区块链-跨链

Cross-Chain
解决数据孤岛效应，实现在跨链互操作中的价值与信息传递，是区块链向外拓展和连接的桥梁。

跨链技术

跨链分异构链跨链和同构链跨链
异构链跨链分三种方式：不直接交互、第三方协作交互、区块监听。
同构跨链中双方的区块生成及验证、共识机制等底层算法完全一致。

1. 哈希锁定技术（Hash locking）：使用哈希算法和时间锁实现跨链资产兑换，常用于token兑换，但资产转移、信息发送等无法独立实现。为双方提供交互资产的时间延迟，保证交易原子性，提前加密发送资产避免双花，是一种轻量级且较安全的跨链资产交互技术。（最早起源于闪电网络的HTLC）

2. 公证人认证机制（Notary）：发送链和目标链间不互相信任，需要第三方公证人作为中介介入。如果需要更高的安全性，需要更多第三方公证人介入。目标链不需要直接验证发送链的秘钥信息来验证跨链请求的合法性，两条链只需设定好协议统一的公证人认证合约，即可满足第三方公证人的介入条件，解耦了两条链。
应用层面上，公证人可以是中心化交易所或去中心化交易所。技术层面上，通过双向跨链方式进行资产及信息的交换和转移，降低双方信任成本。
不过公证人认证机制过分依赖第三方中心，削弱了去中心化程度。
公证人认证机制可分为中心化公证人、多重签名公证人和分布式签名公证人。

3. 分布式私钥控制：在分布式签名公证人的基础上进一步去中心化，并增加资产的锁定和解锁。大量分布式节点使用私钥控制资产，主链资产可映射到其他链，跨链情景下主链资产仍然可以交易（猜测：比如这些节点在各条链上共同控制一定资产，一条链上转入，另一条链上转出，不会锁定资产，通过去中心化的节点群确保转入转出的原子性）。

4. 侧链/中继链：侧链锚定主链，作为一个独立系统通过跨链协议附加至主链，是主链的平行链，帮助主链实现性能提升和功能拓展，比如分担部分简单的支付验证来提高主链交易速度。以太坊应用侧链技术最广泛。如果一条侧链锚定多条主链，则可以提供沟通多条链的功能，称中继链。中继链可以为多条链提供代币中继交换服务，在跨链应用被广泛使用，Cosmos和Polkadot都是较为成熟的中继链技术。

跨链挑战

1. 跨链处理可靠性
跨链交易对交易双方影响、交易成功率、跨链交易失败后事务处理能力，都是可靠性的问题。

大部分跨链项目在跨链失败后都采用消极方式处理，需要可靠的方法来避免节点失效等突发情况。

跨链操作受到如第三方公证人机制的第三方节点或闪电网络链下状态交易通道的限制，一旦遇到第三方公证人网络拥塞或链下状态通道失效，将极大地影响跨链交易的成功率。例如Cosmos使用的SPV双向锚定技术，需要锁定双方资产，如果某一方资产发生变化，就会为防止恶意双花攻击而放弃该笔交易，这就导致可能因网络拥塞导致交易双方长时等待或交易失效。

2. 跨链可交互性
大多跨链项目都是链间资产交换，缺少数据信息交换。

跨链可交互性在公链和联盟链上有一定差异。公链间需要考虑共识机制导致的瓶颈效应对通信效率的影响，还要考虑兼容未来公链可能的扩容方案。*联盟链则需要考虑在监管条件下信息传输的权限控制机制，对于链间的无权限节点如何加密传输，以及联盟链上跨链传输的中间可信节点是否需要审核传输信息等问题。*另外公链和联盟链间的跨链信息传输也是问题。

3. 跨链事务并发控制
包括子事务划分（链上系统将提交的多个交易分发至多个链并发执行）和侧链事务并发执行（研究事务隔离和并行结果冲突，以确保交易最终一致性）。

4. 跨链查询优化
提高查询处理效率且降低查询和验证的开销。可通过建立链内和链间索引，提高查询和验证效率，同时可研究区块链跨链查询语句，以实现在跨链中对区块链关系型表的建表、插入、选择等操作，以提高跨链查询的效率。

跨链环境下，查询操作大多基于不可信环境，难以溯源，涉及可信、效率、开销等多种问题。

5. 跨链安全性
跨链技术未得到广泛应用也是因为安全性上的问题。比如中继链数据依赖区块头而无法对全链进行验证，易受到双花攻击；分布式公证人机制中第三方公证人存在共谋风险；哈希锁定在闪电网络中，如果恶意攻击去创建大量通道和交易造成系统拥堵，可能增加资金被盗风险。

用时1h30min

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