CyberKuber白话区块链系列课程3:价值的桥梁侧链

随着区块链技术被人们所熟知,对新事物的期待早已超过了技术发展本身。然而,对于真正的商业应用,特别是金融应用,现有技术还有许多难点需要突破,如交易性能、隐私保护等。按照传统做法,每一次大的技术升级,都需要重新开发新的区块链,对整个社会来说,这种做法会造成巨大的资源浪费。在这种背景下,基于侧链技术的解决方案被提出来了,其思想是依托于原有区块链进行技术升级,并确保原有区块链的正常工作。本文前部分将简要介绍侧链的概念以及几种主流的实现方式,后面将详细阐述在Ulord公链中,侧链的具体工作原理。

概念

侧链协议本质上是一种跨区块链解决方案,通过这种解决方案,可以实现数字资产在不同区块链之间的流转。其中一条区块链通常被称为主链,另一条则被称为侧链。最初,主链通常指的是比特币区块链,而现在主链可以是任何区块链,如以太坊,EOS,Ulord等。侧链协议为开发区块链技术的各种应用指出了新的方向。

基本原理

侧链采用双向锚定技术来实现价值的链间模拟转移,转移的过程实质上是数字资产在一条链上的锁定和另一条链上的释放,双向锚定并不会产生新的数字资产。从技术角度,侧链技术有多种具体的实现方式。

1.联盟模式

联盟模式是使用公证人联盟作为数字资产的保管方,利用公证人联盟的多重签名对侧链的数字资产流动进行确认,侧链安全取决于公证人联盟的诚实度。该模式的最大优点是它们不需要对现有的区块链协议进行任何的改变,不需要考虑主链的社区共识问题。

2.SPV模式

SPV是一种用于证明交易存在的方法,通过少量数据就可以验证某个特定区块中交易是否存在。在SPV模式中,用户在主链上将数字资产发送到主链的一个特殊的地址来锁定主链的数字资产,确认相应的交易已经完成后,将创建一个SPV证明并发送到侧链上。此刻,一个对应的带有SPV证明的交易会出现在侧链上,同时验证主链上的数字资产已经被锁住,然后就可以在侧链上打开具有相同价值的另一种数字资产,从侧链到主链的过程相似。SPV模式主要的弊端是需要对主链进行软分叉,这种情况容易遇到社区共识问题。

3.驱动链模式

在驱动链中,矿工本质上就是资金托管方,系统将被锁定数字资产的监管权发放到矿工节点手上,并且允许矿工们投票何时解锁数字资产和将解锁的数字资产发送到何处。矿工观察侧链的状态,当他们收到来自侧链的要求时,他们会执行协调协议以确保他们对要求的真实性达成一致。驱动链也需要对主链进行软分叉,将面临的挑战和SPV模式相同。

Ulord系统的侧链实现方案

下面我们介绍一下Ulord的第一条侧链USC,了解一下侧链的实现方式以及链间价值转移实际过程。USC与Ulord之间采用的是一种被称为驱动链+联邦/侧链的混合型设计方案,因为在USC这一侧,系统使用的是侧链(即SPV验证)的方式来实现,在Ulord主链这一侧,则使用的是驱动链/联邦(矿工+联邦投票)的方式,具体如下图所示。

当Ulord用户想要使用双向锚定进行兑换时,他发送一笔UT交易到由联邦保护资金的多重签名钱包地址上。USC区块链使用这笔交易中Ulord相关的公钥(即用Ulord私钥生成的USC公钥)来存储SUT。这意味着Ulord区块链上控制UT的私钥可以用来控制USC链上的账户。尽管Ulord和USC的公钥私钥是相似的,但是因为每个区块链使用不同的格式编码地址,所以两个区块链上的地址是不同的。USC与Ulord之间的双向锚定兑换流程如下图。

UT兑换SUT流程图

SUT兑换UT流程图

总结

侧链是以融合的方式实现数字资产金融生态的目标,Ulord采用多侧链的设计思想,很好的解决功能拓展问题,第三部分我们介绍了Ulord第一条侧链USC,该侧链在2018年10月15日成功上线后,一直保持稳定运行。Ulord公链的第二条侧链UOS也在稳步推进中,按照既定的发展规划,将会有多条侧链接入Ulord主链,以满足不同应用场景的需求。侧链技术用一种“低能耗”的方式扩展了区块链技术的应用范围,同时也降低了一些新技术的实验代价,有助于区块链技术的进一步发展创新。我们期待侧链技术在区块链应用落地以及各行业转型发展过程中发挥巨大作用。

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