在不同市场之间的状态一致。

互操作性层的开发需要考虑跨链通信协议、数据安全、性能优化等问题，技术难度较大。

3. NFT 的一致性管理：

NFT 在不同市场之间进行交易时，需要确保 NFT 的状态一致性，避免出现 NFT 被重复交易等问题。

需要设计一套完善的 NFT 一致性管理机制，确保 NFT 在不同市场之间的状态同步。

4. 能耗和成本控制：

NFT 互操作性操作需要消耗大量的计算资源和能源，如何降低能耗和成本是一个重要的技术挑战。

需要优化 NFT 互操作性操作流程，采用高效的算法和数据结构，降低 NFT 互操作性操作的能耗和成本。

进一步研究思路 (Future Work)：

为了进一步推动 NFT 互操作性技术的发展，未来可以开展以下研究：

1. NFT 数据格式标准化：

建立一个 NFT 数据格式标准委员会，制定统一的 NFT 数据格式标准，并推动其在不同区块链平台之间的应用。

研究不同区块链平台之间的数据交换协议，实现 NFT 数据在不同平台之间的无缝迁移。

2. 互操作性层优化：

研究更高效的跨链通信协议，提高 NFT 互操作性操作的性能和安全性。

优化互操作性层的架构设计，降低互操作性操作的能耗和成本。

研究基于人工智能的 NFT 互操作性技术，实现 NFT 互操作性操作的自动化和智能化。

3. NFT 一致性管理机制研究：

研究更完善的 NFT 一致性管理机制，确保 NFT 在不同市场之间的状态同步。

研究基于区块链技术的 NFT 一致性管理方案，提高 NFT 一致性管理的安全性和可靠性。

4. NFT 互操作性应用场景探索：

探索 NFT 互操作性技术在元宇宙、游戏、艺术品、版权等领域的应用场景。

研究基于 NFT 互操作性技术的创新商业模式，推动 NFT 生态的发展。

5. NFT 互操作性安全研究：

研究 NFT 互操作性技术面临的安全威胁，并制定相应的安全防护措施。

研究基于区块链技术的 NFT 互操作性安全方案，提高 NFT 互操作性技术的安全性。

总结：本文探讨了 NFT 市场间互操作性面临的挑战，并提出了两种解决方案。第一种方案通过在多个侧链上创建目录，实现 NFT 的跨链流通；第二种方案则是在所有市场上铸造 NFT，并通过互操作性层进行锁定和解锁操作。通过对比分析，第一种方案在能耗和成本方面更具优势。

（其中图1 和图2 分别展示了这两种方案的操作流程）