一文读懂为什么需要跨链？跨链是什么？跨链实现技术？

Posted 2023-03-29 @卓越俊逸_角立杰出@

区块链的现状
从2014开始，“区块链2.0”成为一个关于去中心化区块链数据库的术语。区块链2.0 技术跳过了交易和价值交换中担任金钱和信息仲裁的中介机构。这使得人们的隐私得到保护，可以将掌握的信息兑换成货币，并且有能力保证知识产权的所有者得到收益。

从狭义角度来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式进行组合的一种链式数据结构，并以密码学方式保证数据不可篡改和不可伪造的分布式账本。

从广义角度来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新账本数据、利用密码学方式保证数据传输和访问安全、利用智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、灵活可编程的智能合约是区块链技术最具创新性的技术环节，而由于区块链的孤立性和封闭性，以及链与链之间的高度异构化，区块链之间的数据流通、价值转移已成为阻碍区块链技术广泛落地应用的技术瓶颈。“跨链”技术应运而生，旨在解决不同链间资产与数据等跨链操作问题，实现区块链互联互通、提升区块链互操作性与可扩展性的重要技术手段。

随着区块链行业的迅猛发展，多种公链、私链和联盟链的出现产生一个问题，即不同区块链之间如何进行通信甚至价值交换，为了实现不同行业区块链项目的有机融合，达到区块链间的互联互通，进而实现业务与价值的链间流转的目的，区块链对跨链交互技术有了实际的迫切需求，因此，跨链技术随之产生。

跨链技术 实现区块链互联互通
1.跨链是什么？
跨链，是指通过某些特定的技术手段，能让价值跨过链与链之间的障碍进行直接交互，从而实现不同区块链之间的资产流通和价值转移。跨链技术将是推动区块链产业大范围快速落地运用的强力助推剂，更是区块链3.0时代的核心与关键技术。就像4G时代的移动、联通、电信等基于传统的TCP/IP传输协议的技术，可以实现不同运营商电话共通联系。我们也可以把跨链也理解为一种协议，解决两个或多个不同链上的资产以及功能状态可以互相传递、转移、交换的难题。
2.区块链的数据孤岛问题？
1.1数据孤岛的存在、跨链技术的缺失，导致现有区块链出现几家独大的局面，更多的项目无法进行大规模应用，更是阻碍了区块链+ 的行业应用与元宇宙应用的发展，限制了区块链行业新鲜血液的注入。
1.2数字经济的显著特点就是开放性与反垄断性，但是由于单链生态的数据垄断引发利益垄断，没有统一的通讯协议，于是各链间不能进行价值传递，人为造成了数据孤岛，成为了阻碍数字经济发展的瓶颈。
1.3区块链的一大特性就是点对点的去中心化交易，但是由于数据孤岛的存在，链间价值无法流通，被迫形成了中心化交易，但是却大大违背了区块链去中心化的初衷，进而对我们的资金安全产生影响。
总结：
跨链技术是链接区块链的桥梁和枢纽，是实现价值互联的关键，是区块链向外拓展并打破区块链形成价值孤岛的有利手段。跨链交易是一种价值的交换，既要保证信息流的精确性，更要保证双向价值流通的可靠性。

跨链实现目前大概分5种功能分类
1.链对链桥：链对链转移资产
链对链跨链桥（Chain-to-Chain Bridge）主要作用是支援两个主要区块链之间的资产转移。
例如：Polygon 官方推出的桥PoS Bridge，主要支持以太坊和Polygon 之间的跨链；Avalanche官方推出的Avalanche Bridge，主要支援Avalanche和以太坊链ERC-20 标准的跨链资产转移。
2.多链桥：任意链间转移资产
多链桥（Multi-Chain Bridge）能够跨多个区块链转移资产，可以被应用到任何Layer1 或Layer2 区块链上。
例如：cBridge，能够连接Ethereum、Polygon network、xDai chain、Binance Smart Chain、Okex Chain、Arbitrum、Avalanche、Fantom、Heco，等等超过9 条大型区块链。
3.专用桥：特定生态系统间转移资产
专用桥（Specialised Bridge）专注在特定的生态系统，专门支援资产在特定区域之间的转移。
由于这些桥的专用性，专用桥通常可以提供更快、更便宜的跨链服务。例如Hop Protocol 的跨链桥方案是Rollup-to-Rollup 的通用资产桥，专门实现Layer 2 网路之间和以太坊主网之间的资产转移。
4.打包转移资产
打包资产桥（Wrapped Asset Bridge）专门用来将非原生资产转移到不同的区块链上，方法是在目标链上创建出打包资产(wrapped assets)。
例如：用以太坊上的Wrapped Bitcoin（WBTC）为例，就是由托管方持有BTC，再根据持有的BTC量，在以太坊上用ERC-20标准，铸造WBTC。
5.数据专用桥：跨多链任意传输数据
数据专用桥（Data Specific Bridge）是专门为跨多个区块链传输任意数据而设计的互操作性协议，这些协议通常会成为dApps 的基础层，令dApps 能够实现跨链组合。例如Celer 的Inter-chain Message Framework 和IBC。

跨链实现的技术有哪些？
以跨链核心技术来分类的话，目前最主要使用的跨链技术可以分为四种：

1.公证人机制（Notary schemes）
2.侧链／中继链（Sidechains / relays）
3.哈希锁定（Hash-locking）
4.分布式私钥控制（Distributed private key control）

目前的跨链项目，大多使用上述这四种技术做为合约底层的基础技术，以下将简单介绍这四种技术以及各自的跨链方式。

具体技术细节，后续内容详解。