公链开发：十分钟讲清楚区块链侧链技术

最近，区块链技能引起了广泛重视。 虽然现在区块链技能发展迅速，可是在传统的区块链技能运用于商业运用，尤其是金融运用之前，依然有许多问题需求处理，如买卖功用和隐私维护等。 处理这些问题的办法之一是从头开发新的区块链，但这种办法会形成许多的重复性作业，并且需求不断地发行新的数字财物。 那么，有没有在不影响区块链原作的情况下，在区块链原作的根底上进行技能晋级的处理方案呢？侧链就是在这种需求背景下提出的。 本文首先介绍了侧链的基本概念，然后分析了侧链的发生背景和作业原理，最终介绍了现有的侧链。

01—基本概念 侧链协议本质上是一种跨区域的区块链处理方案。 经过该处理方案，数字财物能够从榜首区块链搬运到第二区块链，并且能够在稍后的时刻点安全地从第二区块链返回到榜首区块链。 榜首个区块链通常被称为主区块链或主链，第二个区块链被称为侧链。 开始，主链通常是指比特币区块链，但现在主链能够是任何区块链。 侧链协议被认为是一种答应数字财物在主链和侧链之间搬运的办法，这为开发区块链技能的新运用和试验打开了一扇门。 02—发生背景 2012年，关于侧链概念的相关讨论最早出现在比特币聊天室。 当时，比特币的中心开发团队正在考虑怎么安全地晋级比特币协议，以添加新的功用。可是，直接在比特币区块链上添加功用是危险的，因为假如新功用在实践中失败，将对现有的比特币网络形成严重影响。 另外，因为比特币网络结构的特点，假如进行大规模的改动，需求大部分比特币矿工的支持。 这时，比特币中心开发者提出了侧链方案。 这项技能答应开发者将新功用附加到其他区块链上，但这些区块链依然附加在现有的比特币区块链上。 这些区块链中的新功用能够充分运用现有比特币的网络特性，而不会对现有比特币网络形成伤害。 2014年已经出现了许多具有新功用的区块链，各种竞技币，如莱特币、dogecoin等也不断涌现。 此刻，比特币的中心开发团队担心这些竞品币的发生会稀释比特币的价值。 他们认为应该将比特币作为储备钱银，并在侧链中加入新的功用。 这样，假如用户想运用其他新的区块链功用，他们不需求购买其他令牌。 为了将侧链的概念变为实际，亚当·贝克(Adam Back)和马特·科拉洛(Matt Corallo)等比特币中心开发者联合创办了Blockstream公司，并于同年10月发布了《用钉住的侧链完结区块链立异》(enabled block chain Innovations with peg lated Side Chains)白皮书，初次明确提出了侧链的概念及其协议完结方案。 经过侧链，能够在主链的根底上添加买卖隐私维护技能、智能合约等新功用，让用户在不影响现有主链作业的情况下，访问许多新服务。 此外，侧链还供给了一种更安全的协议晋级办法。当侧链出现灾难性问题时，主链依然安然无恙。 所以文章的最终一部分会给程序员供给一个学习和沟通的地方。 03—完结方案 侧链完结的技能根底是双向Peg，经过双向Peg能够在主链中暂时确定数字财物，在侧链中释放等价的数字财物。相同，当等价的数字财物被确定在侧链时，主链的数字财物也能够被释放。 双向锚定最大的难点是协议转换需求兼容现有主链，即不能影响现有主链的作业。其具体完结办法可分为以下几类: (1)单一托管形式 完结主链与侧链双向锚定的最简略办法是将数字财物发送给主链的单一托管人(类似于买卖所)。单一托管人收到相关信息后，将 这种处理方案的最大问题是过于集中。 (二)联盟形式 联盟形式运用公证联盟代替单一托管人，运用公证联盟的多重签名承认数字财物在侧链的流向。 在这种形式下，要想获得主链中被冻住的数字财物，需求突破更多的机构，但侧链的安全依然取决于公证联盟的诚信。 单托管形式和联盟形式最大的长处是不需求对现有的比特币协议做任何改动。 (3) SPV形式 SPV(简化支付验证)形式是原白皮书《启用具有钉住侧链的区块链立异》中去中心化双向锚定技能的开始思想。 SPV是一种用来证明业务存在的办法，能够经过少数的数据来验证特定块中业务的存在。 在SPV形式中，用户将数字财物发送到主链中的一个特别地址。这样做会确定主链中的数字财物，输出仍会确定在可能的竞赛期内，以承认相应的买卖已经完结。然后，将创立一个SPV证书并发送给侧链。 这时在侧链上会出现一个对应的带有SPV证书的买卖，同时验证主链上的数字财物已经被确定，然后能够在侧链上打开另一个相同价值的数字财物。 这个数字财物的运用和改动稍后将被发送回主链。 当这个数字财物被返回到主链时，该进程将被重复。 它们被发送到侧链上的确定输出，经过一定的等待时刻后，能够创立一个SPV证书，将其发送回主区块链，以解锁主链上的数字财物。 SPV形式的问题是主链需求软分叉。 (四)驱动链形式 驱动链的概念是由比特币Hivemind创始人Paul Sztorc提出的。 在驱动链中，发掘器充任“算法的代理监护人”来检测侧链的当前状况。 换句话说，矿商本质上是资金托管人，驱动链将确定的数字财物的监管权分配给数字财物矿商，并答应矿商投票决定何时解锁数字财物，将数字财物发送到哪里。 矿工观察侧链的状况，当他们收到侧链的请求时，他们会执行协调协议，以保证他们赞同请求的真实性。 诚实矿工在驱动链中的参加程度越高，整个体系的安全性就越大。 就像SPV侧链一样，传动链也需求对主链做软叉。 (5)混合形式 以上所有形式都是对称的，混合形式是有用结合以上办法获得双向锚定的形式。 因为主链和侧链在完结机制上的本质区别，对称双向锚定模型可能并不完美。 混合形式是在主链和侧链运用不同的解锁办法，比如侧链运用SPV形式，主链网络运用驱动链形式。 相同，混合形式也需求主链的软分支。 04—典型例子 现在比较闻名的侧链有根据比特币网络的BTC接力、根茎之液，以及国内的Lisk、Asch等非比特币侧链。 BTC中继是ConsenSys推出的根据以太坊区块链的智能合约侧链处理方案。 BTC中继以安全和去中心化的办法衔接以太坊网络和比特币网络。 BTC中继答运用户经过运用以太坊的智能合约功用来验证以太坊区块链上的比特币买卖。 以太坊DApp开发者能够从智能合约向BTC中继发出API调用，以验证比特币网络活动。 Liquid是Blockstream的开源侧链项目，运用了比特币的双向锚定技能。流动性的目的是完结比特币能够在主链和侧链之间搬运，旨在提高私密性，降低成本，加快买卖所和券商之间的价值搬运和结算进程。 Lisk是一个区块链渠道，致力于为JavaScript开发人员供给创立分布式运用程序的能力。它由德国的Max Kordek和Oliver Beddows于2016年头建立。 它使每个分布式运用程序都运行在自己仅有的区块链上，也就是侧链上。这种封装使得主Lisk网络高效、快速且流通。 Asch是根据国内引进的侧链技能的去中心化运用渠道，由单青峰于2016年头创立。 Asch渠道供给的服务包含一个主链和一个运用软件开发包。 Asch的主链首要担任构建根底设施、运用之间的数据同享和财物路由。运用软件开发包内置了侧链协议，首要担任构建特定的运用。经过侧链协议，能够与主链交换财物。