区块链的跨链手艺是什么？

自比特币10年前降生以来，数以千计的区块链公链被开辟出来，基于种种公链的加密钱银数量更显现井喷式增进。客观来看，各条公链都具有自身奇特的上风和特征，以 EOS 为代表的公链更是提出了“侧链”的观点。基于“侧链”的观点，EOS 打出了百万级 TPS（体系吞吐量） 的标语。要知道比特币的 TPS 最高值唯一 7，也就是说比特币每秒钟仅支撑 7 笔生意业务。作为区块链 2.0 代表的以太坊的 TPS 也不过才 30~40。而 EOS 号称可以到达百万级 TPS 的手艺基本恰是“侧链跨链”。

跨链手艺可以被理解为一种协定，处置责罚两个或多个差别链上的资产以及功用状况不能互相通报、转移、交换的题目。也就是说，跨链手艺可以增添区块链的可拓展性，可以从根本上处置责罚差别公链/侧链之间生意业务困难发生的”数据孤岛“题目。

跨链手艺的难点

跨链手艺从 Blockstream 提出侧链观点以来，一直是区块链手艺的重点攻关方向。如今并没有被广泛承认的跨链机制，缘由在于各个公链之间的底层手艺完成差别庞大给跨链手艺带来了不小的停滞。

跨链需要处置责罚的几个难点题目：

• 保证跨链信息实在可托

  原链上的生意业务信息关于另一条链来讲是一个外部信息，怎样保证这个外部信息进入另一条链时是准确的，是全部跨链机制的重要环节。假如要斟酌到运用 POW 机制的区块链上没有结局状况（一直存在分叉的状况，只是跟着确认块的增添，几率逐步变小），这个题目的复杂度会更高。

• 跨链生意业务要确保原链上的 Token 总量不会因为跨链而削减或增加

  跨链手艺很重要的一个运用方向就是数字资产的跨链转移，怎样保证差别链上的数字资产可以安全地从一条链转移到其他链，又可以从其他区块链安全地返回主链是亟待处置责罚的题目之一。

  关于数字资产的跨链转移来讲，原链上 Token 总量削减的效果是当 Token 需要跨回原链时，原链没法发生新的 Token ，也就是只能单向跨链。原链 Token 增加是名义上的增加，实际上是原本已跨链至另一个帐本的 Token 在原链上被两重付出了，这类状况违犯了准确记账的准绳，是在任何时候都没法吸收的。因而当 Token 跨出原链时，原链上的 Token 必定需要进入“锁定”的状况，当 Token 跨回原链时，这些 Token 需要被解锁。怎样经由过程去中间化的管理机制完成“锁定”、“解锁“的历程就成为了跨链的症结。

• 保证全部跨链生意业务的原子性

  生意业务的原子性，简朴来讲是指生意业务处置责罚的某个环节住手，全部生意业务可以打消，而不会存在部份胜利，部份失利的状况，没法保证原子性会形成两重付出。在跨链手艺中保证原子性的难点在于，跨链两边是两条自力的链，能够具有差别的共鸣机制、数据结构、生意业务处置责罚逻辑等等，形成生意业务终究没有被实行的缘由也千差万别。

现有的跨链手艺设计

如今主流的区块链跨链手艺有评判人机制（Notary schemes）、侧链/中继（Sidechains/relays）、哈希锁定（Hash-locking）。

评判人机制

评判人手艺的代表就是瑞波 Interledger 协定。2012年，瑞波实验室提出 Interledger 协定，旨在衔接差别帐本并完成它们之间的协同。Interledger 协定适用于一切记账体系、可以包涵一切记账体系的差别性，该协定的目的是要打造环球一致付出规范，建立一致的收集金融传输的协定。

Interledger 协定使两个差别的记账体系可以经由过程第三方“衔接器”或“考证器”互相自由地传输通证。记账体系无需信托“衔接器”，因为该协定采纳暗码算法用衔接器为这两个记账体系建立资金托管，当一切介入方对生意业务杀青共鸣时，便可互相生意业务。

侧链

侧链是以锚定某种原链上的通证为基本的新型区块链，正如美金锚定到黄金。侧链是衔接种种链，别的区块链则可以自力存在。

侧链手艺的代表是 BTC Relay。它被认为是区块链上的第一个侧链。BTC Relay 把以太坊收集与比特币收集经由过程运用以太坊的智能合约衔接起来，可以运用户在以太坊上考证比特币生意业务。它经由过程以太坊智能合约建立一种小型版本的比特币区块链，但智能合约需要猎取比特币收集数据，因而完成去中间化比较困难。BTC Relay 举行了跨区块链通讯的有意义的尝试，打开了差别区块链交换的通道。

中继手艺

中继手艺的代表是 Polkadot。Polkadot 是由原以太坊重要中心开辟者推出的公有链。它重要处置责罚现今两大困难：立即拓展性和可扩展性。Polkadot 设计将私有链/同盟链融入到公有链的共鸣收集中，同时又能保有私有链/同盟链的原有的数据隐私和允许运用的特征。它可以将多个区块链互相衔接。

Polkadot的提出者 Gavin Wood 愿望用一条中继链（Relay-chain）来完成其他一切链的生意业务的考证事情, 再经由过程平行链的建立完成与原链的生意业务与通讯。

详细来讲，如今想在链 A 和链 B 间举行跨链转账，他们的中继链为链 C。链 A 先将数据发送到中继链 C 上，然后在中继链 C 上举行数据校验。校验完成后，将一份胜利的凭据发送给链 A，同时向链 B 发送数据，链 B 吸收数据后，向中继链 C 发送吸收凭据。在链 B 操纵实行胜利后，会向中继链 C 发送胜利凭据。

哈希锁定手艺

哈希锁定手艺的代表是闪电收集。闪电收集底层运用了 HTLC 手艺和 RSMC 手艺，构建了一个个链下付出通道。这些通道合在一起成为一个收集。生意业务两边的数量比较小的微付出可以经由过程一系列的链下协定完成，从而拓展比特币的机能。

什么是 HTLC 哈希时候锁手艺？举个例子。A 与 B 杀青如许一个协定：协定将锁定 A 的1个比特币，在 T 时候到来之前，假如 B 可以通知 A 一个准确的“暗号” R，使得 R 的哈希值即是商定的值（R），B 就可以获得者一个比特币。假如 B 在 T 时候到来时不能供应准确的“暗号” R，那末这一个比特币自动解锁，回归 A 一切。

“不需要记录在区块链上”的闪电收集还运用了 RSMC（可打消的递次成熟度协约）手艺。详细来看，假定 A 与 B 之间有一个付出通道，二人配合存入肯定资金，必需当二人都署名时才动用这些资金。每次生意业务时，都要配合确认资金分派，并杀青分派合约。当新的分派合约见效后，旧的分派合约失效。一旦有人，比方 A 依然运用旧的合约来动用资金，作为责罚这笔钱必需退还给 B 作为赔偿。

FIBOS 的跨链思索

哈希锁定作为 FIBOS 跨链手艺的选型并不抱负。一来哈希锁定没法保证数据泉源的可托度；另外，它还需要用户在肯定时候窗口完成操纵，用户自身也成为了跨链的一部份，提升了用户运用门坎。

评判人机制自然比较符合 FIBOS 的生态，因为 FIBOS 中 BP 节点（Block Producer）正好可以作为评判人。但这也带来了肯定的题目，起首，BP 节点由投票发生，其更改速率较快，评判人列表需要不停的更新，需要斟酌怎样去中间化的同步评判人列表、以及评判人列表和 FIBOS BP 不一致所带来的数据同步题目；其次，BP 节点的可托度也存在题目，因为 BP 是由 FIBOS 选出，其公信力不能影响到其他链，这会使得跨链数据的实在信被质疑；末了，评判人机制自身存在数据反复发送的题目，降低了效力。同时，获得的数据依托“多签”机制来推断可否实行，不能在数学层面上考证，这也会发生风险。

侧链设计有肯定的可取性。因为其区块状况同步在合约内举行，所以会发生不必要的 CPU，RAM 等资本斲丧。同时带来的题目是，因为 FIBOS 出块速率较快（0.5s），在 FIBOS 侧链举行多块的状况同步，轻易发生超时题目。运用侧链来处置责罚数据的可托度是一个很好的设计，但是不应该将其放在合约内举行。

中继设计看起来更加可取，因为中继链的存在，不会因同步状况斲丧分外资本在源链上。同时，异构链的数据结构差别题目，可以用在中继链内举行数据转换处置责罚。这使得中继设计不仅比较经济，而且能在异构链之间举行转账。唯一的题目在于锁定资产账户由谁来控制，以及状况和数据同步由谁举行，这一点在上述的中继手艺设计里并没有给出答案。

关于 FIBOS 生态来讲，处置责罚跨链题目是一个战略性的应战，尤其在谈到和 EOS 之间的跨链转账题目时，跨链手艺是必需要霸占的难关之一。对此，融会评判人机制和中继的设计有着较高的可行性。资产锁定账号由评判人配合控制，评判人同时担任区块状况的初始化和给出一个同步地点。当涌现跨链转账操纵时，起首由见证人实行多签对跨链资产举行转出，然后进入中继链，举行数据考证。考证胜利后，再由多签操纵转入目的链。这使得评判人机制可以在数学层面上被考证，同时使得中继链的数据泉源较为可托。

区块链从手艺上来讲是P2P收集、加密手艺和分布式帐本，从经济上来讲，它是代价收集。而如今，因为差别链之间通讯壁垒的存在，致使了区块链的代价收集呈分裂的状况。区块链作为代价收集的基本设施部份，不应该只局限于和止步于一个个“代价孤岛”，更不能仅仅将代价圈定于一个个小的生态中。我们需要跨链手艺，需要将差别链之间举行衔接和拓展，构建代价收集的高速公路。跟着区块链手艺的高效迭代和立异，我们置信跨链手艺终将成熟，区块链代价收集的高速公路也终将会把一个个“孤岛”衔接起来。