區(qū)塊鏈3.0: 跨鏈技術

在區(qū)塊鏈所面臨的諸多問題中参萄,無論是區(qū)塊鏈1.0的比特幣综苔,還是區(qū)塊鏈2.0的以太坊府怯,區(qū)塊鏈之間互通性極大程度的限制了區(qū)塊鏈的應用空間刻诊。不論對于公有鏈還是私有鏈來看,跨鏈技術就是實現(xiàn)價值互聯(lián)網的關鍵牺丙,它是把區(qū)塊鏈從分散的孤島中拯救出來的良藥则涯,是區(qū)塊鏈向外拓展和連接的橋梁。

目前主流的跨鏈技術包括:

1冲簿、公證人機制(Notary schemes)

2粟判、側鏈/中繼(Sidechains/relays)

3、哈希鎖定(Hash-locking)

4峦剔、分布式私鑰控制(Distributed private key control)

列表進行了比較:

上表列出了各種跨鏈技術的基本區(qū)別档礁,早期跨鏈技術包括以瑞波和BTC Relay為代表,它們更多關注的是資產轉移吝沫;現(xiàn)有跨鏈技術以Polkadot和Cosmos為代表更多關注的是跨鏈基礎設施事秀;FUSION實現(xiàn)主流區(qū)塊鏈的跨鏈技術,支持跨鏈多幣種智能合約野舶,其上可以產生豐富的的跨鏈金融應用易迹。

1公證技術:瑞波Interledger協(xié)議

早在2012年,瑞波實驗室提出 Interledger協(xié)議旨在連接不同賬本并實現(xiàn)它們之間的協(xié)同平道。Interledger協(xié)議適用于所有記賬系統(tǒng)睹欲、能夠包容所有記賬系統(tǒng)的差異性,該協(xié)議的目標是要打造全球統(tǒng)一支付標準一屋,創(chuàng)建統(tǒng)一的網絡金融傳輸?shù)膮f(xié)議窘疮。

Interledger協(xié)議使兩個不同的記賬系統(tǒng)可以通過第三方“連接器”或“驗證器”互相自由地傳輸貨幣。記賬系統(tǒng)無需信任“連接器”冀墨,因為該協(xié)議采用密碼算法用連接器為這兩個記賬系統(tǒng)創(chuàng)建資金托管闸衫,當所有參與方對交易達成共識時,便可相互交易诽嘉。該協(xié)議移除了交易參與者所需的信任蔚出,連接器不會丟失或竊取資金,這意味著虫腋,這種交易無需得到法律合同的保護和過多的審核骄酗,大大降低了門檻。同時悦冀,只有參與其中的記賬系統(tǒng)才可以跟蹤交易趋翻,交易的詳情可隱藏起來,“驗證器”是通過加密算法來運行盒蟆,因此不會直接看到交易的詳情踏烙。理論上师骗,該協(xié)議可以兼容任何在線記賬系統(tǒng),而銀行現(xiàn)有的記賬系統(tǒng)只需小小的改變就能使用該協(xié)議讨惩。從而使銀行之間可以無需中央對手方或代理銀行就可直接交易辟癌。

2側鏈技術:BTC Relay

側鏈是以錨定某種原鏈上的代幣為基礎的新型區(qū)塊鏈,正如美金錨定到黃金步脓。側鏈是連接各種鏈愿待,其它區(qū)塊鏈則可以獨立存在。但是靴患,現(xiàn)在側鏈很難做到在其上建立跨鏈智能合約仍侥,所以很難實現(xiàn)各種金融功能,這正是現(xiàn)有區(qū)塊鏈在股票鸳君、債券农渊、衍生品等領域尚未取得進展的原因。

BTC Relay是在以太坊基金會支持之下誕生并成長起來的或颊,它被認為是區(qū)塊鏈上的第一個側鏈砸紊。BTC Relay把以太坊網絡與比特幣網絡通過使用以太坊的智能合約連接起來,可以使用戶在以太坊上驗證比特幣交易囱挑。它通過以太坊智能合約創(chuàng)建一種小型版本的比特幣區(qū)塊鏈醉顽,但智能合約需要獲取比特幣網絡數(shù)據,這還比較難實現(xiàn)去中心化平挑。BTC Relay進行了跨區(qū)塊鏈通信的有意義的嘗試游添,打開了不同區(qū)塊鏈交流的通道。

3中繼技術:Polkadot和COSMOS

Polkadot

Polkadot是由原以太坊主要核心開發(fā)者推出的公有鏈通熄。它旨在解決當今兩大阻止區(qū)塊鏈技術傳播和接受的難題:即時拓展性和延伸性唆涝。Polkadot計劃將私有鏈/聯(lián)盟鏈融入到公有鏈的共識網絡中,同時又能保有私有鏈/聯(lián)盟鏈的原有的數(shù)據隱私和許可使用的特性唇辨。它可以將多個區(qū)塊鏈互相連接廊酣。

在Polkadot看來,其它區(qū)塊鏈都是平行鏈赏枚,Polkadot為通過中繼鏈(relay-chain)技術能夠將原有鏈上的代幣轉入類似多重簽名控制的原鏈地址中亡驰,對其進行暫時鎖定,在中繼鏈上的交易結果將由這些簽名人投票決定其是否生效嗡贺。它還引入了釣魚人角色對交易進行舉報監(jiān)督隐解。通過Polkadot可以將比特幣、以太幣等都鏈接到Polkadot上诫睬,從而實現(xiàn)跨鏈通信。

Polkadot目前還是以以太坊為主帕涌,實現(xiàn)其與私鏈的互連摄凡,并以其他公有鏈網絡為升級目標续徽,最終讓以太坊直接與任何鏈進行通訊。

COSMOS

Cosmos是tendermint團隊推出的一個支持跨鏈交互的異構網絡亲澡。Cosmos采用的Tendermint共識算法钦扭,是一個類似實用拜占庭容錯共識引擎,具有高性能床绪、一致性等特點客情,而且在其嚴格的分叉責任制保證下,能夠防止懷有惡意的參與者做出不當操作癞己。

Cosmos上的第一個空間叫做"Cosmos Hub"膀斋。Cosmos?Hub中心是一種多資產權益證明加密貨幣網絡,它通過簡單的管理機制來實現(xiàn)網絡的改動與更新痹雅,還可以通過連接其他空間來實現(xiàn)擴展仰担。

Cosmos 網絡的中心及各個空間可以通過區(qū)塊鏈間通信(IBC)協(xié)議進行溝通,這種協(xié)議是針對區(qū)塊鏈網絡的绩社,類似UDP或TCP網絡協(xié)議摔蓝。?代幣可以安全快速地從一個空間傳遞到另一個空間,兩者之間無需體現(xiàn)匯兌流動性愉耙。相反贮尉,空間內部所有代幣的轉移都會通過Cosmos 中心,它會記錄每個空間所持有的代幣總量朴沿。這個中心會將每個空間與其他故障空間隔離開猜谚。因為每個人都可以將新空間連接到Cosmos中心,所以Cosmos也可以兼容未來新的區(qū)塊鏈悯仙。

這一架構解決了當今區(qū)塊鏈領域面臨的許多問題龄毡,包括應用程序互操作性、可擴展性锡垄、以及無縫更新性沦零。比如,從 Bitcoind货岭、Go-Ethereum路操、ZCash或其他區(qū)塊鏈系統(tǒng)中衍生出來的空間,都可以接入Cosmos中心千贯。這些空間允許Cosmos實現(xiàn)無限擴展屯仗,從而滿足全球交易的需求。

4哈希鎖定技術:Lighting network

Lightning network閃電網絡提供了一個可擴展的bitcoin微支付通道網絡搔谴,它極大提升了比特幣網絡鏈外的交易處理能力魁袜。交易雙方若在區(qū)塊鏈上預先設有支付通道,就可以多次、高頻峰弹、雙向地實現(xiàn)快速確認的微支付店量;雙方若無直接的點對點支付通道,只要網絡中存在一條連通雙方的鞠呈、由多個支付通道構成的支付路徑融师,閃電網絡也可以利用這條支付路徑實現(xiàn)資金在雙方之間的可靠轉移。?閃電網絡的關鍵技術是HTLC哈希鎖定技術蚁吝,基本原理如下:Alice和Bob可以達成這樣一個協(xié)議:協(xié)議將鎖定Alice的0.1 BTC旱爆,在時刻T到來之前(T以未來的某個區(qū)塊鏈高度表述),如果Bob能夠向Alice出示一個適當?shù)腞(稱為秘密)窘茁,使得R的哈希值等于事先約定的值H(R)怀伦,Bob就能獲得這0.1 BTC;如果直到時刻T過去Bob仍然未能提供一個正確的R庙曙,這0.1 BTC將自動解凍并歸還Alice空镜。

閃電網絡并不試圖解決單次支付的問題,其假設是單次支付的金額足夠小捌朴,即使一方違約另一方的損失也非常小吴攒,風險可以承受。因此使用時必須注意“微支付”這個前提砂蔽。

5分布式私鑰控制技術

WanChain

WanChain萬維鏈也支持主流公有鏈間的跨鏈交易洼怔,但首先需要完成在萬維鏈上的注冊,確保萬維鏈能夠對該鏈進行唯一識別左驾。對于跨鏈交易镣隶,萬維鏈利用多方計算和門限密鑰共享方案。當一種未注冊資產由原有鏈轉移到萬維鏈上時,萬維鏈節(jié)點會使用一個基于協(xié)議的內置資產模板,根據跨鏈交易信息部署新的智能合約創(chuàng)建新的資產诡右。當一種已注冊資產由原有鏈轉移到萬維鏈上時,萬維鏈節(jié)點會為用戶在已有合約中發(fā)放相應等值代幣,確保了原有鏈資產在萬維鏈上仍然可以相互交易流通安岂。

萬維鏈通過分布式的方式完成不同區(qū)塊鏈賬本的連接及價值交換。它采用通用的跨鏈協(xié)議以及記錄跨鏈交易帆吻、鏈內交易的分布式賬本域那,公有鏈、私有鏈還是聯(lián)盟鏈猜煮,均能接入萬維鏈次员,實現(xiàn)不同區(qū)塊鏈賬本的連接及資產的跨賬本轉移。

但是王带,實現(xiàn)各種鏈映射到一條鏈上只是完成了第一步淑蔚,如果上面的智能合約還是像現(xiàn)在的僅為交易觸發(fā),智能合約沒辦法實現(xiàn)分布式運算和多觸發(fā)機制愕撰,那多幣種智能合約能實現(xiàn)仍然是相當有限的功能刹衫。

FUSION

各種加密資產可以通過分布式私鑰生成與控制技術被映射到FUSION公有鏈上醋寝。多種被映射的加密資產可以在其公有鏈上進行自由交互。實現(xiàn)和解除分布式控制權管理的操作稱為:鎖入(Lock-in)和解鎖(Lock-out)绪妹。鎖入是對所有通過密鑰控制的數(shù)字資產實現(xiàn)分布式控制權管理和資產映射的過程甥桂。解鎖是鎖入的逆向操作柿究,將數(shù)字資產的控制權交還給所有者邮旷。

FUSION協(xié)議支持各種代幣之間的價值轉移的同時,設計了“Calling list”機制將各種觸發(fā)條件與智能合約分開儲備蝇摸,記賬節(jié)點只要加載觸發(fā)條件的列表即可婶肩,被觸發(fā)時才加載智能合約,這使各種交易觸發(fā)貌夕、時間觸發(fā)和事件觸發(fā)(包括鏈外數(shù)據觸發(fā))可以寫到觸發(fā)列表里律歼。通過多層共識機制和記賬節(jié)點分組,實現(xiàn)了一定的并行計算啡专。多層機制使合約計算與計算結果的記賬分步完成险毁,記賬節(jié)點分組使不同的智能合約由不同的記賬節(jié)點分組完成。FUSION在并行計算们童、鏈外數(shù)據和多觸發(fā)機制方面進行創(chuàng)新畔况,實現(xiàn)高效率的、面向多幣種和多種觸發(fā)機制的增強型智能合約慧库。

各種資產映射到FUISON后跷跪,其原鏈上的功能被暫時鎖定,在FUSION通過增強型智能合約形成豐富的加密金融應用實現(xiàn)其金融價值倍增齐板。FUSION做的是價值互聯(lián)網時代的加密金融吵瞻。

跨鏈技術的未來

價值互聯(lián)網如何能夠稱為“網”,就需要各種跨鏈技術甘磨,突破區(qū)塊鏈2.0局域網的限制橡羞。針對一種鏈的跨鏈交易只是第一步,多鏈網絡才是跨鏈的本質济舆。跨鏈使各種原鏈上的代幣可以自由流通卿泽,但是要實現(xiàn)完整的金融功能,還需要智能合約支持跨鏈吗冤,并使用并行計算提高效率又厉,從而能夠實現(xiàn)豐富的金融應用,這是跨鏈技術的未來方向椎瘟。


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