区块链中的跨链技术

在区块链所面临的各种问题中（多种问题），其间的互通性严重限制了其应用范围（空间）。不论是公有链还是私有链，在分析它们的发展时会发现（考虑到），跨链技术是推动价值互联网发展的关键支撑（重要手段）。它犹如解救受困于分散生态系统中的区块链的技术（方法），搭建了连接不同生态系统的桥梁（纽带）。

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）

列表进行了比较：

表格详细比较了各区块链技术的核心差异。早期区块链网络如瑞波与BTC Relay主要聚焦于资产转移问题；而当前主流的以Polkadot与Cosmos为代表的区块链网络则更侧重于构建统一的跨链基础设施；此外,FUSION平台通过支持多币种智能合约的应用实现了丰富的跨链金融功能

1.公证技术：瑞波Interledger协议

自2012年以来, 瑞波实验室于该协议旨在建立跨账本连接并实现协作, 该协议能够兼容各类记账系统, 以涵盖各类型 accounting system的差异点, 其主要目标是构建全球统一的支付标准, 并通过促进全球统一的网络金融数据传输来实现这一目标。

该协议允许不同记账系统的间通过第三方连接器或验证器实现自由的货币传输。由于该协议采用密码算法为连接器创建资金托管，在所有参与方达成交易共识时，则会使得相关记录得以自由地在各个记账系统间转移。该协议消除了交易参与者的信任需求，并且由于连接器不会导致资金被窃取或丢失，在线记录这些细节也变得不再必要。这意味着这种交易无需经过法律合同的约束和过多的审核程序，并且只有那些参与其中并经授权使用的记账系统才可以追踪这些细节。隐藏这些细节后的新机制将允许验证者依靠加密算法运行并确保其不可见性。理论上讲，该协议能够适用于所有在线记账系统，并且各银行之间只需进行少量的技术修改即可实现互操作性；从而使得各银行之间可以直接进行结算而不依赖于中央对手银行或代理银行的支持。

2.侧链技术：BTC Relay

基于某种原链上的代币进行锚定的新型区块链就是侧链。例如美元常被固定在黄金价格水平上作为 reference anchor。侧链可连接多条不同的区块链 而其他区块链则能够独立运行。然而 现在sidechains难以在其基础上构建cross-chain smart contracts 因此无法实现多种金融服务 这也就是现有blockchain技术在股票 债券以及衍生品领域尚未取得突破的根本原因 当前技术仍面临诸多挑战 使得相关应用场景的实际落地仍需进一步探索和优化

BTC Relay是在以太坊基金会的支持下发展壮大的一个项目，在区块链领域具有重要地位。该平台通过以太坊智能合约实现了比特币与传统加密货币之间的无缝连接，在主链上验证比特币相关交易信息的同时也能够扩展至其他类型资产。然而由于其采用智能合约机制构建了一个独立的小型区块链网络这一特点，在实现完全去中心化的目标上仍然面临诸多障碍。

3.中继技术：Polkadot和COSMOS

Polkadot

该区块链由原以太坊主要核心开发者开发。它旨在解决当前阻碍区块链技术和应用普及的两大障碍：即刻扩展性和可扩展性。该计划旨在将私有链/联盟链整合至公有链共识网络中，并在保持原有数据隐私和许可使用特性的同时实现这一目标。其功能可实现多条区块链之间的互联。

在Polkadot看来，其他区块链系统之间缺乏直接的交互能力。为此，Polkadot创新性地引入了中继链（relay-chain）技术。该技术允许将原有区块链上的代币转移到类似多重签名控制的原链地址中，并进行暂时锁定。在中继链上完成的交易结果将由这些多重签名参与者投票决定其有效性与生效性。此外，在中继链上还设置了钓鱼人角色对交易行为进行监督与举报。通过这一机制，Polkadot能够实现将比特币、以太币等多种加密货币连接到其平台并实现跨链通信

Polkadot目前主要基于以太坊生态发展，在这一过程中致力于实现其与私有区块链网络的深度整合，并计划向其他公共区块链网络转移技术优势。通过长期规划确保所有区块链间的无缝连接将逐步实现。

COSMOS

该异构网络由tendermint团队提出，并旨在支持跨链交互功能。该网络基于Tendermint共识机制，在设计上借鉴了一种实用拜占庭容错共识机制，并通过高性能和高一致性的特点确保交易处理效率的同时，在严格实施的分叉责任制度下能够有效防止恶意参与者进行不当操作

在Cosmos上设立的第一个空间被称为'Cosmos Hub'。该平台的核心是一个多元资产权益证代币网络，在其管理机制下能够进行升级和维护，并且能够整合其他领域或子系统以实现扩展。

Cosmos 网络的核心部分以及各个组成部分之间均可借助区块链间通信（IBC）协议实现互联。这种互操作性协议类似于传统的 UDP 或 TCP 网络协议。在不同组成部分之间转移代币时可确保其安全性和高效性，并无需考虑汇兑流动性的表现。然而，在各组成部分内部的所有代币转移必须经过 Cosmost 操作中心进行汇总统计。该操作中心的作用在于将各个组成部分与其他故障组件隔离开来。由于任何人都能够创建新的组件并将其连接至 Cosmost 操作中心中去实现扩展性需求的目的, 因此 Cosmost 系统也具备兼容未来新兴区块链的能力

该架构成功地解决了当今区块链领域中的多个关键挑战，并且能够有效地提升系统的互操作性和可扩展性等核心性能指标。例如，在Bitcoind、Go-Ethereum、ZCash等不同区块链平台的基础上衍生出的空间都能够接入Cosmos中心网络，并通过其强大的技术能力实现无限规模的扩展以满足日益增长的交易需求。

4.哈希锁定技术：Lighting network

闪电网络为比特币构建了一个可扩展性增强的微支付通道网络。该系统显著提升了比特币主链以外交易处理能力的整体水平，并支持双方在区块链上预先建立支付通道以实现多次高频双向确认的微支付交易。即使缺乏直接点对点支付连接，在区块链中存在多条互连路径的情况下仍可通过闪电网络实现资金可靠转移。该技术的核心机制在于哈希锁定协议：Alice与Bob通过协议达成一项交易：协议将暂时赋予Alice 0.1 BTC，在时刻T之前（T以未来某一区块链高度表示）若Bob能够提供一个适当秘密R其哈希值等于预先约定值H(R)则Bob将获得这0.1 BTC；直至时刻T过去若Bob未能提供有效R则自动解冻并归还给Alice。

闪电网络不意在解决单次支付问题；其基本假设是单次支付金额较小；即使其中一方违约导致另一方损失也极为有限；风险仍可承受。因此，在应用时必须特别注意"微支付"这一前提条件。

5.分布式私钥控制技术WanChain

该平台支持主流公有区块链之间的跨链交互。在进行跨链交互前，平台要求用户完成其在万维链上的注册登记。为了确保跨链交易的安全性与可扩展性，在此过程中，平台采用多方计算与门限密钥共享方案作为基础技术支撑。当一种尚未注册的资产从原有区块链迁移到该平台时，在接收方节点处会根据协议内置模板快速部署新的智能合约以完成资产转换。而对于已经注册的资产而言，在完成迁移后系统会自动分配相应的代币余额。

万维网以分布式架构实现不同区块链系统间的互联与价值流通。该平台基于通用跨链协议设计了一套完整的交互机制，在云端构建了一个统一的数据中心——分布式智能合约存储平台（DApps-Cloud），支持处理跨网络智能合约事务的同时也能完成本地化交易操作。该平台能够接入到公有网络（P2P网络）、私有网络（企业级私有云网络）以及联盟网络等多种应用场景，在保障安全性的同时实现了各类区块链系统的互联互通，并为资产在全球范围内的流动提供了便捷通道

然而，在将各种链映射到单一链条的过程中仅实现了基础步骤。然而，在当前技术下推广多币种智能合约的能力仍然受到限制。即便当前的智能合约仍仅基于交易触发机制设计，并且无法支持分布式计算能力和多线程触发机制的情况下，在现有技术下推广多币种智能合约的能力仍然受到限制。

FUSION

多种类型的加密资产借助FUSION公有链上的分布式私钥生成与管控技术得以实现智能映射。在FUSION公有链上可进行任意多种加密货币间的自由交互操作。实施以及撤销分散化管控权管理的具体流程被称为：锁定机制（Locking Mechanism）及解冻过程（Unlocking Process）。其中锁定机制是针对所有使用密钥进行管控的数字资产实施分散化的管控权管理和映射过程。而解冻过程则是锁定机制中的反向操作即将数字资产的所有权重新归还给所有者

将不同类型的资产迁移到 FUISON 平台后，在原有的区块链链上失去了相应的功能与属性；它们的主要属性则是金融价值。因此 FUSION 需要专注于 value internet 时代的金融服务，并称之为加密货币的原因在于这些加密货币的所有者通过私钥实现对资产的控制。

FUSION (fusion.org) 协议不仅涵盖了各种代币之间的价值转移功能，在并行运算和多触发机制方面也带来了显著的进步，从而实现了高效且具备多币种及多种触发机制的增强型智能合约。

该系统借助多层次共识机制以及记账节点组的配合实现了部分并行运算。多层次机制使得合同运算与其结算记录的生成过程得以分开完成；而采用不同节点对智能合约进行分类存储则有助于提高整体系统的运行效率。

为了实现全面的金融功能, FUSION想要做的加密金融合约还必须具备多种触发条件。为了解决这一问题, FUSION引入了被称为'先知'的功能。尽管这一功能已经被广泛提出, 但一直没有有效的实现方案, 这是因为智能合约每次加载都需要大量资源, 不切实际。然而, FUSION创造性地采用了'Call列表'机制将各种触发条件与智能合约分离储备, 记账节点只需加载触发条件列表即可, 当被触发时才加载智能合约, 这种设计使得包括链上事件、时间事件以及外部数据事件在内的各类交易都能高效处理到

要想让价值互联网被称为"网"而非平行线而不只是平行线的一组就需要运用各种跨链技术

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