區塊鏈還處於初級階段，仍然是一片藍海，基礎技術都不太完善，特別是跨鏈底層。

要點速覽

  1. 兩個成功的應用軟件微信和支付寶已經在互聯網領域做到了“跨鏈”。

  2. 區塊鏈目前尚未讓人們的生活更方便、美好，而跨鏈技術又是一項重要的關鍵技術。

  3. 閃電網絡解決了比特幣網絡 TPS 的問題，用到的技術比較簡單，hash 鎖定也多重簽名技術。

近日，NULS 技術研究院與技術社區負責人張星做客「火星財經重慶羣」，分享了“跨鏈技術的演進”。

張星表示，不管是技術層面，還是社會分工層面，把整個現實社會都搬到一個區塊鏈上是不現實的，因此需要跨鏈。

關於跨鏈設計需要考慮的關鍵技術問題，張星總結爲：安全性、性能、去中心化的平衡與取捨；簡單通用的協議；擴展性問題。

以下爲張星分享內容，由火星財經（ID：hxcj24 h）整理：


爲什麼需要跨鏈？

很榮幸能跟大家一起討論跨鏈技術方面的問題。

首先，爲什麼需要跨鏈？把整個現實社會都搬到一個區塊鏈上是不現實的：技術上，吞吐量、網絡孤立性、伸縮性等因素的制約；社會分工上，行業是一個很大的概念，金融、醫療、教育、農業等各個行業都非常複雜，現實社會中的公司同時從事多行業的運作是非常困難的。

家庭是社會生活的基本單位，一個家庭往往需要跟各個行業打交道，各個行業服務的最終客戶畢竟是人，讓人們的生活更簡單、方便始終是技術發展的終極目標。

我經常提到兩個成功的應用軟件微信和支付寶，我認爲它們在互聯網領域做到了“跨鏈”。以我個人爲例，我使用支付寶可以解決大部分家庭問題 (花唄、火車票 / 機票 / 酒店、日常生活繳費、外賣、電影票、快遞等等)，這些不同的功能在底層是不同的應用系統實現的，被支付寶彙集在了一起，值得一提的是支付寶最開始是個做支付和理財的金融應用平臺。

大家期待已久的區塊鏈“殺手級”應用爲什麼遲遲沒有現身，個人認爲區塊鏈目前尚未讓人們的生活更方便、美好，而跨鏈技術又是一項重要的關鍵技術。

跨鏈需要實現什麼功能呢？blockstream 在側鏈 (sidechain) 的論文中，提到了如下一些功能：

  1. 資產可以從主鏈轉移到側鏈，並且可以轉回；

  2. 安全性：只有資產持有人才能轉移鏈間資產，這個跟在區塊鏈中一樣，畢竟安全性是最重要的問題；

  3. 原子性 (atomic):
    A 鏈轉出和 B 鏈轉入，必須同時成功或者失敗，學計算機的朋友可能不會感到陌生，因爲在學習數據庫原理的時候，“原子性”是數據庫的必備特性之一。

  4. 側鏈安全隔離：側鏈的 bug 不會影響到主鏈或其他側鏈；

  5. 側鏈數據精簡性：側鏈只保存有用的必要數據，比如經典的側鏈就使用 SPV 驗證，只保存區塊頭。

來看看 V 神給 R3 報告中關於跨鏈互操作的用例技術性解釋，用例有：便攜資產、側鏈、跨鏈 Oracle、資產留置或抵押、跨鏈智能合約。

對於跨鏈技術沒有明確的定義，以上兩處引用給大家一個直觀的概念。值得一提的是，上面兩處提到的跨鏈用例也是停留在金融領域，更多行業和領域的功能還需要無數創業者和開發者一起努力。

這裏的分享比較簡短粗略，sidechain 原文，請有興趣的朋友參考：http://blockstream.com/sidechains.pdf

v 神給 R3 關於鏈間操作的報告，請有興趣的朋友參考：http://upyun-assets.ethfans.org/uploads/doc/file/f8ee4c6b670747e095ef00d8ac39eb67.pdf?_upd=Chain_Interoperability.pdf


現有跨鏈技術和項目

接下來我分享一些現有跨鏈技術和項目。比較早的項目是閃電網絡和 BTC
relay。閃電網絡解決了比特幣網絡 TPS 的問題，用到的技術比較簡單，hash 鎖定也多重簽名技術。

閃電網絡的安全性還有一些其他的安全措施：

  1. 主動提交鏈上結算方會後到賬；

  2. 一旦主動提交最後賬本的一方不誠實被另外一方舉證，那麼主動提交鏈上結算的一方資金將會被罰沒；

  3. 延遲結算。

接下來說說 BTC Relay。BTC Relay 採用了智能合約內嵌 Bitcoin
SPV 的原理來允許以太用戶可以用 Bitcoin 進行交易的目的，合約裏面存儲了另一個“小型的 Bitcoin 區塊鏈”，因此也稱爲以太坊的一條側鏈。

從 BTC
Relay 的官網以及 github 互動來看，這個項目應該已經有比較長的時間沒有更新了。總體來看，這個項目不同於其他利用類似雙向錨定原理的側鏈，直接利用以太坊的智能合約實現。

總體來言，btcraly 屬於一個側鏈，大家對此應該也不陌生。

這個技術實現起來有一些意思，比如設計者爲了降低手續費，允許跨鏈區塊頭收集者自由競爭，收集者可以設置查詢費用，其他收集者可以設置更低的查詢費用替換之前的收集者。

在 http://btcrelay.org/developers，大家可以找到更多的信息。再次說明一下，今天的分享比較偏技術，需要深入研究的朋友可以線下和我一起討論，一起寫程序。總結一下，閃電網絡和 BTCRelay
屬於比較早的跨鏈技術，解決了一些跨鏈的問題，但是區塊鏈需要解決的遠遠不止於此，接下來分享幾個更有意義和代表未來方向的項目。這些項目有 interledger,
、波卡、cosmos。

interledger 的目標是建立全球統一支付標準，理論上兼容任何賬本系統。這個目標聽起來比較大，但是實際上做到了，的確兼容性極強，我認爲 interledger 的設計成功之處在於接口簡單、協議分層明確，架構思路清晰。

interledger 可以把用戶的賬戶設計成網站域名的格式，用於跨賬本易於讀寫；支付協議非常簡單，支付層屬於應用層面的功能，完全隔離了底層不同賬本的異構性。想做支付的朋友可以參考 interledger 的設計，非常經典。

以上幾個跨鏈項目都在解決特定的問題。cosmos 和波卡鏈則是我認爲的跨鏈項目的未來方向，其着眼點並不是某一個特定的問題，而且更佳注重生態跨鏈，是跨鏈技術未來的重要支撐。兩者的設計比較抽象，特別是波卡鏈。


跨鏈設計的關鍵問題

跨鏈設計主要需要考慮幾個關鍵的技術問題：

  1. 安全性、性能、去中心化的平衡與取捨；

  2. 簡單通用的協議；

  3. 擴展性問題：擴展性問題涉及方面諸多，需要區塊鏈的架構師 (或 CTO) 合理平衡當前與未來的可能性，值得一提的是，在區塊鏈行業的初期，做到合理平衡當前與未來是一項非常艱鉅的挑戰。

安全性方面，一條鏈需要驗證另外一條鏈是否交易發生需要 51% 或者 66% 節點確認，波卡鏈大膽提出了讓人質疑的解決方案：不需要 51% 或者 66% 節點確認，設立賞金獵人監督跨鏈信息收集者，如果收集者作惡，會受到嚴重的處罰，以重罰代替大多數人確認。由於共識機制是 DPOS+拜占庭機制，委託人和受託人一樣重罰。

另外一個需考慮的問題是鏈回滾的問題，多鏈交互的情況下，鏈的回滾會帶來致命的安全風險，cosmos
使用 Tendermint 共識機制讓跨鏈信息兩輪投票，區塊永遠不會回滾。

還有一個問題是，鏈間安全隔離，很多區塊鏈由不同的開發者開發，不能保證所有鏈都是安全的，cosmos 把每個區塊鏈當成一個賬戶，記錄每條鏈每種的 token 總數，不允許超過總數的 token 跨鏈傳輸，這樣實現了鏈間安全隔離。

從以上特性，我們可以看到波卡和 cosmos 的技術性取捨。

兩者都具有非常強的兼容性和擴展性，都是底層設施 (前面講到 interledger 也具有非常強的兼容性，但是屬於應用層面)，值得大家深入研究。

爲了完整性，這裏補充一下公證人模式，公證人模式是基於多重簽名，雙向錨定跨鏈方式，這種模式適用於與 BTC 和 BCH 等很難修改協議的公鏈對接方式，優點是安全、性能相對高，缺點是去中心化不夠強。

最後，區塊鏈還處於初級階段，仍然是一片藍海，基礎技術都不太完善，特別是跨鏈底層，請廣大創業者、企業家、程序員共同努力，也歡迎大傢俬下里跟我一起學習區塊的各種技術。未來是什麼樣子，我也講不清楚，需要大家一起去創造。


本文根據「火星財經創始學習羣」嘉賓分享內容整理，不代表火星財經立場。轉載須在文章標題後註明：“文章來源：火星財經（ID：hxcj24 h）”。

嘉賓簡介

張星 / NULS 技術研究院與技術社區負責人

區塊鏈底層模塊化奠基人，首次提出基於節點信用的 POC 信用共識機制，深諳區塊鏈運作原理，熟悉 Linux 內核與數據庫實現原理，致力於打造一個靈活易用的區塊鏈基礎設施，降低區塊鏈技術商業應用進程。

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