區塊鏈:詳解三大主流跨鏈技術方案

隨著區塊鏈技術的蓬勃發展，數量龐多的區塊鏈項目隨之涌現，并形成了具有不同特點、針對不同應用場景的區塊鏈網絡。越來越豐富的技術棧組合支撐起了區塊鏈的蓬勃生態，但也造成了不同項目之間的異構性，使其承載的交易數據和經濟價值很難在生態內自由地流轉，跨鏈逐漸成為行業的剛需。

所謂跨鏈，指的是通過特定的技術方案在不同區塊鏈之間實現安全的信息互通與價值轉移，賦予其互操作能力。

一次成功的跨鏈拆分為以下三個步驟：

用戶的源鏈地址發送一筆轉賬到該鏈上的某接收地址

該轉賬的有效性通過驗證，并觸發目標鏈上的交易

目標鏈上的某地址向用戶指定的收款地址發送一筆轉賬

為了完成上述跨鏈流程，本文將介紹三種技術方案，分析它們的特點，并討論潛在的風險。它們分別是公證人模式、哈希時間鎖和中繼模式。

KyberSwap：通過緊急取款撤回流動性的LP已可在用戶界面上領取獎勵:4月21日消息，DEX聚合器和流動性平臺KyberSwap發推表示，從北京時間4月21日16點開始，通過緊急取款撤回流動性的KyberSwap LP將能夠在其用戶界面上領取獎勵。領取的最后期限暫未確定。據悉，快照是在北京時間4月19日0點拍攝的。

此前消息，KyberSwap稱發現KyberSwap Elastic上存在潛在漏洞，并于4月19日0點部署升級后的Elastic合約，挖礦重新啟動，此前未移除的流動性將在緊急取款下進行。[2023/4/21 14:19:05]

公證人

在行業初期，區塊鏈技術的難點主要在于提升單鏈的性能，但隨著PoS以及拜占庭容錯算法的應用，很多區塊鏈的峰值TPS已經能夠很好地支撐起用戶的需求，基礎設施日趨完整。于是，更多的用戶開始注意到區塊鏈所帶來的金融市場的范式轉移，并參與區塊鏈生態的建設。

菲律賓巴丹省計劃為政府項目提供資產支持的代幣:金色財經報道，菲律賓巴丹省省長Joet Garcia在接受采訪時表示，巴丹省政府計劃通過區塊鏈技術制定基于社區的監控系統法案（CBMS）。通過數據共享協議，以及征得我們公民的同意，哪些信息可以共享，哪些信息應該發送給地方政府，哪些信息可以被提供此類服務的國家政府機構使用，區塊鏈可以在這方面提供幫助。

巴丹省還計劃為政府項目提出資產支持的代幣，Garcia 補充說，政府項目中的代幣化對該省的潛在投資者具有吸引力，并且它可以成為其他項目的模板。[2023/2/20 12:17:58]

由此，催生了一個受信的第三方來協調跨鏈操作，這類受到信任的第三方公證人，在跨鏈流程中負責跨鏈消息的驗證和轉發。根據簽名方式的不同，可區分為單簽和多簽。單簽名公證人又稱作中心化公證人，通過指定單一的節點／機構為公證人角色，在轉賬過程中收集源鏈的交易數據、驗證交易有效性、并通過數字簽名來啟動目標鏈的交易執行。單簽模式簡單，且兼具較高的處理速度。但是其缺點也顯而易見，即單一節點的故障或者作惡，會導致該跨鏈交易系統的崩潰，使跨鏈服務不再可用。

歐盟立法者投票否決綠色加密采礦研究:金色財經報道，歐盟立法者否決了一項綠黨提案，該提案旨在研究支撐比特幣 (BTC) 的工作量證明 (PoW) 采礦的替代方案。綠黨的努力是在歐洲議會的一些成員試圖對能源密集型 PoW 共識機制施加限制的嘗試失敗之后，一些人將其描述為比特幣禁令。

議會綠色核心小組的西班牙成員Ernest Urtasun告訴經濟和貨幣事務委員會，他對首席立法者Stéphanie Yon-Courtin決定通過撤回支持而有效地扼殺這一想法的決定感到 \"失望\"。

Urtasun 表示，綠色提案絕不會干涉被稱為加密資產市場監管(MiCA) 的單獨立法。Urtasun提出的修正案稱，有證據表明，加密資產會對氣候和環境造成重大損害，該修正案要求 80 萬歐元的公共資金致力于開發一種科學的方法來衡量采礦對環境的影響并確定更環保的替代品。[2022/9/1 13:00:52]

比特幣全網未確認交易數量為15035筆:金色財經消息，BTC.com數據顯示，目前比特幣全網未確認交易數量為15035筆，全網算力為204.82 EH/s，24小時交易速率為2.65交易/s，目前全網難度為29.12 T，預測下次難度下調0.11%至29.12 T，距離調整還剩11天12小時。[2022/7/10 2:02:47]

哈希時間鎖

區塊鏈2.0的出現，第一次為智能合約提供了可靠的去中心化的執行環境，并在無信任的條件下，實現了資產的自動化管理。簡單來說，智能合約是由代碼控制、提供讀寫接口實現信息交互，并根據交互信息觸發特定操作的自動化協議。區塊鏈2.0最了不起的創新之處在于，它實現了一個無需任何信任條件的執行環境，使得任何智能合約的部署、交互與執行都不再依靠權威授信的第三方。

PoS鏈質押平臺Stader Labs宣布加入BNB Chain:5月18日消息，PoS鏈質押平臺Stader Labs在其社交網站宣布加入BNB Chain，并將在BNB Chain上開啟質押新篇章。此前報道，Stader Labs是此前僅部署于Terra鏈的質押平臺，該協議允許散戶和機構投資者能夠參與PoS質押并獲得獎勵。1月20日，Stader Labs宣布以4.5億估值完成1250萬美元私募融資，三箭資本領投。[2022/5/18 3:25:33]

于是，通過智能合約部署的哈希時間鎖實現了另外一種跨鏈技術。具體流程如下：

跨鏈交易的發起者選擇一個保密的隨機S，然后計算得到該隨機數的哈希值h=Hash，并將h給跨鏈交易的響應者

發起者和響應者在各自的區塊鏈上將待交易的資產鎖在智能合約中，上鎖信息為h，解鎖密鑰為隨機數S，鎖定期限分別為T1和T2，其中T1必須晚于T2,，解鎖人分別設置為對方的賬號

發起者在時刻T2范圍內，通過公布S????來獲得響應者鎖定在合約中的資產，若超時未取則合約將自動退還資產給響應者

響應者在發起者公布S之后，依然存在不少于T1-T2的時間窗口，去解鎖屬于他的資產，若超時未取則資產自動退還給發起者

哈希時間鎖的出現，很好地解決了跨鏈交易中的信任問題。只要發起者保護好私密的隨機數是，以及時間窗口T1-T2足夠使得響應者解鎖資產，雙方無需任何信任便能實現一次成功的跨鏈交易，可以說是實現了真正的去中心化跨鏈交易。

應用哈希時間鎖的前提是，實現互操作性所涉及的兩條區塊鏈必須支持同一種哈希函數，以及該哈希函數足夠安全。前者是工程選擇問題，新興項目開始傾向于選擇主流的哈希函數；后者是密碼學問題，目前在區塊鏈行業得到應用的哈希函數，例如SHA256和Keccak-256，都還沒有被發現安全隱患。

鑒于人類在數論和量子計算的持續研究，可能在不遠的未來，黑客可以利用新發明的數學工具或者計算技術來完成對當前哈希函數的攻擊。到那時，密碼學家們就該設計出更安全的哈希函數了。密碼學大廈就是在這樣的矛盾攻守之中，一點點地被構建得更加安全牢靠的。

中繼模式

中繼是對跨鏈操作的一種抽象，跨鏈流程中的信息驗證問題被抽象成中繼層的共識問題，在此抽象層上可以開發出一條獨立的區塊鏈，具有了更好的可擴展性。作為跨鏈交易的賬本，在跨鏈操作中出現了第三條區塊鏈，即中繼鏈。

在此模式中，存在一系列的中繼節點被部署在各個區塊鏈網絡中，負責監控和同步該區塊鏈的交易數據到中繼鏈。中繼鏈的共識節點驗證跨鏈交易的有效性，并觸發對應交易的執行。通過在每條鏈上部署智能合約，作為跨鏈操作的接口，中繼模式還能將跨鏈作為一項基礎設施，服務更多有跨鏈需求的項目。

一次典型的中繼跨鏈操作，如上圖所示：

用戶在源鏈發起跨鏈交易請求

中繼節點監測并搬運該交易信息至中繼鏈

中繼鏈共識節點驗證交易的有效性

驗證通過以后，共識節點構造對應交易

多數共識節點對交易進行簽名，組成簽名集合

中繼節點監測共識節點產生的交易及簽名

中繼節點搬運該交易至目標鏈，等待執行

中繼鏈的共識算法決定著跨鏈服務的性能和安全性，經典的拜占庭容錯算法，例如PBFT，能夠在大多數節點正常工作的條件下，實現較高的處理速度。改進版的拜占庭容錯算法，例如HotStuff，進一步減少了通信復雜度，支持更大規模的節點參與共識。

中繼鏈作為工程復雜度較高的技術方案，實現難度大，但是其優勢也很明顯。中繼鏈搭配智能合約，能組成跨鏈服務網絡，用一條中繼鏈可以溝通多條區塊鏈之間的信息，實現更大范圍的價值轉移。

作為剛需，跨鏈解決方案必然伴隨著區塊鏈行業的發展持續改進，而跨鏈技術為資產所賦予的流動性也必然為更多優秀的項目注入增長動力，彼此互惠。對跨鏈技術演進的持續關注，可以幫助我們更好地理解整個行業的變化

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