从侧链、跨链到多链——区块链的扩容之路

海星区块  2019-10-08  新手入门/区块链知识栏目  

  

      以太坊的诞生为区块链世界带来了智能合约功能,使区块链平台化,为人们打开了公链应用的想像空间,于是大量的区块链开发者涌入公链开发领域,试图复制以太坊的成功。以太坊具备图灵完备的编程语言,这既是优势也是短板,优势在于以太坊可以凭借自身的平台构建公链生态,开发者可以在以太坊公链上开发应用程序;短板在于以太坊难以承载链上海量应用的数据交换,这极大地限制了以太坊的发展,给了EOS等其他公链崛起的机会。对于以太坊来说,扩容迫在眉睫。

  

     其实不仅是以太坊面临扩容问题,其他公链也都或多或少被区块链的扩展性制约。区块链目前的技术特点决定了其扩展性相对于传统互联网是不够的,因为区块链网络里的每一笔数据要在链上达成共识需要多方确认,耗时耗力,而通过改进共识机制提高效率则会带来安全性和偏中心化的问题。另外,这几年区块链项目层出不穷,各种公链也是你方唱罢我登场,俯瞰区块链世界,这些链就如同一个个的数据孤岛,各自为阵,互不相通。如果能打通这些链,让链与链之间产生连接和数据交换,让加密货币之间灵活兑换,不但将大幅提高这些区块链的运行效率,还能方便人们在链上进行交易和协作。为了让区块链扩容,也为了让链间交互更方便,区块链世界发展出了侧链、跨链和多链技术。严格来说,侧链和多链都属于跨链技术范畴,但为了便于大家理解,我们在此将这些概念进行拆解和简化。下面我们就来看看这些扩容技术的特点。

  · 侧链——用“链上链”实现扩容

      为了突破单链容量的制约,人们通过侧链技术提高数据吞吐量,降低数据延迟。侧链是从主链衍生出来的子链,主链上的数据可以通过特定的协议传输到侧链上。比方说,某商家只支持以太坊进行消费,而用户A手里只有比特币,如果他想在这个商家买东西,他就必须先到交易所里将比特币换成以太坊,然后才能支付,这个过程比较麻烦。但如果以太坊是比特币的侧链,这一切就很简单了,A只需要在主链比特币上做一个proof-of-burn,燃烧掉主链上的部分比特币,然后在侧链以太坊上生成相应数量的token,这样就完成了主链资产向侧链的转移。

  

      主链加侧链可以大幅提高数据处理量,实现区块链扩容。不过目前的侧链技术都是one-way pegged sidechain,也就是单向绑定的侧链,在主链上开发的侧链必须依赖主链提供燃料,侧链脱离了主链则无法运行,以太坊和EOS都采取的是这种机制。开发者们都希望自己的公链平台化,让人们都基于单一的公链进行链上应用的开发,所以单向绑定的侧链无疑有利于公链的生态建设,然而却无法解决公链之间的交互问题。

  · 跨链——链链相连双向交互

      one-way pegged sidechain的局限性是显而易见的,主链的数据只能单向传输到侧链,而不能反过来实现,如果互不关联的区块链之间想要进行直接数据交换,该怎么实现呢这就需要two-way pegged sidechain技术来实现跨链数据交互了。打比方说,以太坊和EOS都是独立公链,以前A要将以太坊兑换成EOS需要通过交易所,如果两者都建立了双向绑定机制,那么两者之间的资产转移就非常便捷了,直接链上转换就可以。

  

      跨链技术可以打通区块链之间的壁垒,实现不同区块链社区之间的互通,不过跨链技术的局限性也是非常明显的。区块链项目铺天盖地,如果每个区块链都与其他的区块链达成双向绑定这是非常不现实的,这意味着更为更复杂的开发过程和高昂的维护成本,何况公链的开发者们为了维护社区的生态,往往不愿意与其他公链直接互通;而且在交易所已经非常流行的今天,直接跨链交互的需求变得不那么显著。虽然双向绑定的跨链技术在发展上存在着很多的问题,但开发者们还是没有放弃连接区块链世界的努力。

  · 多链——一链连接所有链



      既然双向绑定的开发成本高且收益小,那么人们开始寻求新的实现方式,多链技术开始崭露头角。简单来说,多链技术就是通过一条支持与多种其他区块链互通的公链来实现区块链世界的连接。比如说,以太坊和EOS都是独立公链,相互之间没有双向绑定协议,但两者都与比特币进行了双向绑定。以太坊的用户A想要转账给EOS的用户B,过去A需要通过交易所兑换成EOS,然后转账给B。通过多链技术,这一切可以经由比特币来完成。A将以太坊的资产转移到自己在比特币的账户里,然后把相应的比特币资产转移到B的比特币账户,这些资产随后再被转移到B的EOS账户。

  

      在多链技术里,支持多链互通的公链成为了连接众多区块链的中继器,为此这条公链要解决大量的技术问题,包括不同共识机制之间互通的问题。对于其他的区块链来说,只需要开发与这一条公链的双向互通的协议,就可以利用这条公链与其他区块链项目进行连接,大幅度降低了开发成本,提高了单链的运行效率。不过技术总是不完美的,区块链世界的“不可能三角”依然牢不可破,多链技术虽然美好,但是作为中继器的公链一旦规模做大,将会呈现明显的中心化特征。当大量区块链都与之交互式时,这条公链就成为了整个区块链世界的枢纽,这显然有违区块链世界去中心化发展的趋势。

      总结来说,侧链技术实现了链与链之间数据单向流通,有助于公链平台化;跨链技术可以实现链与链的直接互通,但开发成本高,应用场景少;多链技术让一条主链连接所有其他链,但主链成为中心枢纽将带来安全风险。

      从侧、跨链到多链,技术的发展在不断提高区块链世界的运行效率,但在这条扩容之路上,区块链技术还面临很多问题,扩容技术的路径也不只有链间交互这一条,闪电网络,分片技术等都能有效提高区块链的扩展性。未来区块链扩容将融合多种方式推进,我们期待更多创新的技术助推区块链世界的发展。


  


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作者:海星贝贝
来源:海星区块

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