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比特池塘 区块链前沿 正文

简析跨链划转的工作原理

vani2017
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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。/ R) c4 T* c' M

5 I  s8 c7 i0 s* T& @$ K- S    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。
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    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。( }2 _5 L/ {( R7 E

0 `5 I$ w0 p6 |; p    应用链的好处
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$ u3 Z+ C0 \0 x/ G) L3 ]8 t    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;) ~4 @/ h% f4 U( b1 G) m
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: R7 X$ {6 m; d4 a" |( B! ]    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;
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- F- w( {- p7 d2 V' q    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。' q8 }" a1 G' q

, a1 G1 _" M# |$ f, z! m    应用链的问题- ~  S& l) l* H8 t
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    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。
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    主链资金划转到应用链% z( A2 w7 q7 d4 O4 H
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5 N4 u6 a0 ~4 l- i    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。7 H- Y9 G+ C4 W2 X' {/ [5 G' I0 a
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    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。: G3 ?! U& e7 X; w$ H# j

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    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。/ K4 R' ~* N. V

- K# i8 }: r9 ~6 B! j/ r    图1:跨链划转示意图,来自《Drivechains,SidechainsandHybrid2-waypegDesigns》# q8 Z: p# {) b% L6 e
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    应用链资金划转到主链! a0 M8 c2 P7 [4 l
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, Z9 L. z+ Y$ W4 f( ~    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。: t5 L( O! n3 a

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: i" O% W$ ~, C6 z2 b    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。
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# v" j+ {9 A5 J( Z& j- t    多重签名管理冻结池的弊端
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    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) j) f/ T) \  _- y

/ O! ~; K5 l1 o* @& a; }    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。
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6 l0 e8 h1 O9 A    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。/ v6 @, [  q* }' j. W  {

0 y6 o+ Q" I' j+ f4 }' ^    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。
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