跨鏈技術

在區塊鏈所面臨的諸多問題中，區塊鏈之間互通性極大程度的限制了區塊鏈的套用空間。不論對於公有鏈還是私有鏈來看，跨鏈技術就是實現價值網際網路的關鍵，它是把區塊鏈從分散的孤島中拯救出來的良藥，是區塊鏈向外拓展和連線的橋樑。

基本介紹

• 中文名：跨鏈技術
• 外文名：Inter-Blockchain Technology 
• 領域：區塊鏈

分類

目前主流的跨鏈技術包括：

1、公證人機制（Notary schemes）；

2、側鏈/中繼（Sidechains/relays）；

3、哈希鎖定（Hash-locking）；

4、分散式私鑰控制（Distributed private key control）。

早期跨鏈技術包括以瑞波和BTC Relay為代表，它們更多關注的是資產轉移；現有跨鏈技術以Polkadot和Cosmos為代表更多關注的是跨鏈基礎設施；新出現的FUSION實現了多幣種智慧型契約，是一種很有套用價值的公有鏈，在其上可以產生豐富的的跨鏈金融套用。

瑞波Interledger協定

早在2012年，瑞波實驗室提出 Interledger協定旨在連線不同賬本並實現它們之間的協同。Interledger協定適用於所有記賬系統、能夠包容所有記賬系統的差異性，該協定的目標是要打造全球統一支付標準，創建統一的網路金融傳輸的協定。

Interledger協定使兩個不同的記賬系統可以通過第三方“連線器”或“驗證器”互相自由地傳輸貨幣。記賬系統無需信任“連線器”，因為該協定採用密碼算法用連線器為這兩個記賬系統創建資金託管，當所有參與方對交易達成共識時，便可相互交易。該協定移除了交易參與者所需的信任，連線器不會丟失或竊取資金，這意味著，這種交易無需得到法律契約的保護和過多的審核，大大降低了門檻。同時，只有參與其中的記賬系統才可以跟蹤交易，交易的詳情可隱藏起來，“驗證器”是通過加密算法來運行，因此不會直接看到交易的詳情。理論上，該協定可以兼容任何線上記賬系統，而銀行現有的記賬系統只需小小的改變就能使用該協定。從而使銀行之間可以無需中央對手方或代理銀行就可直接交易。

側鏈技術：BTC Relay

側鏈是以錨定某種原鏈上的代幣為基礎的新型區塊鏈，正如美金錨定到黃金。側鏈是連線各種鏈，其它區塊鏈則可以獨立存在。但是，現在側鏈很難做到在其上建立跨鏈智慧型契約，所以很難實現各種金融功能，這正是現有區塊鏈在股票、債券、衍生品等領域尚未取得進展的原因。

BTC Relay是在以太坊基金會支持之下誕生並成長起來的，它被認為是區塊鏈上的第一個側鏈。BTC Relay把以太坊網路與比特幣網路通過使用以太坊的智慧型契約連線起來，可以使用戶在以太坊上驗證比特幣交易。它通過以太坊智慧型契約創建一種小型版本的比特幣區塊鏈，但智慧型契約需要獲取比特幣網路數據，這還比較難實現去中心化。BTC Relay進行了跨區塊鏈通信的有意義的嘗試，打開了不同區塊鏈交流的通道。

中繼技術：Polkadot和COSMOS

Polkadot

Polkadot是由原以太坊主要核心開發者推出的公有鏈。它旨在解決當今兩大阻止區塊鏈技術傳播和接受的難題：即時拓展性和延伸性。Polkadot計畫將私有鏈/聯盟鏈融入到公有鏈的共識網路中，同時又能保有私有鏈/聯盟鏈的原有的數據隱私和許可使用的特性。它可以將多個區塊鏈互相連線。

在Polkadot看來，其它區塊鏈都是平行鏈，Polkadot為通過中繼鏈（relay-chain）技術能夠將原有鏈上的代幣轉入類似多重簽名控制的原鏈地址中，對其進行暫時鎖定，在中繼鏈上的交易結果將由這些簽名人投票決定其是否生效。它還引入了釣魚人角色對交易進行舉報監督。通過Polkadot可以將比特幣、以太幣等都連結到Polkadot上，從而實現跨鏈通信。

Polkadot目前還是以以太坊為主，實現其與私鏈的互連，並以其他公有鏈網路為升級目標，最終讓以太坊直接與任何鏈進行通訊。

COSMOS

Cosmos是tendermint團隊推出的一個支持跨鏈互動的異構網路。Cosmos採用的Tendermint共識算法，是一個類似實用拜占庭容錯共識引擎，具有高性能、一致性等特點，而且在其嚴格的分叉責任制保證下，能夠防止懷有惡意的參與者做出不當操作。

Cosmos上的第一個空間叫做"Cosmos Hub"。CosmosHub中心是一種多資產權益證明加密貨幣網路，它通過簡單的管理機制來實現網路的改動與更新，還可以通過連線其他空間來實現擴展。

Cosmos 網路的中心及各個空間可以通過區塊鏈間通信（IBC）協定進行溝通，這種協定是針對區塊鏈網路的，類似UDP或TCP網路協定。代幣可以安全快速地從一個空間傳遞到另一個空間，兩者之間無需體現匯兌流動性。相反，空間內部所有代幣的轉移都會通過Cosmos 中心，它會記錄每個空間所持有的代幣總量。這箇中心會將每個空間與其他故障空間隔離開。因為每個人都可以將新空間連線到Cosmos中心，所以Cosmos也可以兼容未來新的區塊鏈。

這一架構解決了當今區塊鏈領域面臨的許多問題，包括應用程式互操作性、可擴展性、以及無縫更新性。比如，從 Bitcoind、Go-Ethereum、ZCash或其他區塊鏈系統中衍生出來的空間，都可以接入Cosmos中心。這些空間允許Cosmos實現無限擴展，從而滿足全球交易的需求。

哈希鎖定技術：Lighting network

Lightning network閃電網路提供了一個可擴展的bitcoin微支付通道網路，它極大提升了比特幣網路鏈外的交易處理能力。交易雙方若在區塊鏈上預先設有支付通道，就可以多次、高頻、雙向地實現快速確認的微支付；雙方若無直接的點對點支付通道，只要網路中存在一條連通雙方的、由多個支付通道構成的支付路徑，閃電網路也可以利用這條支付路徑實現資金在雙方之間的可靠轉移。閃電網路的關鍵技術是HTLC哈希鎖定技術，基本原理如下：Alice和Bob可以達成這樣一個協定：協定將鎖定Alice的0.1 BTC，在時刻T到來之前（T以未來的某個區塊鏈高度表述），如果Bob能夠向Alice出示一個適當的R（稱為秘密），使得R的哈希值等於事先約定的值H(R)，Bob就能獲得這0.1 BTC；如果直到時刻T過去Bob仍然未能提供一個正確的R，這0.1 BTC將自動解凍並歸還Alice。

閃電網路並不試圖解決單次支付的問題，其假設是單次支付的金額足夠小，即使一方違約另一方的損失也非常小，風險可以承受。因此使用時必須注意“微支付”這個前提。

分散式私鑰控制技術WanChain

WanChain萬維鏈也支持主流公有鏈間的跨鏈交易，但首先需要完成在萬維鏈上的註冊，確保萬維鏈能夠對該鏈進行唯一識別。對於跨鏈交易，萬維鏈利用多方計算和門限密鑰共享方案。當一種未註冊資產由原有鏈轉移到萬維鏈上時,萬維鏈節點會使用一個基於協定的內置資產模板,根據跨鏈交易信息部署新的智慧型契約創建新的資產。當一種已註冊資產由原有鏈轉移到萬維鏈上時,萬維鏈節點會為用戶在已有契約中發放相應等值代幣,確保了原有鏈資產在萬維鏈上仍然可以相互交易流通。

萬維鏈通過分散式的方式完成不同區塊鏈賬本的連線及價值交換。它採用通用的跨鏈協定以及記錄跨鏈交易、鏈內交易的分散式賬本，公有鏈、私有鏈還是聯盟鏈，均能接入萬維鏈，實現不同區塊鏈賬本的連線及資產的跨賬本轉移。

但是，實現各種鏈映射到一條鏈上只是完成了第一步，如果上面的智慧型契約還是像現在的僅為交易觸發，智慧型契約沒辦法實現分散式運算和多觸發機制，那多幣種智慧型契約能實現仍然是相當有限的功能。