区块链间的连接桥梁——跨链技术

如果说共识机制是区块链的灵魂核心，那么对于区块链特别是联盟链及私链来看，跨链技术就是实现价值网络的关键，它是把区块链从分散单独的孤岛中拯救出来的良药，是区块链向外拓展和连接的桥梁。 

侧链是以锚定比特币为基础的新型区块链，它以融合的方式实现新的金融生态目标和进一步扩展了比特币网络的应用场景。联盟链和私链的方式从一定程度违背了区块链的去中心价值和信任体系，也让区块链里面的数字资产不能在不同的区块链间直接转移，主动或被动地导致了价值的孤岛，由此各种连接不同区块链的跨链技术也被人们开始关注和探索。

以太坊创始人Vitalik为银行联盟链R3写了一份关于跨链互操作的报告，文中提到三种跨链方式：

1、公证人机制（Notary schemes） 

2、侧链/中继（Sidechains/relays） 

3、哈希锁定（Hash-locking）

早期跨链技术包括以Blockstream为代表的侧链技术(Sidechain)和以BTC-Relay为代表的中继技术(Relay)。早期的跨链技术更多关注的是资产转移，现有项目比如polkadot更多关注的是跨链基础设施，FUSION关注支持多币种的跨链加密金融应用。

一、侧链

侧链是以锚定比特币为基础的新型区块链，就像美金锚定到金条一样。侧链是以融合的方式实现加密货币金融生态的目标，而不是像其它加密货币一样排斥现有的系统。

利用侧链，我们可以轻松的建立各种智能化的金融合约，股票、期货、衍生品等等。侧链技术进一步扩展了区块链技术的应用范围和创新空间，使传统区块链可以支持多种资产类型，以及小微支付、智能合约、安全处理机制、真实世界财产注册等，并可以增强区块链的隐私保护。

由ConsenSys团队推出BTC Relay被认为是区块链上的第一个侧链， BTC Relay项目是在以太坊基金会之下诞生并成长起来的，BTC Relay其主要原理是BTC Relay把以太坊网络与比特币网络以一种安全去中心化的方式连接起来。

BTC Relay是一种基于以太坊区块链的智能合约，将把以太坊网络与比特币网络以一种安全去中心化的方式连接起来。BTC Relay通过使用以太坊的智能合约功能可以允许用户在以太坊区块链上验证比特币交易。

BTC Relay使用区块头创建一种小型版本的比特币区块链，以太坊DApp开发者可以从智能合约向BTC Relay进行API调用来验证比特币网络活动。BTC Relay进行了跨区块链通信的有意义的尝试，打开了不同区块链交流的通道。

二、Polkadot

Polkadot技术是由以太坊核心开发Ethcore（Parity科技）推出的第三代公开无需授权的区块链，它的设计核心理念为即时拓展性和延伸性，解决了当今两大阻止区块链技术传播和接受的难题：即时拓展性和延伸性。

Polkadot计划将私有链/联盟链融入到公有链的共识网络中去，同时又能保有私有链/联盟链的隐私和许可的防护措施。它给予了我们一个全新的交易层，并有机会将数百个区块链互相连接。

Polkadot的核心思想是区分交易方发起和执行交易的方式以及交易方统一记录的方式。Polkadot提供基础的中继链（relay-chain），很多可验证的、全球动态同步的数据架构都建立在这个基础上，这些数据架构为平行链或者侧链。

区块链应用可以将以太坊分叉，按照各自需求调整，通过Polkadot与以太坊公有链连接，或者给不同的链设置不同的功能，实现更好的扩展性和效率。

Polkadot目前还是以以太坊为主，实现其与私链的互连，并以其他公有链网络为升级目标，最终让以太坊直接与任何链进行通讯。

三、Interledger

早在2012年，Ripple Labs就提出了一种偏离比特币共识的替代性账本，并创造了他们自己的代币瑞波币(XRP)。Ripple的初衷是建立一套适用于所有记账系统，能够包容所有记账系统的差异性协议，从而建立一个全球统一的支付标准。

Interledger Protocol，简称ILP，是由Ripple公司主导发起了互联账目协议，它将实现不同账本之间的连接从而创造账本之间的协作。

 Interledger协议适用于所有记账系统、能够包容所有记账系统的差异性，ILP推出的目标就是打造全球统一支付标准，创建统一的网络金融传输的协议。

Interledger协议创建了一个这样的系统，在这个系统中，两个不同的记账系统可以通过第三方“连接器”或“验证器”机器来互相自由地传输货币。

记账系统无需去信任“连接器”，因为该协议采用密码算法为这两个记账系统和连接器创建资金托管，当所有参与方对资金量达成共识时，便可相互交易。

ILP移除了交易参与者所需的信任，连接器不会丢失或窃取资金，这意味着，这种交易无需得到法律合同的保护和过多的审核，大大降低了门槛。

同时，只有参与其中的记账系统才可以跟踪交易，交易的详情可隐藏起来，“验证器”是通过加密算法来运行，因此不会直接看到交易的详情。

理论上，interledger可以兼容任何在线记账系统，而银行现有的记账系统只需小小的改变就能使用该协议。

Ripple让世界各地的银行可以无需中央对手方或代理银行就可直接交易，从而使得让世界上的不同货币（包括法定货币和虚拟货币）自由、近乎免费、零延时地进行汇兑，它将各种账本连接起来，实现在互联网上交换资金能像交换信息一样轻松。

四、FUSION

FUSION (fusion.org)设计上支持各种代币之间的价值转移及面向加密金融服务的增强智能合约。在FUSION上生成与被管理对象的相应的数字化资产记账符号的过程为加密资产映射。

代币通过映射可以与其他被映射资产之间自由交互。实现和解除分布式控制权管理的操作称为 Lock-in 和 Lock-out。Lock-in是对所有以密钥管理的数字资产,实现分布式控制权管理和资产映射的过程。

Lock-out是 Lock-in 的逆向操作。完成 Lock-out后数字资产的控制权交还给所有者。对数字资产的映射,增加了现有数字资产的安全性，流动性和加密金融应用功能,从而进一步提升了数字资产的价值。

数字资产的原生功能,来自于它原来所在加密数字货币系统对它的定义。通过对于某一种数字资产进行分布式控制权管理，使其能与其他不同种类的数字资产进行自由交互,从而使这些数字资产转化为一种金融产品，成为金融市场买卖和约定的对象。这为所有数字资产在原有功能之外增加了金融服务的功能。

以比特币为例介绍 Lock-in 实现的流程。当用户 A 发起一笔 10 个 BTC 的 Lock-in, 用户将使用钱包作为交互界面。这个钱包具有目前多币种钱包的很多功能,但它同时拥有对不同数字资产 Lock-in 和管理的功能。

此外,钱包中还会有基于 FUSION 上第三方所开发的各种金融服务,可以供用户在完成 Lock-in 之后方便地参与。

通过智能合约可以实现数字资产间更丰富的应用。但是,现在的智能合约只能在同一条链上处理同一类数字资产。当前对于数字资产跨链交易的研究,主要集中在两种不同数字资产之间原子交易的实现。它的局限性在于只实现两个对手之间的交换这一种操作,远不能满足加密金融所面对的复杂应用场景。

通过对不同的数字资产进行分布式控制权管理，完成了在一个链环境中对于不同数字资产的映射,这样就可以通过一个智能合约实现不仅是两个对手之间而是多方之间;不仅是交换操作而是扩展到对于这些不同数字资产在时间和空间上复杂关系的定义。

通过对这种关系定义施加触发条件，就可以完成多个对手、不同数字资产之间,从最简单的交易到复杂金融契约的实现。从而在价值层面构建起不同数字资产之间交互的桥梁,彻底解决跨链数字资产之间交互和价值流转的问题。

无论是原有的Interledger网络还是现在的BTCRelay，以及近来的FUSION和Plokadot，都在强调其是作为一个基于信任转移的价值网络。这与传统区块链系统设计是很不相同的。

区块链从技术上是去中心化数据库和分布式账本技术，从商业层面则是价值网络，在这个价值网络中，连接的有效节点越多和越分布，可能产生的价值叠加会越大。

区块链是价值网络空间的核心基础设施，区块链应用不应该只局限于某几个链，将价值圈在一个孤岛中，我们需要跨链技术，对不同区块链进行连接和扩展，构建价值网络的高速公路。

作者：高志豪

来源：weibo.com/elwingao

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