1.1.项目介绍
Cosmos的中文翻译是宇宙，之前看过一个讲宇宙起源的纪录片《宇宙时空之旅》，IMDB的评分非常高，也叫Cosmos，其中展示了整个宇宙的浩瀚和壮阔，令人震撼。我想项目方给项目起Cosmos这个名号也是有原因的，象征着区块链世界的浩瀚广阔。
Cosmos的口号喊的很大，大概是我见过最有理想气息的区块链项目。
The Internet of Blockchain 区块链的互联网
同时跨链明星项目的Polkadot，其中开发团队的一篇博文中也起了一个旗鼓相当的口号
The Foundation of a New Internet 一个新互联网的组织结构
这两个跨链项目，无疑都在争夺的是同一个角色的位置，那就是区块链世界最底层架构。这个角色的重要性可以追溯到整个互联网的起源时代，类似于奠定互联网基础协议的TCP/IP协议。TCP/IP这个协议规范了整个互联网初期的数据传输标准，提供点对点的链接机制，将数据应该如何封装、定址、传输、路由以及在目的地如何接收，都加以标准化，对现代互联网奠定了非常重要的基础。
如果我们认为区块链是下一个互联网时代，未来也是多链共存的这么一个情况，那么提供基础架构/协议支持多链互通是一件非常重要的，而且是必然会发生的一件事。
Cosmos作为跨链项目最早的参与者，最早可以追溯到2014年，到目前为止已经发展了5年，2019年Q1预计会上线主网。
Cosmos的愿景是实现代币最底层的价值交换，即Token交换，让Tendermint共识成为人们值得信赖的"第三方"，来保证价值互换的安全性，取代目前中心化交易所实现价值交换的方法，消除暗箱操作的可能性，让密码学为安全做背书。
插件化，模块化是Cosmos一个典型的特点，可集成性让众多基于CosmosSDK搭建的项目获便利了许多。项目开发方恶意自由定制相关模块，也可以直接使用和Cosmos hub一样的机制，这是Cosmos希望作为中心的一种市场策略，即尽量降低项目方接入的成本。目前，从Cosmos论坛上看，选择使用Cosmos SDK搭建的项目已经超过50多种。
模块化，插件化只种，Tendermint就是Cosmos中一个很重要的插件，也是Cosmos团队的第一个重磅产品（SDK）。基于该SDK开发的区块链项目可以使用和Cosmos一样的共识，并可以使用SDK中的IBC（Inter-Blockchain Communication）模块和进行其他连接公链进行价值交换。所有交换都会指向到一个中心（Cosmos Hub）区域，Hub是Cosmos中一个中心记账本，接受IBC传递的信息并记录，最终实现多链之间的价值互换，其中的安全由Tendermint Core来保证。
其他重要的模块化还包括Stake模块，奖励分发模块，IBC模块等。
基于Tendermint共识建立的项目，需要自己的验证人体系，这和Polkadot的分享验证人机制不同，Polkadot有类似于Cosmos的hub，叫Relay Chain，其中心的验证人可以帮助连接的侧链做区块验证，而Cosmos的hub只是承担记账中心的功能，没有帮助侧链验证的功能，这是两者非常不同的一种策略。
Cosmos测试网跑了大概2年时间，也一直在修正roadmap，我在写这本书时，Cosmos已经完成测试网的测试，正在进行最终上线前的代码审计。
1.2.代币情况
Cosmos是一个双代币结构的区块链，主代币称号为Atom，主要用于Stak；次代币称号为Photon，主要用于流通性。ICO主要是众筹的Atom，其总量为68,475,963个，Photon总量不定，按照ETH1：1数量锚定。
总共1090人参与了Atom的众筹，整个募资结构分为ICF 基金会(10%)，AIB 开发团队(10%)，Initial Donors 战略投资伙伴(5%)，ICO (75%)。
Cosmos ICO 日期 2017 4月4号，30分钟募资结束，募资金额1700万美金左右，其中btc占1/3，eth占2/3，按照当时估值为一个Atom0.1美金左右。
Atom每年会有增发，增发率7%~22%，具体的比例根据当前Atom Staking的数量。当Stake数量大于整体Atom总量的1/3时，增发率为7%，小于1/3时，增发率为22%。
1.3.代币作用
Atom的作用主要用于Stake，Photon的作用主要用于流通。因为Cosmos的Tendermint共识是PoS+BFT的混合共识，Stake是保证系统安全的重要因素，加上拜占庭容错机制的加入，Cosmos对Atom的Staking量要求更要严格。
Cosmos会有系统增发，越多Atom Stake，增发率越小，这会让持有人为了防止Atom被增发稀释，通通来Stake，那么系统的Atom流通性就减弱，为了提高系统代币的流通性，Cosmos新发了Photon来代替Atom作为系统流通性的燃料。
当然，除了Stake，Atom和其他PoS共识的公有链一样，还拥有链上投票的作用。Photon则只是充当手续费的燃料，另外，Cosmoshub支持手续费白名单体系，也就是说，未来只要是被大部分人认同的手续费token种类，都可以被当做为手续费使用代币。
1.4.发展路线
Cosmos对自己路线图的规划一直都比较清晰，官网对路线图的记录页一直保持着完整的记录。以下列举了从第一个测试网以来到即将上线的路线图：
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2017-10-19：gaia-1000测试网，支持Token的交易
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2018-01-31：gaia-2000测试网，全节点和验证人节点可以升级连接的节点
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2018-04-20：gaia-3000测试网，社区成员可以从创世区块开始，参与网路验证
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2018-04-20：gaia-4000测试网，全节点验证人可以声明成为验证人节点
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2018-05-02：gaia-5000测试网，验证节点出块可以获得区块奖励
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2018-06-08：gaia-6000测试网，持币人可以通过委托，将代币委托给验证节点
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2018-06-08：gaia-6000测试网，加入Slash，惩罚不对区块进行验证的验证节点
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2018-07-16：gaia-7000测试网，支持链上治理，简单的投票
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2018-07-21：gaia-7000测试网，支持Ledger Nano S 硬件钱包
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2018-09-28：GoS牛排赛
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2018-10-31：gaia-9000测试网，支持区块和手续费奖励
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2018-11-09：gaia-9000测试网，Cosmos SDK v0.26版本
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2018-12-18：GoS牛排赛，开始测试网测试比赛
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完成SDK审计
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结束GoS牛排测试赛
以下是未来规划
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建议创世区块的代币分配
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上线主网
在上线主网之后，还要对一些既有提案的表决，决定是否执行，如
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Atom的交易：上线主网时，Atom并不能转移
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支持IBC：上线主网时，跨链资产交易还不能进行
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社区治理
从发展规划来看，Cosmos算是发展比较顺利的，至少从每个里程碑上看，都有在做事情。但是，Cosmos主网上线也是跳票了几次，本来在2018年中要上线了，现在已经延续到2019年Q1了。从测试网GoS的比赛来看，网络稳定还并不明朗，我很惊讶官网在此时结束了GoS，并宣布即将启动主网上线。那既然开发团队都官宣了，我们就拭目以待吧。
1.5.设计哲学
Cosmos的设计哲学围绕着两个方向展开的，一个是扩容，一个是互通。
扩容的设计采取了侧链的方式，非必要且不重要的价值交换都放在侧链上进行，重要的，必要的的价值交换都放在主链上进行，这是目前主链性能瓶颈出现下的解决方案。这能有效解决现在的性能问题，并且顺从整个生态的发展方向。Cosmos正是这样的设计思路：让所有主链都连接自己，成为Cosmos Hub的侧链，并承担起一个中心账本的作用，记录连接自己的各条主链之间的价值互换关系，这也是Cosmos设计哲学围绕的第二个方面：互通。
Cosmos设计了一套中心（中心）-区域（Zone）的模型，每个连接自己的Hub的都是一个Zone，每个Zone有着自己的作用，比如产权链，金融链等，每个Zone只有需要进行价值交换，即Token互换时才会和Hub发起交互。为此，Cosmos特意设计了一套交互协议IBC（Inter Blockchain Communication）来保证接入的Zone都可以以统一标准进行交互，这样一来，Cosmos hub就可以成为一个类联合国一样的机构，统管，协调来自各个Zone的价值交换。
所以可以看到，Cosmos的设计哲学，将解决问题和基础架构合理的结合在了一起，一方面看到以太坊的性能瓶颈，一方面看到多链架构下有交换价值的需要，Cosmos以一个统一的协调方出现，安全，有效的模型让人们看到了区块链世界，基础架构的重要性。
为此，Cosmos开发团队给接入方提供了诸多的便利，提供了基于Tendermint的SDK，用于开发方可以轻松实现自己的区块链项目，并集成了接入Cosmos Hub的IBC模块。同时Cosmos项目方还为那些不是以SDK搭建的区块链项目做了连接桥，方便现存的区块链也可以简单接入Cosmos的中心，进行价值交换。
Cosmos SDK实现了多功能模块的可插拔，这意味着以Cosmos SDK搭建区块链项目的项目方有比较大的便利性，也有比较大的可选择性来建立自己的生态，这和Polkadot项目方只能依赖系统的验证人系统的方式是大大不同的。
这也许就是Cosmos设计哲学给Cosmos带来的优势吧。
1.6.Tendermint
Tendermint是Cosmos的共识名称，其背后是BFT共识。也有人将Cosmos共识称作为BPoS，因为Cosmos中也有PoS共识存在。BPoS，其中的B是Bond（抵押金），意思是说Cosmos其实也是一种抵押金的PoS共识。
Tendermint中利用的是非常典型的拜占庭容错方案，一个高度上，验证人被提前选举出来，按照投票权重，通过随机算法被选出，成为区块的出块人，在此高度上打包交易，生成新区块，然后所有人对新区块进行验证，并投票，投票通过后新区块生成，转而进入下一个循环。投票的过程有两个阶段，一次Prevote，一个Precommit，两次投票都超过2/3的投票权重，新区块才得以生效，否则会有新的区块代替没通过的区块来重新发起投票。因为有了投票权重的加入，Tendermint为Cosmos带来了及时的区块确定性，这让Cosmos的交易速率大大提高。
投票权重的概念是PoS在最早提出时就已经明确的概念，意思是持币人币量占总量的比例（而非验证人数占据的比例）。Tendermint的安全和投票权重有很大的关系，所以为了让足够多的Atom Staking到系统中来，Cosmos定义了动态的高稀释通胀方案。Staking的越多，稀释的越少，投票权重也就越高，对区块达成共识权重也更大，也就更安全。
为了提高性能，Tendermint规定了Cosmos Hub在第一年只有100个验证人位置，然后以每年30人左右的人数增加，人数的增加依赖于网络速度的提升（如5G），这些验证人以接受的Atom委托量决定是否从全节点转为出块节点。
Cosmos中的委托和Tezos的委托还不太一样，虽然都是将代币权利关系转移，但是Cosmos中的委托需要用户一起来承担系统风险，委托是一个池子的概念，而不是块的概念。这个池子可能面对很多风险，这个风险可能来自于系统的不成熟，也可能来自于出块节点的不作为，或者是有意作恶，当发生系统不可预期的情况发生时，系统会扣除池子里面的Atom，扣除的Atom按照比例摊到每个委托人身上，同时，除了承担风险，委托的代币还会被系统锁定15天左右的时间，来防止长程攻击。
Cosmos是池子式的委托模式，Tezos是基于块的委托模式，我认为Cosmos这种类型的委托是对Tezos的进一步设计，是将"市场解决"的这只手变成了开发团队的直接规定，Cosmos这样做可以将大量的代币委托引向社区名望较大的验证人，也就是有效的让代币趋向于前100个验证人，这对整体系统启动有直接作用。
这前100名委托量的排名，和EOS投票选出前21个验证人的逻辑很相似，从这个角度上看，可以将Cosmos的系统看成是一个放大版本的EOS，只不过Cosmos是允许将验证人给委托/投票的人给与区块奖励分红的，并且将这种分红模式做成了功能，写在代码（Protocol）里了，EOS则不行，这样分红会被宪法定义为贿选，是不合法的。
Cosmos对出块节点的要求较为严格，要求24小时在线，如果出现不在线的情况，会被系统Slash，还有新的提案需要投票时，节点也需要对提案进行投票，不积极参与投票的也会被Slash。这种Slash的制定和BFT的性能，安全都有关系，这也是Tendermint比较典型的特点了。
总的来说，被抽出来的Tendermint共识，被人们看到了轻松实现区块链项目的可能性，连币安的公链都是基于Tendermint共识来搭建的，可见，其便利性还是有项目方看中的。
Tendermint首次实现了无需信任的Token交互机制，用中心Hub运行共识来保证安全，这种跨链技术和其他跨链技术，如第三方信任人，哈希时间锁等方式并不同。这种方式目前来看，被验证是可行的，但还需要Cosmos上线来检测。
1.7.性能
按照主网上线前的测试网（Gos，Game of Stake）演练来看，200+个验证人，Cosmos的出块速度为7s左右，TPS没有真实的数据。由于GoS验证人超标（主网第一年只会有100个），所以测试网的出块时间应该是不准确的，如果按照2倍的关系来看，GoS的出块时间在3s左右。
另外一方面，从Cosmos官网显示的测试数据来看，Tendermint共识的出块时间在1s左右，TPS在1000+，但不确定这个数据是基于哪个测试网的。
不过官网显示的一般是理论值，所以只能看看。结合真实的测试网数据来看，理论值都需要打对折，甚至更多，但是，如果仅仅是打对折的话，那Tendermint的共识应该还算蛮快的。
Tendermint的性能和验证人数量多少强相关，验证人数量过多，性能肯定是降低的，Cosmos官网中和了性能和去中心化的需要，第一年定了100个验证人。按照现在的市场情况来看，1个项目启动初期能有100个验证人，就已经非常不容易了，其他基于Tendermint搭建的项目，很可能达不到如此高的数量，从这个角度看，性能还会有所提升。
1.8.运行
Cosmos节点有全节点和出块节点之分，运行Cosmos的出块节点有门槛，得到的投票权重必须是前100名之内。节点运行简单来说只需要两步：
- 运行节点
具体操作步骤可以看官网：https://cosmos.network/docs/gaia/what-is-gaia.html
- 创建验证人
运行好节点后，需要创建成为验证人，并设置自己的投票权重（Voting Power），比如你的账户已有Atom，你可以将该账户中全部的Atom都设置为投票权重。如果该权重排名不在前100中，那么这个验证人将不能获得选举出块的机会。
增加投票权重的方式可以通过二级市场购买，也可以从委托用户处获得。
1.9.出块人
Cosmos的出块人也叫验证人（Validator）第一年只有100个名额，每年新增十几到二十个位置不等，最终维持在300个验证人左右，以下是验证人的年增加情况：
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Year 0: 100
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Year 1: 113
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Year 2: 127
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Year 3: 144
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Year 4: 163
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Year 5: 184
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Year 6: 208
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Year 7: 235
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Year 8: 265
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Year 9: 300
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Year 10: 300
任何人都可以成为验证人，只需要按照系统要求，运行节点程序，参加到网络维护中来，并获得足够多的投票。验证人的职责很简单，就是保护网络安全，只需要按照系统要求完成系统所安排的工作，就能获得系统的奖励，比如出块，投票等。当然，验证人不能做出毁坏系统的行为，比如双签，否则会被Slash。下面列举一下Cosmos验证人所需要做的工作包括有：
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出块：完成指定时间系统的打包交易，生成新出块的工作
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投票：参与链上治理，决定社区发展方向
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在线：保持投票权重7x24小时在线
由于采用了较为典型的BFT，Cosmos对验证人的在线时间要求极其严格。Atom的总量我们知道是系统中所有的投票权重，只有当拥有投票权重超过66%以上的验证节点出现的情况下，Cosmos网络才会启动创世区块。而在启动之后，Cosmos对于超过66%的共识安全要求，让节点在线的严格性比其他PoS公链要强很多。
所以最早在验证人的要求上，Cosmos提出了诸如，要是公司或者团队，需要硬件服务器
，在社区有足够高的影响力等在一般公有链上，体会不到的"高大上"要求。但从GoS测试网比赛看来，不是所有验证人都能满足如此严格的要求。
Cosmos的验证人可以接收持币人的委托，以此来达到前100名投票权重的要求，当然如果验证人自己有足够多的Atom，也可以不接受委托。验证人接收委托会被要求设置一定的委托手续费，这系统层面的设定，系统会按照这个比例给委托用户做区块奖励的分红。
另外，Cosmos每年增发7%~22%的Atom用于奖励维护网络的验证人。这些验证人获得奖励的多少和做的工作量有关系，而工作量的机会获得是按照验证人所拥有的投票权重来确定的，权重越高，获得的机会越多，同样，奖励也就越多。
目前来说，跨链的验证人还是比较有吸引力的，Cosmoshub承担了一个中心验证人角色，如果这个hub真正成为了区块链世界的Internet，那么这个中心验证人的角色，肯定是非常非常重要的。
1.10.持币人
持有Atom的人可以将代币委托给验证人，来获得区块的分红奖励。当然，前提是你委托给的是前100的投票权重的验证人，否则是没有奖励的。系统会按照验证人设置委托手续费，扣除后手续费后，将奖励发送到委托人用户。
除了Stake，Atom的持币人目前还有太多的使用功能。
1.11.激励
Cosmos的激励方式有3种
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区块奖励（Block Provision），奖励是Atom，主要是用于奖励那些Stake Atom的委托人
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区块奖励（Block Reward），奖励是Photon，主要用于奖励 Ethermint zone的验证奖励
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手续费（fee），奖励是白名单中的代币种类，现在有Atom和Photon
因为Cosmos是跨链架构，所以会多出来一个区块奖励，这个区块奖励是为了激励Pegzone区域的验证的，也就是支持那些不是基于Tendermint共识的区块链项目的。这些项目如果想接入Cosmos，需要有一个单独的架构来支持，而这个架构的验证支持，同样需要经济激励，这个多出来的区块奖励（Block Reward）就是奖励给这些验证人的。
Atom其总量为68,475,963个，每年增发7%~22%的比例用作是区块激励，按照Stake的比例来决定奖励数值，但目前具体单区块，单行为的奖励还未明确。Photon的初始总量是1：1锚定ETH数量的，最终总量还没有明确，增发的情况也不确定，因为Ethermint的开发计划还暂时在搁浅中。
另外，为了Cosmos的后续发展，Cosmos设计了一个基金池子，来源是交易费Fee中的一部分，主要是用来资助后续的Cosmos开发人员的工资。
1.12.惩罚
Cosmos的惩罚Slash方式有以下3种
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双签：在同一高度签两条不同链的区块
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不在线：没有参与Tendermint的共识流程，如Prevote，Precommit等
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不投票：没有参与社区的治理投票
除此之外，还有一些不能太明确的"坏"行为，如节点崩溃，失去连接或是遭遇DDoS攻击等这些行为都会让该节点的抵押金被Slash。
具体Slash多少还未确定，但可以明确的是，如果发生Slash，委托人的委托金一样会被Slash。举一个例子，一个验证节点有1000个Atom，其中有600个是通过委托来的，由于非恶意的行为，该验证节点在4545高度发生了双签，导致系统扣除了100个Atom。这100个Atom会按照验证节点的Atom比例来扣除，这里就是节点被扣除40个，委托人总共被扣除60个。
前面说过，Cosmos对验证人的要求极其严格，要求7x24小时都需要在线，否则会被Slash。节点在线就相当于投票权重在线，这能增加系统被攻击的成本，这个Slash就是上述描述中的第2点。
1.13.治理
链上治理不是Cosmos的特点，Cosmos的治理目前看到的只有链上投票，比较简单，而且没有上线，相对于Dfinity和Tezos来说，还没看见什么创新的方向。
1.14.问题
从我参加Cosmos主网上线前的测试网来看，Cosmos的团队并没有像我想象中的出色，第一印象感觉就是人力有限，很多应该在前期由开发团队主导的工作，并没有得到及时的支援，反倒是社区里面有几个团队还比较活跃，帮助开发团队完成了很多方面的组织工作，甚至是修复工作。
但宣传方面，Cosmos是比较在行的，官网随着项目进展的多次改版，路线图的及时更新，以及创始人频繁在各个大会上的演讲，Cosmos的市场宣传一直在有条不紊的进行。
这也许会给人一种错觉，只会宣传，不会做事。但这可能只是我的个人偏见，从Cosmos的另外一个Hub——Irisnet团队口中得知（Irisnet的团队曾经是Cosmos中国开发团队），Cosmos团队其实是一个非常追求完美的团队，对很多新的技术都保持好奇心，同时也是很非常积极向上的一个团队。
这点我是比较认同的，但是我也觉得这样所带来的问题是，无法明确一个很简化的产品方向，大而全的设计会导致不可预知的情况出现，导致延期上线，投资者诟病等。相信，这也是为什么Cosmos主网屡次跳票的原因之一了。
另外一个问题就是Cosmos的融资额度有点小了，总共1600万美元，不知道这个资金是否能支撑Cosmos的开发，好在，融资时，获得ETH和BTC的价格都较低，且在2017你那4月进行的ICO，如果团队在牛市将ETH和BTC都换成了法币，那肯定是可以支持团队不断发展的。目前，Cosmos团队并没有公布财务状况。
1.15.未来
和Polkadot一样，Cosmos站在跨链的风口，未来还是可期的。如果我们认为未来肯定是一条多链的世界，公有链，联盟链，私有链在各个行业里面生存，那么其本身价值的交换就肯定有需求，这个需求在Cosmos看来，可以非常轻松的满足，同时又不会对接入的生态造成破坏。
我个人还是比较倾向多链架构的，未来的区块链世界肯定不是一条公链主导，而是多链并存的情况，那么多链并存的底层基建就是强需求，那么最早开始搭建的Cosmos，是有一定优势的。