区块链-跨链调研new

一、跨链概述

1、跨链定义

在区块链所面临的诸多问题中，区块链之间互通性极大程度的限制了区块链的应用空间。不论对于公有链还是私有链来看，跨链技术就是实现价值互联网的关键，它是把区块链从分散的孤岛中拯救出来的良药，是区块链向外拓展和连接的桥梁。

故跨链是指通过技术手段，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。狭义上来说是两个相对独立的区块链账本间进行资产互操作(Interoperability)的过程；广义上来说是两个独立的账本间进行资产、数据互操作的过程。

2、跨链面临的的关键问题

1、跨链交易的验证问题：如何确认记录交易发生的区块得到了足够的确认，即交易事务中各分布式网络间的数据一致性问题；

2、跨链事务的原子性问题：如何管理跨链事务中的各子交易确保跨链事务整体完整的原子性，即跨链事务的发生只存在两中状态完成或失败；

3、不同区块链之间的协议适配问题：如何对采用不同架构与协议的区块链之间进行适配，需要跨链协议中设计可以兼容多种异构区块链的数据结构、命名规范以及通信方式等。

3、跨链核心技术

目前区块链行业已经出现了很多的跨链技术产品，主要采用公证人机制(notary schemes)、侧链/中继(sidechains/relays)、哈希锁定(Hash-locking)等技术，已经在公链的场景中有很多应用例如：闪电网络，去中心化交易所、跨链平台等。

哈希锁定(Hash-locking)：通过哈希锁和时间锁机制保障了交易的原子性。在不同的系统里，其实现哈希锁和时间锁的方式都不尽相同，但原理是一样的，即只有满足一定的哈希条件或者时间条件后才允许交易生效. 核心技术：哈希时间锁HTLC。

侧链/中继(sidechains/relays)：侧链/中继不依赖于可信的第三方帮助其验证交易，而是在拿到发送链数据后由接收链自行验证。验证核心技术：默克尔树证明，其他验证技术。

公证人模式(Notary schemes)：通过第三方可信机构充当公证人作为中介，偏中性化，见证人不断的进行数据收集，对交易进行确认和验证。核心技术：多重签名，分布式签名技术。

分布式私钥控制模式（Distributed private key control）：主要是基于安全多方计算和门限密钥共享技术，通过密码学将密钥分成n份，并分配给n个参与者，每个参与者掌握一个密钥份额，只有集齐超过k个密钥份额，才能恢复密钥，解锁对应账户中的资产。核心技术：分布式秘钥

联盟链和公链的跨链场景有所不同，在联盟链技术中采用上述类似技术及其增强技术。

4、跨链项目罗列

1、哈希锁定(Hash-locking)

项目	项目描述	项目地址	语言	实现方式	难度及水平	社区活跃度	使用场景
雷电网络 Raiden	以太坊链下状态通道侧链 未上线	官网：https://raiden.network/ 代码地址：https://github.com/raiden-network/raiden	python	哈希锁定	较高	高	公链
闪电网络 Lightning Network	比特币侧链 比特币第二层支付协议 未上线 将大量交易放到比特币区块链之外进行。闪电网络通过智能合约来完善链下的交易渠道。	官网：https://lightning.network/ 代码地址：https://github.com/lightningnetwork/lnd	golang	哈希锁定	较高	高	公链
WeCross 微众跨链解决方案	适合联盟链场景 微众银行自主研发并完全开源的区块链跨链协作平台 支持fisco、fabric链	官网：https://fintech.webank.com/wecross/ 代码地址：https://github.com/WeBankFinTech/WeCross	java	哈希锁定	一般	高	联盟链

2、侧链/中继(sidechains/relays)

项目	项目描述	项目地址	语言	实现方式	难度及水平	社区活跃度	使用场景
Polkadot 波卡	公链 未上线 预期上线时间：2020.10	官网：https://polkadot.network/ 代码地址：https://github.com/paritytech/polkadot	rust	中继链模式(Relay Chain/Parachain 中继链和平行链)	高	高	公链
Cosmos	公链 上线时间:2019.3.14	官网：https://cosmos.network/ 代码地址https://github.com/cosmos/cosmos-sdk	golang	中继链模式(Hub-and-Zone（中心枢纽-分区）)	高	高	公链
BitXHub 趣链科技跨链技术平台	适合联盟链场景 趣链科技跨链技术平台，已经在金融、政务等业务场景中进行了相关应用验证 开源版本功能不全，只支持fabric	官网：https://bitxhub.hyperchain.cn/#/FAQ 代码地址： https://github.com/meshplus/bitxhub	golang	中继+网关的组合技术	一般	一般	联盟链
ChainX	公链 上线时间：2019 年 5 月 25 数字资产网关	官网：https://chainx.org/ 代码地址：https://github.com/chainx-org/ChainX	rust	中继链模式(核心技术依托于Polkadot)	一般	一般	公链
BTC-Relay	一种通过以太坊合约提供对比特币的spv证明	官网：http://btcrelay.org/ 代码地址：https://github.com/ethereum/btcrelay	python	侧链(SPV证明)	一般	低	侧链
RootStock(RSK) 比特币的侧链	官网：https://www.rsk.co/	代码地址https://github.com/RSKSmart	java	侧链(SPV证明)	一般	低	侧链

3、公证人模式(Notary schemes)

项目	项目描述	项目地址	语言	实现方式	难度及水平	社区活跃度	使用场景
瑞波 Ripple Interledger	公链 上线时间：2018年11月22日	官网：https://interledger.org/ 代码地址：https://github.com/interledger	混合 公证人机制(notary schemes)/哈希锁定	较高	较高	公链
palletone	公链 上线时间 2019年6月30日 在 PalletOne 中，共识机制采用了陪审团共识机制，智能合约只需要一组验证人进行验证和执行，这些验证人被称为陪审员，并由他们组成陪审团。通过陪审团共识协议，PalletOne 将智能合约同底层区块链完全解耦，实现跨链价值交换。	官网：http://pallet.one/ 代码地址：https://github.com/palletone/go-palletone	golang	见证人模式(陪审团机制)	一般	一般	公链
Corda	没有区块，是一个平台，交易仅在参与方和公证人间传播	官网：https://www.corda.net/ 代码地址：https://github.com/corda/corda	Kotlin	公证人	一般	较高	“类区块链”

4、分布式私钥控制模式（Distributed private key control）

项目	项目描述	项目地址	语言	实现方式	难度及水平	社区活跃度	使用场景
Wanchain 万维链	公链 上线时间：2018.12.12	官网：https://www.wanchain.org/zh/homepage/ 代码地址：https://github.com/wanchain/go-wanchain	golang	分布式私钥控制	较高	较高	公链
FUSION	公链 上线时间：2019.07.01 FUSION的设计就是实现分布式控制权限管理，建立智能密码融合合约并实施分级混合共识机制（HHCM）	官网：https://www.fusion.org/ 代码地址：https://github.com/FUSIONFoundation	golang	分布式私钥控制	一般	低	公链

5、其他

项目	项目描述	项目地址	语言	实现方式	难度及水平	社区活跃度	使用场景
ArcBlock 区块基石	链网 上线时间：2019-03-30 https://zhuanlan.zhihu.com/p/60908472	官网：https://www.arcblock.io/zh/ 代码地址：https://github.com/ArcBlock	Elixir	跨链协议:OCAP	核心技术 未说明	一般	低
链网 AION	公链上线时间：2018年4月25日	官网：https://theoan.com/ 代码地址：https://github.com/aionnetwork	java	它并不是主打跨链交易，而是主打跨链通信	一般	低	公链