區塊鏈:HashKey 曹一新：從互操作性定義重新理解區塊鏈跨鏈

區塊鏈和非區塊鏈領域互操作對象不同，應從技術、語義、應用、治理四個層面思考應用場景應該建立的互操作性。

撰文：曹一新，就職于HashKeyCapitalResearch審核：鄒傳偉，萬向區塊鏈首席經濟學家

近期，元宇宙概念備受關注，Facebook創始人扎克伯格接受采訪分享了其關于元宇宙的想法及Facebook全力支持建設元宇宙的決心。在關于元宇宙特性的描述中，「互操作性」一詞再次被提及，并強調需要制定一些標準，幫助開發者和創作者向人們提供「前所未有的互操作」體驗，使用戶能使用他們的化身、數字產品無縫傳送到不同的體驗，并與朋友互動，在整個過程中感知不到互聯網基建的存在。

這種極為抽象的表達雖給人以遐想，卻很難讓人理解，更別提信服了。這也是本文試圖去討論「互操作性」一詞內涵的初衷之一。

互操作性是經常被區塊鏈領域提及的概念，更耳熟能詳的用詞是跨鏈，這兩者往往被混同起來，描述兩條以上區塊鏈之間的某種交互，尤其是DeFi和NFT生態迅速發展起來之后。

隨著DeFi樂高可組合性蘊含的無限潛力被逐漸認可，以及以太坊DeFi生態出現外溢現象，跨鏈成為了一個非常緊俏的需求；而關于NFT應用、元宇宙特性的討論中，也會提及互操作性。本文從討論「互操作性」的語義場景和內涵出發，拋磚引玉地分析當人們在提跨鏈或互操作性的時候，真正想表達或期望實現的目標是什么，以及目前行業內在這些目標上走了多遠。

IOST與HashKey DID建立戰略合作伙伴關系:4月27日消息，IOST宣布與HashKey DID建立戰略合作伙伴關系，HashKey DID是Hash Key Group旗下領先的多鏈去中心化身份數據聚合商。雙方合作旨在通過將HashKey DID創新的去中心化身份服務集成到IOST的區塊鏈中來加強Web3基礎設施。這種合作關系將確保IOST用戶獲得安全、透明和高效的身份管理體驗。[2023/4/27 14:30:48]

互操作性的定義及場景

計算機信息學領域

「互操作性」在非區塊鏈領域早有提及。IEEE關于計算機字典標準里對互操作性的定義是「兩個或多個系統或組件之間交換信息以及對交換后信息使用的能力」。這個定義包含兩層遞進關系的含義：

語法互操作性：指能夠進行通訊和交換數據。基本要素包括數據格式標準、通訊協議、接口標準等。

語義互操作性：參與互操作系統之間交換的數據能夠得到對方正確的處理和使用，也就是說使數據真正成為有用的信息產生有用的結果，并且對有用的界定是達成共識的。

雖然上述定義與國際標準ISO/IEC2382-01信息技術詞表里的定義相比更為凝練和抽象，但后者補充提及了一個特點：用戶無需或僅需有限地獲得不同系統或組件特點的認知。

就軟件而言，在上述定義下的互操作性可用來描述不同程序借助同一套交換格式交換數據、讀寫相同文件格式以及采用相同協議的能力。用戶在使用不同軟件的時候更關注的是功能體驗，而非實現功能的底層技術模塊的差異。

Paradigm研究合伙人Hasu加入Lido Finance任戰略顧問:4月15日消息，Flashbots 戰略主管、Paradigm 研究合伙人、MakerDAO 天使投資人 Hasu 在其社交網站宣布加入質押協議 Lido Finance，并任戰略顧問。[2022/4/15 14:26:10]

社會經濟領域

廣義上，互操作性是指不同系統和組織機構之間相互合作、協同工作的能力，雖然在技術系統和工程設計方面經常使用，還會考慮影響系統間性能的社會、和組織機構因素，且業務過程的互操作性可能產生具有重大影響力的經濟效果。

以下是幾個具體的例子：

醫療設備的「即插即用」互操作性實現與其它設備協同工作能力；

醫療數據的「可用不可見」互操作性旨在保護個人隱私的同時提高協同創新能力；

電子政務互操作性旨在通過制定數據標準、語義標準來提高跨邊界、跨語言的協作能力；

近期河南大學生創建的「救命文檔」也體現了在大規模緊急事件中跨越信息孤島，實現全國各地資源調度系統和檔案管理系統的互操作能力。

由歐盟委員會背書的NIFO就如何建立可操作的數字公共服務提供了具體指導，提出了互操作性包含的四個層面：技術互操作性、語義互操作性、機構互操作性、法律互操作性；另外包括為這四個層面交叉構建的綜合公共服務治理層及作為基礎支撐的互操作治理層。

HashCash將幫助沙特制造商集成HC網絡改善供應鏈管理:全球區塊鏈開發公司HashCash Consultants正在將其技術專長擴展到沙特一家制造商。他們將通過將現有基礎設施與HC-Net（HashCash的區塊鏈網絡）整合，幫助后者在多個地理區域精簡其電子產品供應鏈。該項目旨在為系統帶來透明度、準確性和可追溯性，并防止任何范圍的假冒產品滲透到供應鏈中。（PRWeb）[2020/12/8 14:35:55]

圖1.NIFO提出的互操作層次及其關系示意圖

技術互操作性指能夠連接系統和服務的應用及基礎設施，涵蓋接口規范、互聯服務、數據集成服務、數據呈現和交換以及安全通信協議。

語義互操作性指確保交換數據和信息的精確格式和含義在各方之間的交換過程中得到保留和理解，能做到「發送即理解」。

機構互操作性指公共行政部門調整其業務流程、職責和期望以實現共同商定和互惠互利的目標的方式，這與在不同系統中進行的業務流程之間的協作關系有關。

法律互操作性是為了確保在不同的法律框架、政策和戰略下運營的組織能夠協同工作。

綜合公共服務治理層是指為達成上述四種互操作性提供綜合公共服務及其運營需要必要的治理組織，達成一致的運營條款和更新管理流程。

操作性治理層實現關于上述互操作性框架、制度安排、組織結構、角色和責任、政策、協議以及在國家和歐盟層面確保和監控互操作性的決策過程和治理過程。

Hedera Hashgraph首席技術官：對區塊鏈的興趣將在2021年進一步增長:金色財經報道，Hedera Hashgraph首席技術官Leemon Baird表示，盡管人們對區塊鏈的興趣在2020年大大增加，但他預計在2021年會有更大的發展。他解釋道，該行業目前正處于指數曲線的“拐彎處”，但由于被放大得太近，我們的視野模糊了。[2020/11/4 11:35:27]

總的來說，前兩個互操作性沿用了計算機信息學領域對互操作性的定義，NIFO在此基礎上補充強調了應用層和治理層的互操作性。這對在多鏈并存、應用和治理系統也各自獨立的區塊鏈生態實現互操作性具有一定的借鑒意義。

區塊鏈領域互操作性的內涵

在上述基礎上反觀區塊鏈里的互操作性和跨鏈，可以認為跨鏈是將互操作對象從來源區塊鏈系統跨越到目標區塊鏈系統行為的描述，而互操作性是一種涵蓋范圍更廣的表達，既包括基于跨鏈行為表現出的功能特性，也可以指代非區塊鏈系統之間的交互。明確互操作對象是什么以及互操作系統的類型能夠幫助我們更好地了解互操作性的內涵。

互操作對象

信息跨鏈、資產跨鏈是目前較為常見的應用案例，但這可能只是區塊鏈領域互操作性展露的冰山一角。區塊鏈和其它系統最大的不同在于區塊鏈上信息能夠以一種不可復制、不可偽造、不可篡改的方式流轉，使它有別于一般信息，成為跨系統共識難度更大、互操作性更復雜的對象類型，不是簡單地規范接口、明確數據格式、統一通信協議就可以搞定。區塊鏈使信息能夠逐漸被劃分成更細粒度的表述：

聲音 | Longhash：2020年比特幣的Liquid側鏈比閃電網絡更重要:金色財經報道，1月21日，Longhash刊文《2020年比特幣的Liquid側鏈比閃電網絡更重要》。文章指出，在過去的幾年中，閃電網絡引起了很多炒作，因為它可以實現快速/廉價的比特幣交易，而又不會犧牲太多的審查阻力和權力下放。在2017年，隔離見證(SegWit)被添加到比特幣中，使用比特幣進行支付成為一種更好的體驗。但幾乎沒有人愿意用比特幣支付。他們只想持有。由于價格波動、稅收影響和一般可用性等各種問題，目前比特幣的兩個主要用例仍然是存儲價值和投機。根據去年Chainalysis的數據，比特幣活動的90％與交易所有關。因此側鏈Liquid(專注于交易所之間交易)在2020年是一個更重要的項目。[2020/1/21]

數字資產

權屬聲明

域名

賬戶

身份

這些細粒度的表述似乎能很好地作為微觀結構單元或相互作用力，組合成數字世界的經濟網絡和社交系統。所以跨鏈的對象自然除了大部分案例中看到的信息和資產以外，也可以是權屬聲明、賬戶、域名或身份。而理想的互操作性指的應該是：

信息在新系統能被使用；

資產在新系統保有價值；

域名在新系統作為同樣的入口被訪問；

權屬聲明在新系統同樣有效；

賬戶或身份在新系統擁有相同的操作權限、權屬聲明或聲譽等。

將互操作對象放入明確的場景去定義和思考，能幫助用戶更清晰地了解各種互操性表述真正想要表達的目標。

互操作系統

建立在互操作系統不僅局限于區塊鏈系統的觀點之上，我們觀察下目前區塊鏈生態中已然存在的不同層面的互操作性。

Nervos通過對基于密碼學的賬戶進行抽象實現了多種不同系統的賬戶都可以操作CKB上的狀態，從而降低web3的用戶準入門檻，這可以認為是一種技術互操作性的用例，實現了賬戶模塊的「可插拔」。

以太坊DeFi應用之間通過調用方法進行的資產兌換和流通實現了語義互操作性——有賴于ERC20代幣標準，它們對各種ERC20代幣擁有共識。閃電貸是DeFi可組合性的代表性案例，而可組合性的前提是互操作性。

擁有不同的價值主張、多種實現方式的Layer2系統之間的互操作性可能不僅要從語義層面，更要從應用層面去考慮，CelerNetwork在這方面提供了一些對用戶友好的解決方案。

PolyientNetwork提出要通過打造NFT領域的聲譽系統和報價系統，實現NFT的跨鏈交易，本質上是想實現資產身份權屬的跨鏈可用，這可能會牽扯到應用層、治理層的互操作性。

互操作性的進展和風險

目前，區塊鏈DeFi生態形成以以太坊為主、多條特色鏈競爭的格局，DeFi、NFT生態相繼發展起來，并對互操作提出了一些具體的需求，例如可擴展性瓶頸催生的多鏈結構、資產跨鏈流動；針對流動性割裂問題的Layer2跨鏈方案等等。

在互操作對象方面，有關數字資產的互操作標準在同質化資產領域已經頗為成熟，在非同質化資產領域有實現基本功能點的雛形，但未形成針對互操作功能設計的標準共識。對于其它操作對象類型，鮮見相關嘗試。

在互操作系統方面，區塊鏈之間、Dapp之間、Layer2之間、以及區塊鏈系統與互聯網之間都出現了一些互操作場景，說明生態的連接開始在更大尺度上建立。跨系統的生態應用發展離不開系統間語義互操作性的成熟建立，而應用發展起來后就得考慮更高層級的互操作性問題了。

在如何實現互操作性方面，對于具體的應用場景有諸多案例，特別是資產跨鏈的解決方案是行業內討論跨鏈話題展開較多的一個方向。本文作為引介，暫不作深入探討。

互操作性建立的過程中，是免不了存在各種攻擊向量的，這至少分為兩種：一種是互操作系統設計漏洞；一種是實現具體功能過程中的技術漏洞。從閃電貸攻擊案例的演化可以發現，將孤立設計而成的系統通過互操作性組合起來可能會導致出現很大的經濟漏洞，最近發生的跨鏈橋攻擊事件也暴露了互操作過程中的風險。系統本身的安全性是否會因互操作性而減弱也是值得研究的問題。

此外，在設計互操作協議的時候，也存在適配性的問題，一開始定義好功能的互操作協議可能具備更好的魯棒性，更容易做安全測試，但不一定能滿足未來的需求；具備更多靈活性的協議可能存在許多未知的風險，開發者似乎總是得在各種選擇中權衡。

總結與思考

本文從互操作性的定義和場景出發，闡釋了IEEE和NIFO對互操作性的兩種定義。基于這一闡釋，重新理解區塊鏈領域的互操作性和跨鏈，指出區塊鏈和非區塊鏈領域互操作對象的不同之處，在于區塊鏈上信息能夠以一種不可復制、不可偽造、不可篡改的方式流轉，使它有別于一般信息，成為跨系統共識難度更大、互操作性更復雜的對象類型，不是簡單地規范接口、明確數據格式、統一通信協議就可以搞定。并強調區塊鏈使信息能夠逐漸被劃分成更細粒度的表述，在思考特定場景的互操作性時，應明確互操作的對象，及互操作系統類型，可以幫助用戶更好地理解各種互操作性表述真正想要表達的目標，并從技術、語義、應用、治理這幾個層面思考應用場景應該建立的互操作性。最后，本文簡要分析了一下當前區塊鏈領域互操作性的進展和風險點。

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