基于区块链的跨链技术研究

作者：晨星 科银研究院

区块链是相对封闭的系统，不同的区块链协议无法兼容，处于相对割裂的状态，这对区块链应用的延伸与扩展提出了挑战。跨链机制正是为了达成链与链的互通性而设计的一类协议。本文对现有的跨链协议，包括原子交易、X-Relay、侧链模式和分层设计的原理和设计思路进行了介绍与总结。原子交易利用了HTLC合约的分支条件输出，X-Relay和侧链模式是对区块链轻客户端的不同变种实现，而分层设计将整个系统分成了不同层，底层的抽象有利于上层的标准化和吞吐量的提升。最后，我们对不同跨链机制的可扩展性、实现难度、吞吐量和安全性进行了横向对比，并对现有的技术难点和未来发展做了总结。

本报告认为：

当前每隔一段时间都有层出不穷的新链诞生，虽然有原子交易、X-Relay和侧链机制，但它们在未来都很难成为主流协议。这是因为针对不同的链，进行协议修改和重新适配的成本过高。可以预想，未来的区块链世界中，大部分链的结构仍然会有较大差异，但肯定将遵循同一规范或标准。通过实现相同的规范来减少互通代价，跨链才可能在取得去中心化与性能的较好平衡下，进行高效的跨链信息交互。

另一方面，跨链机制将异构链连接到了一起，这无疑增加了整个系统的复杂度。系统越复杂，则越脆弱。类比软件系统，越复杂的软件，出现重大漏洞的可能性越大。跨链机制势必会将弱安全链的风险引向处于同一系统中的其他链，对子系统的安全性会带来损害。

一旦链与链互通，系统安全性的下降是无法避免，但如果牺牲掉这部分安全性后，仍能使系统拥有较高的鲁棒性，则一定程度上可以接受。安全性与效率之间如何取得一个较好的权衡，是设计者需要考虑的关键。