详解三大主流跨链技术方案

随着区块链技能的蓬勃发展，数量庞多的区块链项目随之呈现，并形成了具有不同特点、 针对不同使用场景的区块链网络。越来越丰厚的技能栈组合支撑起了区块链的蓬勃生态，但也造成了不同项目之间的异构性，使其承载的买卖数据和经济价值很难在生态内自由地流转，跨链逐渐成为职业的刚需。

所谓跨链，指的是经过特定的技能计划在不同（同构或许异构）区块链之间完结安全的信息互通与价值搬运，赋予其互操作能力。

一次成功的跨链拆分为以下三个过程：

• 用户的源链地址发送一笔转账到该链上的某接收地址

• 该转账的有效性经过验证，并触发方针链上的买卖

• 方针链上的某地址向用户指定的收款地址发送一笔转账

为了完结上述跨链流程，本文将介绍三种技能计划，分析它们的特点，并讨论潜在的风险。它们别离是评判人形式、哈希时刻锁和中继形式。

评判人

在职业初期，区块链技能的难点主要在于提高单链的功能，但随着PoS以及拜占庭容错算法的使用，许多区块链的峰值TPS已经能够很好地支撑起用户的需求，基础设施日趋完好。所以，更多的用户开始注意到区块链所带来的金融市场的范式搬运，并参加区块链生态的建设。

由此，催生了一个受信的第三方来和谐跨链操作，这类受到信赖的第三方评判人，在跨链流程中担任跨链音讯的验证和转发。根据签名方法的不同，可区分为单签和多签。单签名评判人又称作中心化评判人，经过指定单一的节点／组织为评判人人物，在转账过程中搜集源链的买卖数据、验证买卖有效性、并经过数字签名来启动方针链的买卖履行。单签形式简略，且兼具较高的处理速度。可是其缺陷也显而易见，即单一节点的毛病或许作恶，会导致该跨链买卖系统的溃散，使跨链服务不再可用。

哈希时刻锁

区块链2.0的呈现，第一次为智能合约提供了可靠的去中心化的履行环境，并在无信赖的条件下，完结了财物的主动化办理。简略来说，智能合约是由代码控制、提供读写接口完结信息交互，并根据交互信息触发特定操作的主动化协议。区块链2.0最了不起的立异之处在于，它完结了一个无需任何信赖条件的履行环境，使得任何智能合约的布置、交互与履行都不再依托权威授信的第三方。

所以，经过智能合约布置的哈希时刻锁完结了另外一种跨链技能。具体流程如下：

跨链买卖的发起者挑选一个保密的随机S，然后计算得到该随机数的哈希值h=Hash（S），并将h给跨链买卖的响应者

发起者和响应者在各自的区块链大将待买卖的财物锁在智能合约中，上锁信息为h，解锁密钥为随机数S，确定期限别离为T1和T2，其间T1必须晚于T2,，解锁人别离设置为对方的账号

发起者在时刻T2规模内，经过公布S    来获得响应者确定在合约中的财物 ，若超时未取则合约将主动退还财物给响应者

响应者在发起者公布S之后，仍然存在不少于T1-T2的时刻窗口，去解锁归于他的财物，若超时未取则财物主动退还给发起者

哈希时刻锁的呈现，很好地处理了跨链买卖中的信赖问题。只要发起者保护好私密的随机数是，以及时刻窗口T1-T2满足使得响应者解锁财物，两边无需任何信赖便能完结一次成功的跨链买卖，能够说是完结了真正的去中心化跨链买卖。

使用哈希时刻锁的前提是，完结互操作性所触及的两条区块链必须支撑同一种哈希函数，以及该哈希函数满足安全。前者是工程挑选问题，新式项目开始倾向于挑选主流的哈希函数；后者是密码学问题，现在在区块链职业得到使用的哈希函数，例如SHA256 和Keccak-256，都还没有被发现安全隐患。

鉴于人类在数论和量子计算的继续研讨，可能在不远的未来，黑客能够利用新发明的数学东西或许计算技能来完结对当前哈希函数的攻击。到那时，密码学家们就该设计出更安全的哈希函数了。密码学大厦就是在这样的矛盾攻守之中，一点点地被构建得更加安全牢靠的。

中继形式

中继是对跨链操作的一种笼统，跨链流程中的信息验证问题被笼统成中继层的一致问题，在此笼统层上能够开发出一条独立的区块链，具有了更好的可扩展性。作为跨链买卖的账本，在跨链操作中呈现了第三条区块链，即中继链。

在此形式中，存在一系列的中继节点被布置在各个区块链网络中，担任监控和同步该区块链的买卖数据到中继链。中继链的一致节点验证跨链买卖的有效性，并触发对应买卖的履行。经过在每条链上布置智能合约，作为跨链操作的接口，中继形式还能将跨链作为一项基础设施，服务更多有跨链需求的项目。

一次典型的中继跨链操作，如上图所示：

1. 用户在源链发起跨链买卖恳求

2. 中继节点监测并搬运该买卖信息至中继链

3. 中继链一致节点验证买卖的有效性

4. 验证经过以后，一致节点构造对应买卖

5. 多数一致节点对买卖进行签名，组成签名集合

6. 中继节点监测一致节点发生的买卖及签名

7. 中继节点搬运该买卖至方针链，等待履行

中继链的一致算法决定着跨链服务的功能和安全性，经典的拜占庭容错算法，例如PBFT，能够在大多数节点正常作业的条件下，完结较高的处理速度。改进版的拜占庭容错算法，例如HotStuff，进一步减少了通讯复杂度，支撑更大规模的节点参加一致。

中继链作为工程复杂度较高的技能计划，完结难度大，可是其优势也很明显。中继链搭配智能合约，能组成跨链服务网络，用一条中继链能够交流多条区块链之间的信息，完结更大规模的价值搬运。

作为刚需，跨链处理计划必定伴随着区块链职业的发展继续改进，而跨链技能为财物所赋予的流动性也必定为更多优秀的项目注入增加动力，彼此互利。对跨链技能演进的继续关注，能够帮助我们更好地理解整个职业的变化