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。
7 U8 s8 j9 Y  ]9 [7 p
. q5 X! h. S: B( ~& A+ c! D0 g$ b    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。
# W& Y( V, Z6 ^: @9 g9 D
' l' B; U# G3 K1 h+ J0 Q* D" q    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。: y! w, ~- r1 u" H( |5 b, u

* ~; ~6 c! m2 P4 d    应用链的好处
  m) z. L, p2 d; k5 ]
4 Q6 t! i+ V& `    01
, `% r; j( ]$ J0 _! Q3 I9 D( J( m. ]
    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；5 {, h3 v  H- _4 v2 {. y

* o* H" E* H. j4 d3 k    02
9 p! ~$ r5 m8 b* T& C6 U3 Q( b
* W) o0 A1 B9 d    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；! A- Z# y1 V$ }! A& ^

# n# r! K1 B# i. a  @/ o1 `    03
! K3 ?9 S5 `3 y. s4 B" E) R* [& a+ X+ y; g5 r* D! c
    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。$ B; a1 z: l, v5 H- d

6 T7 _; Z( g0 E    应用链的问题
" W" X% b/ D6 Z4 T. K8 g$ d1 s8 S! m1 w2 _8 E5 X2 [1 |
    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。* M' L. l; d# ]. R8 H2 U

+ u  m  i7 Y* ^    主链资金划转到应用链7 W& Y9 s$ ^; s5 v9 U

6 {* B! n9 y; Q7 r( n  @, S% Q    01
; p6 y) O/ x. f( E  c  I7 h3 R+ L  f
    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。0 S2 e( @; m/ L& v7 E+ ~

+ ^0 ?7 K4 c+ a+ s6 g9 e    02! R% K+ ]  E; D7 l1 P5 Q7 s' C9 L# V

  H1 l4 |6 @+ k7 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。
9 w$ q# w6 d( f, A
& U* g- Q# |8 c8 W! k. c0 w7 O# E# {    03$ J0 W0 b, E* S2 |. v
& g9 C& a6 o% j# O4 i
    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。
+ n9 ~6 ?: D: Y9 n( g; C9 n- {8 T0 O5 u' F
    图1:跨链划转示意图，来自《Drivechains,SidechainsandHybrid2-waypegDesigns》
; L' g' G  h. R& z% y) G/ }
6 T; ]" [+ J2 g7 _) t    应用链资金划转到主链$ ?& X  p( d/ p1 Y

. C* X  [1 }2 \: t% D4 p' O  W    01
  H, {# ?+ o- y0 h0 v( _" ~3 d) g8 m. ~& |* Z1 T5 U
    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。% u: ^" ]9 H: y9 y8 W) W/ q" E" ]

3 ?3 v/ u! \9 ~- j" k: j) m9 J    02
( y6 Z- a- [% ]) o' A# m" S% ^1 w3 [$ f3 w* A/ I
    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。' S  s, }+ J! T; g
( s+ o$ t; D  T- m1 ~
    多重签名管理冻结池的弊端
/ h) v& B, E4 f. L& K- \6 T
- g; b- E$ I/ v' W& t# K    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' \3 e3 K7 a0 W; O; S$ Y

. y7 D$ s/ I3 p    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。4 V+ c5 ?: L2 `! `/ K; n  u
. h* t% V6 g" L
    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。1 B+ ^" O$ k7 c

0 u2 R2 S. i7 h8 W  \    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。