基于区块链的跨链技术研究

作者:晨星 科银研究院

区块链是相对封闭的系统,不同的区块链协议无法兼容,处于相对割裂的状态,这对区块链应用的延伸与扩展提出了挑战。跨链机制正是为了达成链与链的互通性而设计的一类协议。本文对现有的跨链协议,包括原子交易、X-Relay、侧链模式和分层设计的原理和设计思路进行了介绍与总结。原子交易利用了HTLC合约的分支条件输出,X-Relay和侧链模式是对区块链轻客户端的不同变种实现,而分层设计将整个系统分成了不同层,底层的抽象有利于上层的标准化和吞吐量的提升。最后,我们对不同跨链机制的可扩展性、实现难度、吞吐量和安全性进行了横向对比,并对现有的技术难点和未来发展做了总结。

本报告认为:

当前每隔一段时间都有层出不穷的新链诞生,虽然有原子交易、X-Relay和侧链机制,但它们在未来都很难成为主流协议。这是因为针对不同的链,进行协议修改和重新适配的成本过高。可以预想,未来的区块链世界中,大部分链的结构仍然会有较大差异,但肯定将遵循同一规范或标准。通过实现相同的规范来减少互通代价,跨链才可能在取得去中心化与性能的较好平衡下,进行高效的跨链信息交互。

另一方面,跨链机制将异构链连接到了一起,这无疑增加了整个系统的复杂度。系统越复杂,则越脆弱。类比软件系统,越复杂的软件,出现重大漏洞的可能性越大。跨链机制势必会将弱安全链的风险引向处于同一系统中的其他链,对子系统的安全性会带来损害。

一旦链与链互通,系统安全性的下降是无法避免,但如果牺牲掉这部分安全性后,仍能使系统拥有较高的鲁棒性,则一定程度上可以接受。安全性与效率之间如何取得一个较好的权衡,是设计者需要考虑的关键。

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