區塊鏈的跨鏈技術介紹完整版__區塊鏈

       如果說共識機制是區塊鏈的靈魂核心，那麼對於區塊鏈特別是聯盟鏈及私鏈來看，跨鏈技術就是實現價值網路的關鍵，它是把聯盟鏈從分散單獨的孤島中拯救出來的良藥，是區塊鏈向外拓展和串連的橋樑。

 

自比特幣七年前誕生以來，數以百計的競爭幣被開發出來，有著各種新的優勢和特性，但比特幣的霸主地位依然屹立不倒，而很多複製競爭幣卻湮滅在曆史中。雖然比特幣有不少缺點和限制，但比特幣卻又是最去中心化、最多分布節點、最公平區塊鏈，從數字貨幣地位、節點數量、去中心的權威等方面比特幣還是很有優勢。同時，類似以太坊、位元股的區塊鏈在技術和應用上後來居上，對比特幣區塊鏈產生相當大的威脅，而基於比特幣的應用則因為開發難度大限制比較多，因此應用項目不多。為了在創新的同時，又保留比特幣網路的去中心化保障，側鏈技術由此推出。側鏈是以錨定比特幣為基礎的新型區塊鏈，它以融合的方式實現新的金融生態目標和進一步擴充了比特幣網路的應用情境。

另一方面，在加密數字貨幣的區塊鏈公網百花齊放地發展的同時，基於交易效能、容量規模、隱私保護、合規監管的考慮，聯盟鏈和私鏈技術被商業機構特別是金融機構廣泛採用。相比起公鏈來看，現在聯盟鏈的發展勢頭要耀眼得多，但我們需要警惕的是，不要讓聯盟鏈變成純粹的中心化或多中心化，相比於傳統的區塊鏈設計技術，現在大部分的聯盟鏈顯然沒有提供太多的可實現無法復原交易或降低中心化風險的方式，這些中心化式的信任會使聯盟鏈區塊鏈因網路審查和簡單故障點的失誤，導致整個網路處於風險之中。相比之下，在比特幣等公網區塊鏈的架構下，交易一旦完成傳輸確認無人能更改，無論法院執行令或一小部分參與者的衝動都無權凍結資金或徵收罰款。對於聯盟鏈，無論是主觀的團體作惡或因不可抗的審查或多節點故障等風險，都讓他們的使用者們對此卻無法徹底信任和放心。Elwin認為，聯盟鏈和私鏈的方式從一定程度違背了區塊鏈的去中心價值和信任體系，也讓區塊鏈裡面的數字資產不能在不同的區塊鏈間直接轉移，主動或被動地導致了價值的孤島，由此各種串連不同區塊鏈的跨鏈技術也被人們開始關注和探索。

       目前關於區塊鏈的跨鏈技術還是在研究和試行中，並沒有被規模使用，Elwin嘗試為大家介紹目前的一些相關技術的研究案例。

  一、側鏈

 

側鏈是以錨定比特幣為基礎的新型區塊鏈，就像美金錨定到金條一樣。側鏈是以融合的方式實現加密貨幣金融生態的目標，而不是像其它加密貨幣一樣排斥現有的系統。利用側鏈，我們可以輕鬆的建立各種智能化的金融合約，股票、期貨、衍生品等等。你可以有成千上萬個錨定到比特幣上的側鏈，特性和目的各不相同，所有這些側鏈依賴於比特幣主區塊鏈保障的彈性和稀缺性。在這基礎上，側鏈技術進一步擴充了區塊鏈技術的應用範圍和創新空間，使傳統區塊鏈可以支援多種資產類型，以及小微支付、智能合約、安全處理機制、真實世界財產註冊等，並可以增強區塊鏈的隱私保護。

比較著名的比特幣側鏈是ConsenSys的BTC Relay、Rootstock和BlockStream推出的元素鏈，非比特幣的側鏈如Lisk和國內的Asch。

BTC Relay是一種基於以太坊區塊鏈的智能合約，將把以太坊網路與比特幣網路以一種安全去中心化的方式串連起來。BTC Relay通過使用以太坊的智能合約功能可以允許使用者在以太坊區塊鏈上驗證比特幣交易。BTC Relay使用區塊頭建立一種小型版本的比特幣區塊鏈，以太坊DApp開發人員可以從智能合約向BTC Relay進行API調用來驗證比特幣網路活動。BTC Relay進行了跨區塊鏈通訊的有意義的嘗試，開啟了不同區塊鏈交流的通道。

 

RootStock 是一個建立在比特幣區塊鏈上的智能合約分布式平台。它的目標是，將複雜的智能合約實施為一個側鏈，為核心比特幣網路增加價值和功能。RootStock實現了以太坊虛擬機器的一個改進版本，它將作為比特幣的一個側鏈，使用了一種可轉換為比特幣的代幣作為智能合約的“燃料”。

 

元素鏈是Blockstream的開源側鏈項目，使用了比特幣雙向掛鈎技術，側鏈協議的目的是實現雙向錨定（Two-way Peg），使得比特幣可以在主鏈和側鏈中互轉。元素鏈給比特幣快速帶來許多創新技術，除了智能合約外，他還給比特幣快速帶來許多創新技術，包括私密交易、證據分離、相對鎖定時間、新作業碼、簽名覆蓋金額等等特性。這些技術可以被任意組合應用到任意側鏈中。

LISK是新一代的區塊鏈平台，它把每個應用加到LISK的單獨側鏈上。用過比特幣和以太坊的朋友都知道，由於比特幣和以太坊只有一條主鏈，所有功能和資料都加入這條主鏈導致區塊快速膨脹，超大的區塊體積，超長的同步時間，這個一個很痛苦的經曆。Lisk的側鏈模式給在處理高交易量下如何解決網路擁堵的問題提供了一種方法，使用者只有用到相關的應用時才需要下載對應的側鏈，大大減小了無效的同步資料，保持了整個Lisk網路的高效運行，而且，Lisk網路的速度隨著時間的推移會繼續加快，越顯示他的特別優勢。

  二、M2

 

公證通（Factom）利用區塊鏈技術來革新商業社會和政府部門的資料管理和資料記錄方式，核心是在區塊鏈上建立不可更改的審計公證商務程序。Factom原來是通過比特幣網路進行資料存證，後來通過M2功能，同時整合比特幣和以太坊區塊鏈，以使得確保資料時時刻刻都是安全和可信的。

 

M2功能大概情況是，Factom將網路中所有資料整合成條目或者鏈。使用者資料存放區在條目中，而鏈與條目之間形成互動協作。每個鏈擁有條目區塊，這些區塊又以每十分鐘的速度產生新的。十分鐘的結尾所有鏈的全部新的條目區塊會整合到一個目錄區塊中，然後嵌入比特幣和以太坊區塊鏈。如果10分鐘之內某個鏈沒有新的條目，該鏈就不會增加新的條目區塊。

Factom這樣做的意義，可以使他們的資料存放區不會僅僅依賴於比特幣賬本一個單一的區塊鏈，是作為連結多個公鏈的有意義的探索。

  三、Polkadot

 

Polkadot技術是由以太坊核心開發Ethcore（Parity科技）推出的第三代公開無需授權的區塊鏈科技，它的設計核心理念為即時拓展性和延伸性，解決了當今兩大阻止區塊鏈技術傳播和接受的難題。

Polkadot計劃將私人鏈/聯盟鏈融入到公有鏈的共識網路中去，同時又能保有私人鏈/聯盟鏈的隱私和許可的防護措施。它給予了我們一個全新的交易層，並有機會將數百個區塊鏈互相串連。

Polkadot的核心思想是區分交易方發起和執行交易的方式以及交易方統一記錄的方式。Polkadot提供基礎的中繼鏈（relay-chain），很多可驗證的、全球動態同步的資料架構都建立在這個基礎上，這些資料架構為平行鏈或者側鏈。區塊鏈應用可以將以太坊分叉，按照各自需求調整，通過Polkadot與以太坊公有鏈串連，或者給不同的鏈設定不同的功能，實現更好的擴充性和效率。

 

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。

  四、Interledger

 

在不同賬本之間進行價值轉移和交換，總會碰到各種問題。比如Elwin希望通過比特幣作為媒介向海外同事Jam進行匯款，Elwin目前只有人民幣，Jam只接受美金。這筆交易是首先Elwin把人民幣換成比特幣再把比特幣換成美金給到Jam，但這裡有個問題就是幣價會不穩定，導致價值損耗。而Ripple、Stellar、Circle等正是解決這些難題的利器，這幾個的核心思想方向基本一致：賬本提供的第三方，就會向寄件者保證，他們的資金，只有當賬本收到證明，且收件者已經收到支付時，才會將資金轉移給串連者。第三方也會保證串連者，一旦他們完成了協議的最後部分，他們就會收到寄件者的資金。

 

 

Interledger Protocol，簡稱ILP，是由Ripple公司主導發起了互聯賬目協議，它將實現不同賬本之間的串連從而創造賬本之間的協作。Interledger協議適用於所有記賬系統、能夠包容所有記賬系統的差異性，ILP推出的目標就是打造全球統一支付標準，建立統一的網路金融傳輸的協議。

金融機構基本上都是在自己的網路之中運行著各自的記賬系統，即使運用了區塊鏈技術後，也是在運行自己的私鏈或內部圈子的聯盟鏈，這個除了是應對監管合規性的原因外，更重要是保護他們的內部資料避免泄密。ILP的由來是由於Ripple原來推廣業務的困難導致的，銀行寧願用Ripple的原始碼來搭建他們自己的私鏈，也不願意串連到Ripple上。既然建立一個每個人都支援的全球金融傳輸協議很困難，Ripple就開發一個協議，能將所有我們目前正在使用記賬系統串連在一起。

Interledger協議建立了一個這樣的系統，在這個系統中，兩個不同的記賬系統可以通過第三方“連接器”或“驗證器”機器來互相自由地傳輸貨幣。記賬系統無需去信任“連接器”，因為該協議採用密碼演算法為這兩個記賬系統和連接器建立資金託管，當所有參與方對資金量達成共識時，便可相互交易。ILP移除了交易參與者所需的信任，連接器不會丟失或竊取資金，這意味著，這種交易無需得到法律合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”是通過密碼編譯演算法來運行，因此不會直接看到交易的詳情。理論上，interledger可以相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議。

Ripple讓世界各地的銀行可以無需中央對手方或代理銀行就可直接交易，從而使得讓世界上的不同貨幣（包括法定貨幣和虛擬貨幣）自由、近乎免費、零延時地進行匯兌；Circle則讓使用者可以在無需手續約的情況下，以發送訊息的形式發起即時的國內或跨境轉賬、收付款。目前Ripple和Circle正受到資本市場的熱捧，Elwin覺得其中的原因，與其說他們的崛起是由於跨境匯兌和P2P支付革新，還不如說他們是對價值交換的革新，它們將各種賬本串連起來，實現在互連網上交換資金能像交換資訊一樣輕鬆。

  五、其他

 

跨鏈的身份認證平台：科技巨頭微軟與初創企業Blockstack Labs和ConsenSys達成合作，共同搭建開源身份認證平台，目的是整合比特幣和以太坊區塊鏈。他們用ConsenSys的uPort保證與以太坊區塊鏈的互連，然後用Blockstack的OneName整合該平台與比特幣區塊鏈。這種跨鏈的解決方案能夠擴充到未來所有的區塊鏈，或者全新的分散化的分布式系統中。

Bletchley：微軟推出了區塊鏈項目Bletchley，它是一個區塊鏈生態系統所用的體繫結構和解決方案，旨在打造“開放、模組化的區塊鏈架構”，它是“用微軟自己的架構方式建立區塊鏈企業生態聯盟”。Bletchley包括了區塊鏈中介軟體和加密書籤Cryptlets，其中，Bletchley區塊鏈中介軟體將提供的核心功能有一個是區塊鏈網關服務，它使用類似Interledger的服務為相互關聯的分布式分類賬提供相互連信的能力；而Cryptlets將支援互通性，以及Azure及其他的公用/私人雲端、生態系統中介軟體及其他的客戶技術的溝通。Bletchley將對多個區塊鏈協議開放，支援多種協議，例如HyperLedger和Ethereum，無論使用哪個的底層區塊鏈平台，都可順利支援區塊鏈中介軟體和Cryptlets的運行。

以太坊聯盟區塊鏈網路：微軟即將正式發布基於以太坊技術為核心的以太坊聯盟區塊鏈網路，企業使用者將可以快速部署私人、半私人，或共同體區塊鏈（consortium blockchain）網路，也可以通過 Azure來部署公用的以太坊節點。微軟希望該項目將會協助整個行業聯合起來共同打造更加複雜的聯盟，以更好的利用不可變的共用賬簿的網路效應，微軟對於該服務的整體目標是協助全球行業打造區塊鏈聯盟。

Multichain： MultiChain向後相容比特幣，因此使用者能夠把現存的比特幣應用匯入到 MultiChain。它不是支援像比特幣核心的單一鏈， MultiChain可被配置以同時支援同一網路的不同區塊鏈。MultiChain能夠支援很多第三方資產，能夠使私人區塊鏈和比特幣區塊鏈相互轉換。

龍鏈：龍鏈是將其混合公有/私人區塊鏈的區塊鏈平台，它與其他公用和私人區塊鏈的有很強的互通性。龍鏈區塊鏈擁有共五個層次各種類型的節點，在任意一個層次的節點的驗證處理中，可以選擇與其他區塊鏈進行串連和聯絡。比如第一層是商業節點，用於處理交易並且可以決定某筆交易是否被批准或者被拒絕，如果要提供更去中心化的實現，可以選擇使用比特幣網路或其他基於PoW共識機制的區塊鏈去實現交易的共識處理。

太一區塊鏈：太一區塊鏈支援跨鏈交易和多鏈互動。太一跨鏈交易有兩種模式， 第一種模式是基於太一超導網路而設計的邏輯鏈之間的雙向交易，這種模式是無第三方參與的一對一的跨鏈交易；第二種模式是基於太一區塊鏈特有的邏輯鏈之間而發起的多重簽名的智能合約來實現的無第三方參與的一對一的跨鏈交易。太一多鏈互動一方麵包括行業內的價值轉移鏈、資訊記錄鏈的互動，另一方麵包括身份鏈、徵信鏈、資料存證鏈、監管鏈等基礎服務功能的區塊鏈的互動，各種鏈互為關聯，共同向使用者提供可信安全、快捷高效的服務。

  結語：

 

區塊鏈從技術上是去中心化資料庫和分散式總帳技術，從商業層面則是價值網路，在這個價值網路中，串連的有效節點越多和越分布，可能產生的價值疊加會越大。區塊鏈是價值網路空間的核心基礎設施，區塊鏈應用不應該只局限於和止步於聯盟鏈的應用，將價值圈在一個小範圍中，我們需要跨鏈技術，對不同區塊鏈進行串連和擴充，構建價值網路的高速公路。 作者：高志豪(weibo.com/elwingao)