区块链的跨链技术介绍完整版

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，它是把联盟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。

自比特币七年前诞生以来，数以百计的竞争币被开发出来，有着各种新的优势和特性，但比特币的霸主地位依然屹立不倒，而很多复制竞争币却湮灭在历史中。虽然比特币有不少缺点和限制，但比特币却又是最去中心化、最多分布节点、最公平区块链，从数字货币地位、节点数量、去中心的权威等方面比特币还是很有优势。同时，类似以太坊、比特股的区块链在技术和应用上后来居上，对比特币区块链产生相当大的威胁，而基于比特币的应用则因为开发难度大限制比较多，因此应用项目不多。为了在创新的同时，又保留比特币网络的去中心化保障，侧链技术由此推出。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。

另一方面，在加密数字货币的区块链公网百花齐放地发展的同时，基于交易性能、容量规模、隐私保护、合规监管的考虑，联盟链和私链技术被商业机构特别是金融机构广泛采用。相比起公链来看，现在联盟链的发展势头要耀眼得多，但我们需要警惕的是，不要让联盟链变成纯粹的中心化或多中心化，相比于传统的区块链设计技术，现在大部分的联盟链显然没有提供太多的可实现不可逆交易或降低中心化风险的方式，这些中心化式的信任会使联盟链区块链因网络审查和简单故障点的失误，导致整个网络处于风险之中。相比之下，在比特币等公网区块链的框架下，交易一旦完成传输确认无人能更改，无论法院执行令或一小部分参与者的冲动都无权冻结资金或征收罚款。对于联盟链，无论是主观的团体作恶或因不可抗的审查或多节点故障等风险，都让他们的用户们对此却无法彻底信任和放心。Elwin认为，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。

       目前关于区块链的跨链技术还是在研究和试行中，并没有被规模使用，Elwin尝试为大家介绍目前的一些相关技术的研究案例。

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。你可以有成千上万个锚定到比特币上的侧链，特性和目的各不相同，所有这些侧链依赖于比特币主区块链保障的弹性和稀缺性。在这基础上，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。

比较著名的比特币侧链是ConsenSys的BTC Relay、Rootstock和BlockStream推出的元素链，非比特币的侧链如Lisk和国内的Asch。

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。

RootStock 是一个建立在比特币区块链上的智能合约分布式平台。它的目标是，将复杂的智能合约实施为一个侧链，为核心比特币网络增加价值和功能。RootStock实现了以太坊虚拟机的一个改进版本，它将作为比特币的一个侧链，使用了一种可转换为比特币的代币作为智能合约的“燃料”。

元素链是Blockstream的开源侧链项目，使用了比特币双向挂钩技术，侧链协议的目的是实现双向锚定（Two-way Peg），使得比特币可以在主链和侧链中互转。元素链给比特币快速带来许多创新技术，除了智能合约外，他还给比特币快速带来许多创新技术，包括私密交易、证据分离、相对锁定时间、新操作码、签名覆盖金额等等特性。这些技术可以被任意组合应用到任意侧链中。

LISK是新一代的区块链平台，它把每个应用加到LISK的单独侧链上。用过比特币和以太坊的朋友都知道，由于比特币和以太坊只有一条主链，所有功能和数据都加入这条主链导致区块快速膨胀，超大的区块体积，超长的同步时间，这个一个很痛苦的经历。Lisk的侧链模式给在处理高交易量下如何解决网络拥堵的问题提供了一种方法，用户只有用到相关的应用时才需要下载对应的侧链，大大减小了无效的同步数据，保持了整个Lisk网络的高效运行，而且，Lisk网络的速度随着时间的推移会继续加快，越显示他的特别优势。

二、M2

公证通（Factom）利用区块链技术来革新商业社会和政府部门的数据管理和数据记录方式，核心是在区块链上建立不可更改的审计公证业务流程。Factom原来是通过比特币网络进行数据存证，后来通过M2功能，同时整合比特币和以太坊区块链，以使得确保数据时时刻刻都是安全和可信的。

M2功能大概情况是，Factom将网络中所有数据整合成条目或者链。用户数据存储在条目中，而链与条目之间形成互动协作。每个链拥有条目区块，这些区块又以每十分钟的速度生成新的。十分钟的结尾所有链的全部新的条目区块会整合到一个目录区块中，然后嵌入比特币和以太坊区块链。如果10分钟之内某个链没有新的条目，该链就不会增加新的条目区块。

Factom这样做的意义，可以使他们的数据存储不会仅仅依赖于比特币账本一个单一的区块链，是作为链接多个公链的有意义的探索。

三、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科技，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。

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。

四、Interledger

在不同账本之间进行价值转移和交换，总会碰到各种问题。比如Elwin希望通过比特币作为媒介向海外同事Jam进行汇款，Elwin目前只有人民币，Jam只接受美金。这笔交易是首先Elwin把人民币换成比特币再把比特币换成美金給到Jam，但这里有个问题就是币价会不稳定，导致价值损耗。而Ripple、Stellar、Circle等正是解决这些难题的利器，这几个的核心思想方向基本一致：账本提供的第三方，就会向发送者保证，他们的资金，只有当账本收到证明，且收件人已经收到支付时，才会将资金转移给连接者。第三方也会保证连接者，一旦他们完成了协议的最后部分，他们就会收到发件人的资金。

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