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本文詳細介紹什麼是側鏈？側鏈不只用於連接比特幣，理論上能連接比特幣之外的任何鏈，最終構建一張全球共用、必然可信的互聯網，這也是區塊鏈最大的價值。縱向看，區塊鏈未來會像互聯網協議一樣分層；橫向看，應用層也會凝聚成一個個價值羣落。縱橫一體，即爲生態。生態可以萬千，但底層邏輯永遠不變：提高效率，這也是所有側鏈的價值所在：通過代理信任提升商業世界的效率。

來源 | 鏈圈子

作者 | 湯強

你去工行，轉賬給建行的朋友，填單輸密碼，完成第一步：支付。

但錢並沒有到你朋友賬上，此時工行開始第二步：結算——把收款人信息發送建行，把錢交給人民銀行。

人行負責第三步：清算——左手收下工行的錢，右手把錢交給建行。最終，建行依照工行發來的收款人信息，把人行送來的錢塞進你朋友賬戶。


圖 1 轉賬資金的實際路徑：支付、結算和清算

明明是件小事，爲什麼要麻煩三家單位、疊出一個倒三角？

因爲效率。事實說明，用人民幣滿足全國支付需求，圖 1 的倒三角效率最高。

人民幣是人民銀行挖出來的幣，光挖就已很辛苦，如果還要管全國人民兩兩間的支付，一定積勞成疾。

所以，人行只做清算，支付這種小事就拜託商業銀行。商業銀行是人民銀行的幫手，如果換成區塊鏈世界的語言，可以說：商業銀行是人民銀行的側鏈。

一、什麼是側鏈？

側鏈指鑲嵌在兩條主鏈間的區塊鏈，相當於一座橋，連通主鏈數據。廣義側鏈泛指跨鏈技術，可以在鏈和鏈之間交換信息和價值。

實際應用中的兩條主鏈，常常一條是清算鏈，一條是應用鏈，而側鏈架在中間 :


圖 2 側鏈的功能排位

清算鏈類似人民銀行，負責清算資金。最被公認的清算鏈是比特幣，因爲沒有一個幣像它那樣被全世界黑客衝撞 9 年依然滴水不漏。

應用鏈承擔應用功能，可以理解爲購物或玩遊戲的 App，需要付款時，就拜託側鏈與清算鏈溝通，快速完成收付。

可是，爲什麼不直接用比特幣支付？因爲效率，用比特幣確認一筆交易短則一小時、多則幾天，誰如果因爲渴想用比特幣買水，等幣付到賬，那人多半就不行了，所以這時有根側鏈就能救命。

那側鏈是如何連接清算鏈和應用鏈的呢？核心邏輯並不複雜：

1、將清算鏈的密鑰存在側鏈上
2、在側鏈上建立快速支付通道
3、把清算鏈上的資金充值到應用鏈上

如果把圖 1 的人民幣清算系統上推一層，到我們熟悉的場景，就很容易理解側鏈：


圖 3 支付寶是側鏈

支付寶是架在商業銀行和商戶中間的側鏈。銀行卡密碼相當於私鑰，可以充錢進支付寶，進行快速支付。

上文所指都爲廣義側鏈，它包含三種模式：公證人、狹義側鏈、哈希鎖定。

公證人指由第三方人或機構擔任信任中介，屬於中心化解決方案，一般用於私有鏈或聯盟鏈；

狹義側鏈指擁有主鏈所有功能、但不被主鏈所知的鏈。具體而言，是把主鏈的區塊頭寫入側鏈，側鏈和主鏈使用同樣的共識算法。比如，有種狹義側鏈能連通比特幣和以太坊網絡，用比特幣去跑以太坊上的智能合約。

哈希鎖是指用哈希技術鎖定資產，在無需信任中介的前提下完成交易，哈希鎖最著名的案例，來自比特幣閃電網絡。

二、什麼是比特幣閃電網絡？

比特幣閃電網絡（Bitcoin Lightning Network）由 Poon 和 Dryja 在 2015 年提出，它的思路特別簡單：把交易踢到比特幣區塊鏈之外處理，相當於把比特幣接上支付寶，建立鏈下快速支付通道。

「鏈下」指交易記錄不在比特幣區塊顯現，而是記在閃電網絡上，但全程都能保證雙方權益，具體如何實現呢？

如果你經常要付 1 個比特幣給你朋友，每次都心疼手續費，那閃電網絡就能幫到你：鎖定 10 個幣，「鎖定」的意思是把幣打進一個地址，而這個地址的私鑰存在閃電網絡上，需要用雙方在閃電網絡上的私鑰才能打開。


圖 4 你和你朋友之間建立的支付通道

這樣，你和你朋友之間就建立了一條通道，所有支付都像支付寶那樣即時到賬、並且免費。

你支付 8 次後，鎖定的 10 個幣中，2 個仍屬於你，8 個歸你朋友。同樣，你朋友也可以付給你幣，可以來回無數次，但 10 個幣的總量始終不變。

交易可以熱熱鬧鬧，但在最終結清之前，比特幣區塊鏈上並不能查到任何一筆交易，“結清”的意思就是把賬記到比特幣主鏈上，但只記雙方往來後的最終結果，記完賬後，原來鎖定的 10 個幣各歸其主，通道關閉。

同樣的邏輯，可以通過第三方在陌生人之間搭建支付通道：


圖 5 使用閃電網絡建立的第三方支付通道

A 和 C 之間沒有直連，但 AC 都和 B 有連接，於是，A 就能通過 B 支付給 C，可此時有個信任問題：如果 A 把幣給 B，B 不給 C 該怎麼辦？

這時，A 就需要一個隨機數 s 來幫忙。

隨機數 s 相當於密碼，A 把隨機數 s 的哈希值 H 告訴 B。B 只憑 H 無法取到 A 的錢，所以只能在自己和 C 建立的通道里把錢給 C，但是 C 也拿不到這個錢。

此時，A 把隨機數 s 告訴 C，C 哈希隨機數 s，若等於 H，則取到 B 給 C 的錢。B 的錢被 C 支取後，B 也看到 s，憑 s 取到 A 給 B 的錢。

用哈希鎖接力信任，最終讓三方了清。

如果閃電網絡能跑起來，最可能變成 B 的是各大交易所，它們會演變成中轉節點，一些人會鎖定比特幣，和交易所建立通道，能提升全網支付效率。

閃電網絡今年 3 月悄悄上線，目前還在試驗性打磨，麻省理工學院 5 月下旬在模擬環境中測試出閃電網絡能達百萬級吞吐量，並且能夠實現更加複雜的智能合約。

但開發者和市場都很謹慎，目前還未鋪開。作爲廣義側鏈技術的一種，閃電網絡不僅需要被人瞭解，更需要被時間瞭解。但在此之前，最需要的是澄清很多人對區塊鏈的誤解。

三、真的會一條鏈通喫全世界麼？

很多人認爲：比特幣是第一代區塊鏈應用，以太坊算第二代，EOS 等屬於第三代的萌芽尖。這種觀點看似合理，但卻暗含一個前提：未來有一條能通喫全世界的鏈。

不過這條提前未必成立。

因爲太陽底下沒有新鮮事，我們回溯歷史，回顧區塊鏈的前身 TCP/IP 協議，就能估算大概率的演化脈絡。

TCP/IP 協議是互聯網的基座，我們第二季寫過一篇專題（戳此複習），但核心邏輯用下圖就能說清。


圖 6 TCP/IP 協議模型

頂層的 HTTP 協議能讓所有人看到五彩網頁，它種在 TCP 之上。TCP 協議保證數據傳輸無誤，它種在 IP 協議之上。

IP 協議負責找對到接收方，是當今互聯網的底層。出人意料的是，IP 協議極其簡單，用 5 張紙就能寫完所有技術細節。IP 沒有安全功能，沒有加密協議，不支持大數據包，不能解析地址，也不管傳輸質量好壞，簡單到簡陋。

可 IP 協議爲什麼能在過去 50 年中，成爲整個互聯網不可替代的支點？

因爲它足夠簡單，IP 只負責找準點，其他問題一概不管。至於那些問題的解決方案，並不是通過完善 IP 協議本身完成，而是在 IP 之上疊加其他協議完成：UDP、TCP、HTTP、IPsec、QoS、MPLS、HTTPs 等都在其列。

最終，互聯網變成我們今天層層疊疊的協議組羣。可問題是，爲什麼沒有公司做一套完整的協議、解決所有問題？

不是沒有試過，很多軟硬件廠商都嘗試用一套協議打天下的方案，其中包括：

幾大通信業巨頭組建的 ATM 協議（異步傳輸模型），技術高大上，從底層一路通喫到頂層，但現已絕跡。

IBM 的 SNA 協議、微軟的 Netbeui 協議、蘋果的 Appletalk 協議，甚至國際標準化組織 ISO 的 CLNS 協議……都試圖用全能方案擺平問題，但這些屍體都橫在歷史的血泊中。無數精英賣命，爲什麼拼不過一紙 IP 協議？

用技術口吻說，就是耦合性太低，“耦合性低”的意思是繁文縟節多，使用難度大，最終市場拋棄所有複雜方案，只留下 IP 協議一個活口。

在 IP、TCP 和 HTTP 的幫襯下，互聯網已解決信息傳遞的準確性和多樣性，還沒有解決價值傳輸和不可篡改問題，於是往上再搭協議。


圖 7 區塊鏈和互聯網的關係

互聯網的歷史註定是一局無盡的積木遊戲，規則是找出最樸素、但最能扛住時間磨洗的一塊積木堆上去，暫時缺失的功能就留給更上層的積木解決。

於是，後 50 年發生的事，大概率會重演 50 年的邏輯。我們無法鐵口直斷必然如此，但可以推測一種可能：

首先，由市場選出一條清算鏈，放在區塊鏈的底層，補足 TCP/IP 下不能傳遞價值的短板，在所有法幣之外，比特幣概率最高。接着，在清算鏈之上搭建應用鏈，解決不可篡改問題。最後，在清算鏈和應用鏈之間，用側鏈縫合。

如果寄希望用一根鏈包圓所有功能，可能重演 ATM、Appletalk 等協議的悲劇。那些協議不是不好，而是爲了通用，必然犧牲本該鮮明的核心能力。

核心能力，並不非被人設計出來，而是由歷史篩選出來。

從這個角度來看，以太坊是一根源生邏輯有缺陷的鏈。因爲它從一開始就希望通喫從清算層到應用層的所有功能。但是，論清算安全性，它不如比特幣；論應用執行速度，也不如很多幣，還要受制於手續費。

如果以太坊不能做出發幣功能以外的長板，那麼它的長線命運似乎已經寫進歷史的註腳，歷史只願意在每個功能層留一個活口，因爲這樣最有效。

區塊鏈的演化路徑只有一個：專業的鏈做專業的事，其他事讓更專業的鏈去做。側鏈作爲管道，連接成果。

結語

側鏈不只用於連接比特幣，理論上能連接比特幣之外的任何鏈，最終構建一張全球共用、必然可信的互聯網，這也是區塊鏈最大的價值。

縱向看，區塊鏈未來會像互聯網協議一樣分層；橫向看，應用層也會凝聚成一個個價值羣落。縱橫一體，即爲生態。

生態可以萬千，但底層邏輯永遠不變：提高效率，這也是所有側鏈的價值所在：通過代理信任提升商業世界的效率。

我們每個人都是世界的一根側鏈，你不只享有你生命的代理權，而且享有世界某個重要角落的代理權。你不必精通所有專長，只需找準一塊長板，不斷強化它，把短板留給其他長板去補足。

參考文獻：
1、Vitalic Buterin: Chain Interoperability
2、閃電網絡官網文件：http://lightning.network/docs/
3、古土雷柏：https://www.zhihu.com/question/27256432/answer/309072431

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