【区块链关键技术】-跨链技术

在区块链所面临的诸多问题中，区块链之间互通性极大程度的限制了区块链的应用空间。不论对于公有链还是私有链来看，跨链技术就是实现价值互联网的关键，它是把区块链从分散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。

区块链非常需要跨链的技术，以太坊创始人vitalik为R3撰写的报告中提及了三种方案，分别是公证人机制、侧链/中继器模式、哈希锁定模式。不过随着技术的进步，近年来涌现出了一些新的跨链解决方案，如分布式私钥控制技术、公证人机制侧链混合技术等。

目前主流的跨链技术包括：

1、公证人机制（Notary schemes）

2、侧链/中继（Sidechains/relays）

3、哈希锁定（Hash-locking）

4、分布式私钥控制（Distributed private key control）

5、公证人机制侧链混合技术（Notary schemes Sidechains Mixing technology）

列表比较一下：

上表列出了各种跨链技术的基本区别，早期跨链技术以Interledger和BTC Relay为代表，它们更多关注的是资产转移；现有跨链技术以Polkadot为代表更多关注的是跨链基础设施；新出现的FUSION则强调资产智能合约的实现，Ether Universe强调的是高性能、去中心化的跨链基础设施，并接入各种跨链应用，侧重商业落地。

1公证技术：瑞波Interledger协议

在2012年，瑞波实验室提出 Interledger协议，旨在连接不同账本并实现它们之间的协同。

Interledger协议使两个不同的记账系统可以通过第三方“连接器”或“验证器”互相传输货币。

2侧链技术：BTC Relay

侧链是连接各种链，其它区块链则可以独立存在。

BTC Relay是在以太坊基金会支持之下诞生并成长起来的，属于早期的侧链技术。BTC Relay把以太坊网络与比特币网络通过使用以太坊的智能合约连接起来，可以使用户在以太坊上验证比特币交易。

3中继技术：Polkadot

Polkadot为通过中继链（relay-chain）技术将原有链上的token转入类似多重签名控制的原链地址中，对其进行暂时锁定，在中继链上的交易结果将由这些签名人投票决定其是否生效。

Polkadot目前还是以第二代区块链平台以太坊为主，实现其与私链的互连。

这里出现一个平行链的概念，那么平行链是什么呢？平行链被设计为可扩展的元素，作为可验证的、全局一致的数据结构插入到中继链中。

4哈希锁定技术：Lighting network

闪电网络的关键技术是HTLC哈希锁定，基本原理如下：Alice和Bob可以达成这样一个协议：协议将锁定Alice的0.1 BTC，在时刻T到来之前，如果Bob能够向Alice出示一个适当的R（称为秘密），使得R的哈希值等于事先约定的值H(R)，Bob就能获得这0.1 BTC；如果直到时刻T过去Bob仍然未能提供一个正确的R，这0.1 BTC将自动解冻并归还Alice。

虽然哈希锁定能实现跨链资产的交换，但是不能实现跨链资产的转移，更不能实现跨链合约，所以它的应用场景比较受限。

5分布式私钥控制技术：FUSION

私密资产通过分布式私钥生成与控制技术被映射到FUSION公有链上。实现和解除分布式控制权管理的操作称为：锁入和解锁。锁入是对数字资产实现控制权和资产映射的过程。解锁是锁入的逆向操作，将数字资产的控制权交还给所有者。

6公证人机制侧链混合技术：Ether Universe

Ether Universe是世界首个基于第三代区块链平台http://EOS.IO构建的跨链服务平台，采用公证人机制侧链混合技术，侧链技术首先实现高效通信，而公证人机制实现快速价值交换，是一套创新的解决方案。

Ether Universe侧链技术实现以太坊网络与EOS网络通信原理如下：首先在Ethereum区块链上实现一个逻辑子链，逻辑子链是主链通过逻辑的方式形成，ETU通过逻辑子链与其他区块链主链进行双向锚定，实现锁定在内的关联操作，ETU通过EOS的区块链通信功能与EOS主链进行通信交互。（注：ETU为Ether Universe平台的token）

Ether Universe通过第三方“连接器”和“验证器”连接以太坊网络、EOS网络、其他网络，而分布式节点充当了连接器的作用。记账系统无需信任“连接器”，因为协议采用密码算法为这两个记账系统托管资产，当所有参与方交易达成共识时，便可相互交易。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”通过加密算法运行，因此不会直接看到交易的详情。

Ether Universe在全球布置48个超级节点，并联接受实时用户交易所产生的快照，并进行相应的数据同步以及数据认证。以太宇宙网络将验证每一个节点对其交易快照的判断，最终确认其交易的有效性，由于交易快照并联传输加上网络实时认证，以太宇宙交易可以在2秒至30秒（主要受网路延迟影响）内完成交易确认，使全球每一个服务设备成为相应的交易快照认证节点。