区块链跨链技术：原理、应用与未来展望

区块链跨链原理：打破信息孤岛，实现互联互通

近年来，区块链技术发展迅猛，吸引了大量资金涌入，涌现出众多专注于区块链技术研究和应用开发的企业。然而，区块链技术目前仍处于起步阶段，短期内难以大规模应用于商业领域。其中一个重要原因就是信息孤岛问题，各个链的数据信息无法互联互通。因此，跨链技术应运而生。那么，究竟区块链跨链原理是什么？

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跨链技术的三种主要方式

目前，主流的跨链技术可以归纳为三种：公证人机制、侧链/中继和哈希锁定。

1. 公证人机制

公证人机制是指由一组受信任的节点作为公证人，向链X的节点验证链Y上特定事件是否发生。瑞波实验室提出的Interledger是典型的公证人机制。Interledger协议旨在打造全球统一的支付标准，适用于所有记账系统，并能够包容其差异性。

Interledger协议允许两个不同的记账系统通过第三方“连接器”或“验证器”自由传输货币。记账系统无需信任“连接器”，因为该协议采用密码算法为这两个记账系统创建资金托管。当所有参与方对交易达成共识时，便可相互交易。该协议减少了交易参与者所需的信任，连接器不会丢失或窃取资金，从而降低了门槛。

2. 侧链/中继

侧链技术通常是指以锚定某种原链上的代币为基础的新型区块链，例如美金锚定到黄金。如果链X能够验证来自链Y的数据，则称链X为侧链。然而，目前侧链很难在其链上建立跨链的智能合约，限制了其在股票、债券、衍生品等领域的发展。BTC Relay被认为是第一个区块链侧链。

BTC Relay通过以太坊的智能合约连接以太坊网络和比特币网络，使得用户可以在以太坊上验证比特币的交易。其原理是使用以太坊的智能合约构建出一个微型版本的比特币网络，因为智能合约需要获取比特币网络的数据。中继技术是将原有链上的代币转入类似多重签名控制的原链地址中，对其进行暂时锁定，中继链上的交易结果将由这些签名人投票决定其是否生效。Polkadot、COSMOS是典型的中继技术。侧链/跨链技术在一定程度上引入了第三方的中介，并没有较好地实现去中心化。

3. 哈希锁定

哈希锁定是一种通过时间锁定让接收方在某个约定的时刻前生成支付的密码学哈希值证明来完成交易的机制，最早起源于闪电网络。然而，哈希锁支持的功能比较少，能够支持跨链资产交换，大部分场景能够支持资产抵押，但不支持跨链资产转移和合约。

跨链技术的应用：以Cosmos为例

以Cosmos为例，其区块链主要由Hub(枢纽)和Zone(分区)这两个部分组成。每个Zone和Hub都是独立的区块链，每个Hub下可以连接多个Zone。Zone是解决特定应用需求的区块链，Hub专注于处理Zone间的跨链交易。Hub就是这个系统中的中继链，而现有的区块链（如BTC、ETH）都可以以Zone的形式接入Hub，再通过Hub和IBC协议达成各个Zone之间的通信，即可在不改变其原有共识和代币体系的基础上，提升扩展性和互通性。

同时，新的区块链项目也可以在Cosmos中轻松使用其基础设施搭建新链，降低研发成本。一条区块链通常分为应用层、共识层和网络层。在Cosmos上搭建区块链时，共识层和网络层是通用的，开发者无需费心。应用层可以使用Cosmos提供的Cosmos SDK开发工具，将应用层分为若干个模块，开发者只需要开发自己特定的功能模块，其他通用的模块可以直接使用。这相当于区块链领域的SaaS模式，普通的功能拿来即用，特殊的功能再自己开发。如果说ETH推出智能合约让人人都可以发币，那么Cosmos就是让人人都能发链成为了可能。

在安全保障上，Hub通过去中心化的验证人组来保证安全性。验证人组有罚金托管机制，它是一种多资产的分布式账本，也就是一种多资产权益证明加密货币网络，并负责保证各类资产在不同Zone转移的同时，资产总量不变。

简单来说，Cosmos的实现原理就像手机系统，Hub是系统，目前市面上的各个链相当于App，开发者们将App接入系统内，就可以和这个系统上接入的其他App进行互动，而且这些App可以整合形成一个巨大的生态。这为区块链技术的未来发展提供了更广阔的想象空间。