技術視點 | 如何解決目前所有跨鏈方案面臨的問題和挑戰？_區塊鏈

題記：區塊鏈作為一種分布式賬本技術，可以被應用在金融、健康醫療、供應鏈、資產管理等諸多領域，但是受吞吐量、網絡孤立性、伸縮性等因素的制約，目前的區塊鏈項目并不能很好的服務于商業應用。在區塊鏈所面臨的諸多問題中，網絡孤立性阻礙了不同區塊鏈之間的協同操作，極大程度的限制了區塊鏈的發揮空間。

一、引言

在前面的技術視點文章中，我們詳細介紹了本體跨鏈的六大模塊的具體設計和實現，相信大家對本體跨鏈技術有了一個基本的了解。

圖|網絡

這次我們主要介紹

動態 | 西安市區塊鏈技術應用協會成立:金色財經報道，10月28日，由西安市區塊鏈技術應用協會主辦，陜西萬家區塊鏈研究院有限公司承辦，西安紙貴互聯網科技有限公司等17家企業單位共同協辦的“西安市區塊鏈技術應用協會成立大會暨首屆西部區塊鏈技術應用峰會”在西安綠地假日酒店召開。協會將探索西安市打造政、產、學、研、用一體化區塊鏈生態體系的可持續發展路徑，推動西安市區塊鏈技術的研發與落地。[2019/10/30]

目前所有的跨鏈方案所面臨的問題和挑戰，以及為了應對這些問題和挑戰給出的進一步改進和優化方案。

二、

側鏈作惡

跨鏈交互中涉及到的一個重要安全問題就是如何防止側鏈驗證人集體作惡，即

側鏈作惡。

動態 | 中國電子商務協會被撤銷登記，旗下設有區塊鏈技術研究院:12月20日，中國民政部官網發布消息稱，中國電子商務協會（China Electronic Commerce Association，CECA）被作出撤銷登記的行政處罰，并將其列入社會組織嚴重違法失信名單，因其存在連續三年未按規定接受全國性社會團體年度檢查的違法行為。據悉，中國電子商務協會旗下設有中國電子商務協會區塊鏈技術研究院。[2018/12/22]

在Cosmos中側鏈是自治的系統，側鏈驗證人的選舉由側鏈自己決定；而在Polkadot中，側鏈驗證人的管理由Polkadot主鏈決定。無論是自治的驗證人選舉還是統一的驗證人選舉，都會面臨一個根本性的問題——

這些側鏈驗證人都不一定可靠。若跨鏈交互的中任意一種或多種資產實際價值大于驗證人抵押的實際價值，驗證人會有足夠的動力去作惡。

聲音 | Joseph Young：過去兩個月是加密技術最有成效的時期:數字貨幣分析師Joseph Young發推文稱，我相信過去的兩個月是加密技術最有成效的時期，特別是在使市場制度化和加強其基礎設施方面。許多人問為什么它對價格沒有任何影響。缺乏對價格的影響可能意味著場外積累正在發生。[2018/10/7]

例如：

某個dApp的開發者同時在主鏈和側鏈上部署了智能合約，希望進行跨鏈的資產交互。當該dApp的用戶將一部分資產轉移到側鏈后，如果這部分資產的實際價值大于側鏈在主鏈上抵押資產的實際價值，那么惡意的側鏈可以直接將這部分的資產轉移到自己的名下，最終轉移到主鏈上并在交易所賣掉了這部分的資產。

當然，側鏈驗證人在主鏈抵押的保證金會賠付用戶的部分損失。但是如果側鏈驗證人在主鏈上抵押資產的實際價值小于這部分用戶資產的實際價值，惡意的側鏈驗證人會有動力采取集體作惡的方式來獲益。

金色晨訊 | 農業銀行將區塊鏈技術應用于供應鏈金融:1、農業銀行將區塊鏈技術應用于供應鏈金融?。

2、歐洲6國商家開始使用數字貨幣支付。

3、重慶渝中區將建區塊鏈應用案例展示中心。

4、BCH壓力測試結果顯示，210萬筆交易沒有導致費用激增。

5、Bitfi錢包再次被兩個安全研究人員入侵。

6、通訊公司Line Corporation應用區塊鏈技術和通證模式建立回饋系統。

7、Coinbase正在考察都柏林作為下一個辦事處的可能。

8、Crypto Facilities將推出多個數字貨幣永久性期貨合約。

9、Bittrex收購馬耳他區塊鏈公司Palladium10％的股權。[2018/9/3]

作惡方式

現有的跨鏈方案中大都采用

?MerkleTree?證明的方式，即側鏈會在每一個區塊中生成當前區塊中所有交易產生狀態的StateRoot，側鏈驗證人會對該StateRoot?進行簽名。當有跨鏈交易發生時，通過驗證該StateRoot即可驗證跨鏈狀態的合法性。

若側鏈驗證人發現用戶跨鏈交互的資產實際價值大于這些驗證人抵押資產的實際價值，那么側鏈驗證人可以基于當前區塊偽造一個StateRoot，即無視當前區塊的執行結果，強行構造一個對自己有利的StateRoot，從而竊取用戶鎖定在主鏈上的資產。

三、如何解決側鏈作惡

我們可以設置一個

挑戰期，在挑戰期內可以分為如下幾個步驟進行作惡舉證：

(1)是否能提交作惡的區塊；

(2)是否能提供作惡的交易的前一個狀態；

(3)是否能提供作惡的智能合約；

(4)是否在對應虛擬機中運行生成的StatesRoot是否與當前區塊的StateRoot一致。

驗證人作惡是通過集體在當前區塊構造虛假的StateRoot，但區塊中的交易因為無法偽造用戶簽名并不能被改變。因此，針對驗證人作惡的情況，我們提出一個解決該問題的設想。

在挑戰期內，若發現某一筆交易作惡，可以通過作惡區塊、作惡區塊中的交易、作惡區塊中交易的前一個狀態、作惡智能合約去對應的虛擬機中運行結果，并比較運行產生的StateRoot與提交作惡區塊中的StateRoot是否一致，從而驗證該StateRoot是否合法。

圖|網絡

同時，不管是否有跨鏈交易的發生，Relayer都會實時監聽側鏈的情況，若監聽到當前區塊頭的StateRoot與實際運行StateRoot的不符，可立即提交該證明到主鏈中，舉證側鏈的惡意行為，并獲得側鏈驗證人抵押在主鏈中相應的激勵。

可以看到，目前該方案也存在進一步優化的空間。其驗證過程稍顯復雜，特別是對于異構鏈而言；另外，挑戰期的存在對用戶也不是足夠的友好。因此，本體會在該方案的基礎上繼續研究其它更可行、更高效的解決方案。

四、后記

在這一系列關于跨鏈的技術視點文章中，我們給大家帶來了關于跨鏈設計的相關具體細節。目前，本體提供了詳細的跨鏈使用教程和多鏈開發手冊，希望廣大技術愛好者來體驗本體跨鏈測試網絡。

多鏈開發手冊

https://github.com/siovanus/documentation/blob/master/multichain/Testnet_Dev_Manual.md

跨鏈使用教程：

https://github.com/siovanus/documentation/blob/master/multichain/Tutorial_Case.md

來源：本體

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