跨链的三种模式：公证人模式、侧链/中继、哈希锁定

对许多区块链爱好者来说，跨链是一个全新的概念。什么是跨链？跨链是如何实现的？侧链和中继链这些是什么意思呢？

今天，白话区块链就来解释一下这些看似非常深奥的名词。

01什么是跨链？

区块链之间互通性的问题一直限制了区块链的应用空间，而跨链机制可以通过技术手段，将原本不同的、独立的区块链上的信息、价值进行交换和流通。如果把公链当成一个个区块链岛屿，那么跨链就是连接这些岛屿之间的桥梁。
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2016 年，BTCRelay 基于中继跨链方案，实现了比特币到以太坊的单向跨链连通。同年，V 神的《Chain Interoperability》论文提出了四种跨链技术。目前，市面上专注跨链的区块链项目有 Polkadot、Cosmos 等等。

02跨链是如何实现的？

两条链是相互独立的系统，发起跨链交易的时候，如何才能完成对另一条链的交易确认呢？这时候，我们就需要一个“中间人”的角色，承担两条链的信息交互。

根据“交易如何确认”，“在哪确认”，以及“由谁来确认”等不同的方案，我们将该过程概括为三种实现方式，即：公证人模式（Notary Schemes）、侧链/中继（Sidechains/Relays）和哈希锁定（Hash-Locking）。

03细说三种跨链模式

1、公证人模式（Notary Schemes）

公证人模式是最简单的模式，这时候的“中间人”同时也是“公证人”，并将成为可信第三方。

公证人不断地进行数据收集，还进行交易确认和验证。即假设 A 和 B 是不能进行互相信任的，那就引入 A 和 B 都能够共同信任的第三方充当公证人作为中介。这样的话，A 和 B 就间接可以互相信任。
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来源：Huobi Research

公证人模式又分为中心化/单签名公证人机制，多重签名公证人机制，分布式签名公证人机制。

2、侧链/中继（Sidechains/Relays）

中继更为灵活，“中间人”仅仅充当数据收集者的角色，目标链收到发送链数据后由接收链自行验证，完成交易确认的工作。自行验证的方式依据系统结构不同而不同，例如 BTC-Relay 依赖于 SPV 证明，Cosmos 还依靠验证节点签名数量等。

如果在链 A 和链 B 之间存在第三方数据结构 C，C 是 A 和 B 的中继，如果 C 本身也是区块链结构，通常称为 Relay Chain。顺便提一下，Cosmos 和 Polkadot 都是运用中继技术。

侧链是以锚定某种原链上的代币为基础的新型区块链。比如，以太坊可以成为比特币的侧链，比特币作为以太坊的主链。但是主链不知道侧链的存在，侧链知道主链的存在，即侧链能读懂主链。BTCRelay 就是试图允许以太坊的智能合约安全地验证比特币的交易，而不需要任何中间机构。
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V 神并没有严格区分 Relay 和侧链。不过从形式看，Relay 是一种方式，侧链是一种结果。侧链表达的是两条链之间的关系，并不是特指某种跨链技术或方案。

3、哈希锁定（Hash-Locking）

闪电网络的底层技术就是哈希锁定，其基本原理如下：

A 和 B 可以达成协议，协将锁定 A 的 1BTC，在时刻 T 到来之前（T 以未来的某个区块链高度表述），如果 B 能够向 A 出示一个适当的 R，使得 R 的哈希值等于事先约定的值 H®，B 就能获得这 1BTC；如果直到时刻 T 过去了，B 仍然未能提供一个正确的 R，这 BTC 将自动解冻并归还 A。这个过程产生随机数和验证随机数的过程。

04小结

通过跨链技术，区块链能在不同公链之间自由通信，这给区块链带来了全新的期待。虽然目前跨链还存在许多技术难题，但假以时日，跨链技术一定会给区块链的大规模应用带来切实的帮助。

本文来源于陀螺财经专栏作家：区块链同入门，区块链同入门

区块链同入门专栏：https://www.tuoluocaijing.cn/columns/author388135