众所周知，完全基于Bitcoin或Ethereum公链开发部署的应用，普遍存在适用性差、效率低、使用成本高昂等问题，导致区块链技术难以大规模普及应用。8 b) m( a8 V- J. J/ T% X

7 ^4 e3 P% h9 S9 Y0 E- `3 Y! M    因此，人们提出了侧链、Plasma、闪电网络等技术，试图绕过公链系统，在其外部建立细分领域的应用系统。" e: E: l3 A/ S$ j

3 J- m% y' J& E2 b5 v    如果外部系统也是一个区块链系统（可称之为应用链），那就涉及到了跨链划转操作：将Bitcoin或Ethereum（可称之为主链或根链）上的资金划转到应用链，或将应用链上的资金划转回主链。( [) r( L" t, d3 h9 k

- i# O- f0 i1 R1 G9 J9 S    应用链的好处
6 N- q3 m- c8 d/ r& @5 b- G$ n3 D$ A" i3 v/ k  j. |! e/ }  R
    016 h, M& h9 d+ P! J5 Y3 }1 |
2 u# ]8 e  F/ t  H5 e; ~4 n
    应用链可针对细分领域进行设计，能够更好地适应千姿百态的应用需求，更容易与人工智能、大数据等技术相结合，为重量级应用提供基础支撑平台，加速推进区块链技术应用落地；
7 T! |* b# p6 C0 T8 X+ Q$ Z, M. E4 a3 V& G" U3 h
    025 A- S- ~2 y7 S/ U$ u1 p
8 J% Q6 V, z; l; J
    用户只需要采用同一个密钥帐户，在主链上执行划转操作，然后就可以在应用链上快速、高效、低成本地执行转账、运行智能合约；
5 \& O) ^" O! D+ ?$ r' Z, G4 l6 H/ K% \1 N4 y* R  R
    03
$ a: c! M# t0 r8 y
" o8 P% B6 `/ B: b    能够更好地实现支付功能，解决了主链上的交易费用昂贵和网络拥堵的问题，提高了数字货币支付和现有的法币支付系统的竞争力。当用户选择了应用链进行操作的时候，可高效、方便地执行高频小额转账交易。4 F4 |! F. B+ O1 ^6 P
) P# |' M  U1 G# i$ N) g
    应用链的问题2 M# L( B! H% a

: U; Q$ `8 S2 l5 G2 T    应用链的安全性要比主链弱一些，主链上的资金划转到应用链后，若应用链出现安全事故，可能会给用户造成财产损失。因此在应用链的设计中，要考虑到资金如何能够安全流回主链。
( f" ~; Q, N' v* A( W6 X1 `( G  k: M- d% ~
    主链资金划转到应用链- ?6 d* \3 f, ~, I
" F; b& Z0 v( Y) n
    01
# J6 k9 L+ }0 I. M
+ F9 E# t! m$ k, c    Alice发起一笔交易，将8个Bitcoin存入一个多重签名地址，这个地址里的币被多个管理员所控制，是一个资金的冻结池。这笔交易被打包到主链的M3区块中。/ I4 S/ [5 r1 p; @+ C

8 s7 P, r# ^5 N" P2 `7 Y9 V% f: h; A    02+ ]; o  }" g" y7 o% ~" {
+ W- F6 M4 Y7 R7 h4 I" _& Y7 v3 p
    应用链需要感知、查询主链，但主链是一个封闭的系统，并不知道应用链的存在。当应用链获悉了Alice在主链M3区块中的冻结操作后，就会释放对应量的Secoin。
- Q3 ^' M' @' s# {
) B- c( Y! T0 s    03) u+ Y: |& _( Z9 ?2 L
9 m! v# g9 f7 F* G5 y+ y) J
    Bitcoin和Secoin在划转过程中的兑换比例可以是1：1，也可以是1:N，甚至可以引入更复杂的机制，比如Bancor算法。在图1中，应用链的一个出块节点在S4区块中按照1：1的规则释放了8个Secoin到Alice的账户。3 E" q0 F* D8 ?1 ]4 Z" D: ^3 g

$ [: I6 |8 V1 j3 U9 `2 @    图1:跨链划转示意图，来自《Drivechains,SidechainsandHybrid2-waypegDesigns》
; m1 A+ E: V8 V( j% ~) M0 G9 \+ Y% a% _: g  i% `+ _4 L* K0 {
    应用链资金划转到主链
1 Q% D7 R9 M5 \- x! E# `2 t9 _$ u# W; z; n
    01
5 g& s& J9 m* t& \; @0 g% ], W1 O7 R" e+ {$ ?1 O, m; O- I9 G, G
    若Alice在应用链上给Bob转了3个Secoin，然后Bob在应用链上发起一笔交易将3个Secoin冻结，这笔交易被打包到应用链的S32区块中。
* J! G9 c2 o# T) p
! l. B6 o: u# T8 ]& |: m    02
) }/ w9 D2 e* O6 @- u4 E
. q2 ]7 h! |/ f( a- g4 c    应用链的管理组获悉S32区块中的冻结操作后，会通过多重签名机制，在主链的冻结池中取出3个Bitcoin转给Bob，这样就完成了从应用链到主链的划转操作。6 L4 ^& j+ G5 |% X6 P) T* ~
0 a" ?9 H: B3 [7 y3 h* t
    多重签名管理冻结池的弊端: |$ F: J$ V4 C+ t3 v
- I; i5 u% D' P& }' p$ o. A
    由于主链不能感知到应用链的存在，因此采用了多重签名管理冻结池的机制，M个管理员中有N个签名（N
) n/ s- X* @6 `+ s- O. @  I3 @* G, g4 P* F1 Y7 C; E3 d
    由于Etherum带有图灵完备的EVM，理论上可以实现任意复杂的程序逻辑，所以可在智能合约中实现跨链划转操作，比如在Plasma方案中，用户只需向合约提交证明数据，合约程序就会释放对应量的币并发送到该用户的账户地址下，完成从应用链到主链的划转操作。
3 A& m" C% Z/ o& ^& y) F( m4 a$ l3 u$ w; Z" z! y( A9 P7 Y+ V' s, A  Y# P
    对于Bitcoin这样的系统，由于不带有图灵完备的智能合约功能，若不采用多重签名机制，就得升级改造现有的系统架构，引入一定的跨链划转标准，让主链能够感知到应用链上的某些特殊动作。
+ A: C- m- C4 G* q0 `: _9 R5 D1 e1 H% `" z! U4 j: N
    对于全新设计的公链项目，设计者应提前考虑好如何支持跨链划转功能。