觀點 | 龍博：側鏈技術的發展與展望_比特幣

2018年11月8日，第二期碼思客?區塊鏈技術沙龍在滬召開，CPChain創始人龍承念博士、EOS原力區創始人孤矢、邦盟匯駿高級合伙人李波博士應邀出席。會上，龍承念博士發表了主題為“側鏈及應用場景”演講。

本文由龍博演講內容整理而成：

01

側鏈技術發展背景

基礎概念：什么是側鏈？

側鏈協議的本質是一種跨鏈解決方案，通過這種方案我們可以實現數字資產在區塊鏈之間進行雙向轉移，并在主鏈的基礎上，增加交易隱私保護技術、智能合約等新功能和更加安全的協議升級方式。

產生背景

側鏈技術概念源于比特幣性能提升困境與數字貨競爭。早在2012年，在比特幣聊天室中，就出現了關于側鏈概念的相關討論。當時的比特幣的核心開發團隊正在考慮如何可以安全的升級比特幣協議，以增加新的功能，但是直接在比特幣區塊鏈上進行功能添加比較危險，因為如果新功能在實踐中發生軟件故障，則會對現有的比特幣網絡造成嚴重影響。

福特汽車創始人亨利·福特曾提出與中本聰類似“能源數字貨幣”觀點:12月6日，據Reddit以太坊子論壇披露消息稱，100年前的1921年12月3日，美國福特汽車創始人亨利·福特(HenryFord)曾提出過與中本聰類似的數字貨幣想法，并于次日12月4日在《紐約論壇報》上發表了題為《福特將用能源貨幣取代黃金并停止戰爭》的文章，文中將能源貨幣概念描述了一種數字貨幣，與中本聰的比特幣極為相似，而且也有通縮稀缺屬性。

根據亨利·福特在文中描述，“能源貨幣”以千瓦時 (kWh) 為單位的能源支持，該貨幣將“僅按特定數量和特定目的發行”，這與比特幣白皮書中描述的概念非常相似。亨利·福特認為，一切戰爭的起因都是黃金，而能源貨幣可以向世界證明兩件事：第一，實用性；第二，取代黃金作為貨幣基礎并取而代之。[2021/12/6 12:53:54]

另外，由于比特幣的網絡結構特性，如果進行較大規模的改動，還需要獲得多數比特幣礦工的支持。這時，比特幣核心開發者便提出了側鏈方案。這種技術允許開發人員將新功能附加在其他的區塊鏈，但是這些區塊鏈仍然附著在現有比特幣區塊鏈上。這些區塊鏈中新功能可以充分利用現有比特幣的網絡特性，而不會對現有的比特幣網絡造成危害。

觀點：區塊鏈正在構建政府服務的基礎設施，并將改變政府服務:9月26日消息，Matthew Van Niekerk表示，區塊鏈政府不僅將區塊鏈用于身份和投票等基本服務，還將作為經濟增長的框架。區塊鏈技術現在正在構建政府服務的基礎設施。該技術已達到國家戰略重要性的最高水平，中國和歐洲在建立區塊鏈基礎設施方面的努力證明了這一點，雖然無法準確預測全球區塊鏈基礎設施將采用何種形式，但可以肯定的是，該技術正在崛起。（Cointelegraph）[2021/9/26 17:08:13]

側鏈的進一步發展是在2014年，為了將側鏈由概念轉化成現實，AdamBack、MattCorallo等比特幣核心開發者共同發起成立了Blockstream公司，并在同年十月，發布了白皮書《EnablingBlockchainInnovationswithPeggedSidechains》，首次明確提出了側鏈的概念及其協議實現方案。

觀點：澳大利亞區塊鏈和加密公司需要監管機構的更多支持:據CoinDesk 2月16日消息，澳大利亞區塊鏈協會（Blockchain Australia）首席執行官史Steve Vallas表示，澳大利亞的區塊鏈和加密貨幣公司需要聯邦政府和監管機構的更多支持，以增強對該國商業領域的信心。[2021/2/16 19:51:11]

錨定側鏈協議設計原則

側鏈協議設計原則應考慮以下幾個方面：

資產主權明確性：一個用戶在一條鏈上的資產被轉移到另一條鏈上后，還應該可以轉移回到原先鏈上的同一用戶名下。

側鏈防火墻性能：側鏈之間應該有防火墻：資產轉移應該沒有對手卷款逃跑的風險；

資產轉移風險可控：一條鏈上的軟件錯誤造成鏈上資產的丟失或增加不會影響另一條鏈上的資產丟失或增加。

觀點：ETH社交網絡熱度激增表示其漲勢可能很快停止:鏈上數據監測商Santiment在推特表示，有跡象表明以太坊持續的漲勢可能很快停止。社交媒體上提到“以太坊”的次數達到了自2019年7月以來的最高點。這被認為是樂觀的，但從歷史上看，社交網絡流量的激增與價格到達頂部是一致的。[2020/7/29]

資產轉移原子性：資產的轉移必須是原子操作，即要么全發生，要么不發生；

側鏈獨立性能：側鏈有獨立的區塊鏈，有獨立的受托人或者說見證人，同時也有獨立的節點網絡。

02

側鏈關鍵技術

側鏈實現的技術基礎是雙向錨定，通過雙向錨定技術，可以實現暫時的將數字資產在主鏈中鎖定，同時將等價的數字資產在側鏈中釋放，同樣當等價的數字資產在側鏈中被鎖定的時候，主鏈的數字資產也可以被釋放。其實現技術有以下幾種：

觀點：BTC在數年內達到100萬美元意味著貨幣體系發生災難性崩潰:Facebook前高管Chamath Palihapitiya此前曾表示，目前的全球經濟危機對比特幣而言將是一大利好，未來幾年它可能會以數百萬美元的價格進行交易。然而行業投資者Ceteris Paribus就此表示，盡管這種觀點可能是正確的，但這是一種危險的情緒。他表示，“甚至不知道自己是否想”看到在未來幾年里出現100萬美元的比特幣。Paribus解釋稱，從他的角度來看，這需要“當前貨幣體系發生災難性崩潰”時才能發生，而屆時法定貨幣將在短期內失去所有價值。如果比特幣價格真正達到100萬美元，即比目前的市場價格高出13000%，“如果這來得太快”，轉變過程不會很愉快。（NewsBTC）[2020/4/24]

單一托管模式

將數字資產發送到一個主鏈單一托管方，當單一托管方收到相關信息后，就在側鏈上激活相應數字資產，而這個解決方案的最大問題是過于中心化。

聯盟模式

聯盟模式是使用公證人聯盟來取代單一的保管方，利用公證人聯盟的多重簽名對側鏈的數字資產流動進行確認。在這種模式中，如果要想盜竊主鏈上凍結的數字資產就需要突破更多的機構，但是側鏈安全仍然取決于公證人聯盟的誠實度。

SPV模式-區塊鏈糾纏

在側鏈的交易中嵌入主鏈，側鏈區塊有雙父塊，側鏈節點驗證的主鏈父塊是比特幣最長鏈，側鏈區塊通過主鏈事務中的加密承諾來錨定。

驅動鏈模式

在驅動鏈中，礦工作為‘算法代理監護人’，對側鏈當前的狀態進行檢測。驅動鏈將被鎖定數字資產的監管權發放到數字資產礦工手上，并且允許礦工們投票何時解鎖數字資產和將解鎖的數字資產發送到何處。礦工觀察側鏈的狀態，當他們收到來自側鏈的要求時，他們會執行協調協議以確保他們對要求的真實性達成一致。

混合模式

上述所有的模式都是對稱的，而混合模式則是將上述獲得雙向錨定的方法進行有效的結合的模式。

03

側鏈應用項目

典型應用項目

LiquidNetwork

由Blockstream公司開發，基于強聯盟的概念，除了用戶以外，還有兩個特殊的角色：守望者-通過簽署多簽名交易，參與將資產移入和移出側鏈。塊簽名者(BlockSigners)-通過添加簽名來參與創建塊，以計算驗證建議塊所需的閾值，從而定義事務的共識歷史。

ROOTSTOCK

第一個和比特幣雙向錨定的開源的智能合約平臺，礦工通過聯合挖礦獲得獎勵。RSK的目標是實現智能合約、即時支付以及更高的可擴展性，為比特幣生態系統增加價值和實用性。

閃電網絡

通過將資金發送到由多方掌管密鑰的多重簽名地址，閃電網絡構建起一個支付渠道。收付雙方之間的交易在鏈下完成，無論這個交易渠道關閉時的余額是多少，這些余額都會被如數發回用戶的錢包。其核心的概念主要有兩個：準備金制度和限時轉賬，前者解決了鏈下交易的確認問題，后者解決了支付通道的問題。

BTCRelay

允許以太坊合約在沒有任何中間人的情況下安全地驗證比特幣交易：用戶可以使用比特幣支付運行以太坊DAPP。

應用展望

當前側鏈技術尚處于起步階段，一些關鍵性問題還有待解決，但仍有望在單一資產生態和跨資產交互的兩個方向取得突破性進展。其中，在單一資產生態方面，有兩個方向需要關注：新技術的測試，清算層與應用層分離，在跨資產交互方面，目前已有Interledger、BTS、polkadot、cosmos等跨鏈技術，這些都值得關注。此外，跨鏈技術的發展需要在安全、可擴展性、去中心化之間找到平衡點，當前跨鏈技術發展階段與早期互聯網發展階段相似，可借鑒互聯網底層協議的制定原則。

側鏈技術在未來的發展前景廣闊。在CPChain所聚焦的物聯網領域為例：區塊鏈與物聯網的結合將產生新的商業模式，而基于不同物聯網應用場景所開發的行業側鏈將有望實現數據資產的互通及應用、滿足多方數據交易要求及物聯網大數據的人工智能決策等需求。

關于側鏈技術的應用和推廣，你有其他的看法嗎？你還知道有哪些側鏈項目嗎？歡迎向公眾號留言！

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