什么是跨链？跨链技术有哪些？为什么要跨链？区块链跨链原因分析

众所周知，区块链是一种分布式的账本技术，它的应用领域非常的广泛，其中就包括了金融、健康医疗以及资产管理等一些领域。不过我们要知道的是，现在的区块链项目并不能很好的应用在个中商业领域中，其中最严重的问题就是其网络孤立性的问题，这个问题会阻碍各种不同的区块链之间的网络协作，会大大的限制区块链的发挥空间，其中跨链技术可以很好的解决这个问题。很多投资者到现在还不知道为什么需要跨链？下面就让小编为大家分析一下区块链跨链原因。

1 什么是跨链

跨链(Inter-Blockchain)指的是通过一个技术使价值跨越链与链之间的障碍，实现直接流通。

区块链是分布式总账的一种：一条区块链是一个独立的账本，两条不同的链是两个不同的独立的账本，两者之间无关联，本质上价值无法实现账本间转移。但对具体的某个用户来说，在一条区块链上存储的价值能够变为另一条链上的价值，这就创造了价值的流通。

跨链过程必须保证跨链信息真实可信以及整个跨链交易的原子性(指交易处理的某个环节停止，整个交易能够撤销，而不会存在部分成功、部分失败的情况)。

2 跨链技术分类

现有的跨链技术方案主要有四大类，分别是公证人机制(Notary schemes)、侧链/中继(Sidechains/relays)、哈希锁定(Hash-locking)、分布式私钥控制(Distributed private key control)等。

(1)公证人机制(Notary schemes)：在此机制下，跨链双方共同引入一个共同信任的第三方作为中介，由这个共同信任的中介进行跨链消息的验证和转发。

(2)侧链/中继(Sidechains/relays)：侧链技术是相对于主链而言的，侧链需要一份实现主链数据获取的智能合约，其中包含侧链数据和主链数据切换机制的，通过智能合约使主链和其它侧链进行交互。中继技术将私有链/联盟链融入到公有链的共识中，同时又能保有私有链/联盟链的原有的数据隐私和许可使用的特性，因此中继技术也可以将多个区块链互相连接，实现区块链的即时拓展性和可扩展性。

(3)哈希锁定(Hash-locking)：能够构建多个不同的链下支付通道，通道共同构成交易双方的数目比较小的微支付能够利用一系列的链下协议完成，拓展主链的性能，实现跨链。

(4)分布式私钥控制(Distributed private key control)：是基于密码学中的多方计算和门限密钥的一种技术，通过采用分布式节点来控制区块链系统中各种资产的私钥，分离数字资产的使用权和所有权，安全转移链上资产的控制权至非中心化系统中，同时把链上的资产映射到跨链中，实现不同区块链系统间的资产流通和价值转移。

3 为什么要跨链

(1)跨链有助于解决链与链之间价值流动受限的问题。由于当前区块链应用场景丰富，但链与链之间壁垒高，缺乏统一的互联互通机制，而单链受到去中心化、可扩展性和安全性的权衡的限制，难以支持高交易吞吐量和低延迟的业务应用，通过跨链技术有助于解决上述瓶颈，实现多链协作的多层多链架构。

(2)跨链有助于实现资产跨链：通过跨链技术，不同区块链的用户可以完成积分、证件、收藏品等资产的跨链转移。

(3)跨链有助于实现数据跨链：用户可以通过跨链技术完成不同区块链上数据的更新和同步，将同构链/异构链的链上账本数据进行可信传递。

(4)跨链有助于实现业务跨链：跨链技术帮助区块链服务商实现业务高耦合、流程复杂的异构区块链间的业务横向打通。通过跨链技术，相同或是不同的区块链服务主体能够扩大业务规模，提高技术服务能力。

(5)跨链有助于打通联盟链与公有链：基于跨链技术，联盟链的资产可以连入全球的公有链，从而获得更为广泛的认证。

区块链技术，是分布式数据存储、点对点传输、分布式共识算法、加密算法等计算机技术的集成应用。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。

历经13年的深入发展，区块链已经形成了具有不同特性、适用于不同应用场景的区块链网络。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。

跨链在技术实现上具体分为以下五种方式：

1.公证人机制(Notary schemes)瑞波Inteledger协议：在两条链之间加入验证器，需要该第三方代理。该模式更像是在传统金融中间人模式上加入了密码学技术。

2.侧链(Sidechains)BTC侧链Relay：需要一份实现主链网络数据获取的合约，其中包含侧链数据和主链数据切换机制的方法，通过合约使BTC和其它侧链进行交互，问题是该合约的功能容易带有中心化色彩。

3.中继(relays)Polkadot/COSMOS中继技术：依靠中继链协议完成通信互连，以牺牲P为前提，或与中心化系统无异。

4.哈希锁定(Hash-locking)闪电网络：相当于在一定时间段内通过押金锁定的方式创建一个微支付通道，问题是仅支持小微金额的交易。

5.分布式私钥控制(Distributed private key control)Wanchain/Fusion：多方计算和门限密码是对于私钥管理的优化，跨链实现仍然是通用的跨链协议。Fusion引入HHCM，利用该机制中的DCRM分布式控制权管理实现跨链资产的锁定和解锁，Fibos利用IBO引入押金机制。

其实从根本上来说，跨链技术打破了CAP定理，这个CAP其实就是分布式系统中的一个概念，在目前的行业技术中，区块链在水平扩展面上存在着不可能三角的问题，这个问题是无法完美的解决的。而从商业应用的角度来说的话，跨链技术其实就像是一个可信第三方交易所，在这样的一个交易所中，不同的用户可以通过该交易所进行跨链交易，值得注意的是，在跨链的过程中区块链上的价值总额是不会改变的，它的主要作用就是完成不同区块链用户之间的价值兑换。

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