跨链简史：从资产桥到互操作

时间：2021-12-29|浏览：337

跨链技术被认为是区块链领域发展的圣杯，是实现万链互通的关键技术。现在的跨链技术形态，有些是在实现资产互通，有些是提出了一套通信协议，实现区块链间的通信，还有些是提出了新的系统架构和运行模式，支持更多区块链的接入。
跨链一开始的目标在于让资产能从一条链转移到另一条链，又可以安全的返回，后来扩展到解决两个或多个不同链上资产及状态的互相传递、转移、交换的问题。随着现在跨链基础设施的日趋成熟，对于跨链概念的炒作已经冷却。在这样一个时刻，我们来对现有的跨链技术形态，做一个冷峻的观察。
根据跨链技术的演进和实现方式，以太坊的创始人 Vitalik 曾经总结了 3 类跨链技术，分别是哈希时间锁（HTLC），公证人，侧链/中继。我们将把公证人，和侧链/中继进一步分类，各自分成两个小类，这样，我们将分别介绍五种跨链方案。
哈希时间锁合约
哈希时间锁合约是通过一套密码学方法，来实现跨链的去信任资产交易，比如我的 BTC 和你的 ETH 交易，就可以通过哈希锁来实现交易的原子性。
其原理大致如下：用户 A 生成随机数 s，并计算出该随机数的哈希值 h=hash(s) 发送给用户 B，A 和 B 通过智能合约先后锁定各自的资产。A 公开出示 s 可获得 B 锁定的资产，同时 B 也获得了 s，可获得 A 的锁定资产，若超过设定的时间，A 没有出示 s，智能合约中锁定的资产会自动回退给双方。
公证人
公证人机制是指由公证人建立一个中间账户，用户将资产转入中间账户，由公证人跨链发行一种映射原 Token 的影子 Token 给到用户。当用户需要赎回的时候，将影子 Token 销毁，并向公证人提供证明，公证人将中间账户中的原始 Token 转到该用户的地址。
公证人必须是可信的。公证人可以凭借自身信用，也可以通过智能合约做超额抵押来获得信任。公证人可以是单个主体，也可以是多个主体通过某种规则组合形成的联盟。
根据公证人的单主体还是多主体，以及公证人的信誉来源是超额抵押还是自身信用，我们可以把公证人方案划分为 4 个子类：
其中，HBTC，BTTC，imBTC 均属于 ② 方案，tBTC 属于 ③ 方案，X-BTC，WBTC 属于 ④ 方案，采用方案 ① 的项目暂未发现。你可能发现，全是比特币跨链项目，为什么如此，我们后文在对比分析中会有详述。
我们并不需要关注公证人的数量，因此，我们将公证人方案，仅按信任来源，分为两个子类。
超额抵押

跨链简史：从资产桥到互操作
公证人通过超额抵押建立信用，这意味着，公证人抵押的资产 v2，必须大于中间账户中的资产价值 v1。当公证人出现作恶行为或者过失行为，导致中间账户里的资产遭受损失，那么抵押的资产将可以用来赔付给受损失的用户。然而，超额抵押会给公证人带来资金成本，这些成本，会转化为高额的跨链的手续费，而高额的跨链手续费会让用户望而却步。
自身信用
公证人也可以通过自身信用来背书，让用户信任。但这种信任是中心化的，和区块链的基本精神是背离的。但由于这种方式手续费低廉，甚至免费，因此还是吸引了大批用户。这种由中心化机构担保的跨链方式，对于跨链资金体量小，安全诉求低的用户而言，也是很好的选择。
侧链/中继
第三种是侧链/中继的方案。侧链和中继其实是同一个概念，中继链就相当于多条链共同的侧链，为了简化表述，我们后文统一称为桥接链方案。
桥接链方案我们分两类来说，分别是通用方案和同构跨链专用方案。
通用方案
桥接链通用方案和公证人方案一样，仍然存在一个中间账户，但中间账户的安全，不靠公证人来保护，而是靠智能合约来规范，这意味着中间账户将是一个合约账户，其资产管理规则被智能合约的代码约束，而不是由公证人约束。如果代码本身没有问题，只要部署该合约的链是安全的，那么合约中的资产就是安全的。
当然，如果桥接链本身有问题，也会影响合约账户里的资产安全。因此，验证人们必须 Stake 一定价值的 Work Token 来保障桥接链的安全运行。假设这个价值是 v3，那么这个 v3 是可以远远小于合约账户里的资产价值 v1 的。
为什么 v3 可以小于 v1 呢？因为现在较为通行的 BFT-PoS 类共识，几乎杜绝了能够篡改账本的“双花”攻击(如果桥接链账本被篡改，则有可能间接威胁到合约账户中的资产安全)，实现了更强的共识安全。BFT-PoS 可以做到即时确定性，而非概率确定性，攻击者即便掌握了半数以上的 Staking Work Token，最多只能做到拒绝签名区块，让封块速度减慢，让网络无法处理交易，已经形成最终确定性的区块中的交易是无法被逆转的。我们可以认为，只要 BFT-PoS 链没有代码故障，无论 Token 市值多小，都是安全的。