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链上公开课:侧链协议的实操与应用案例
2018-12-03
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熊市茫茫,学个一技傍身!

上一期《链上公开课》,五六财经为大家介绍了,侧链的定义与基本概念, 当然从区块链技术角度来说,侧链就相当于是一个跨链交易的纽带协议,以及技术迭代的试验场,这个新兴的技术从2014年被机构提出后,经过如此长的事件发展,仍旧没有得到普及,原因就是其存在一定的技术门槛。

今天《链上公开课》的内容,就是要承接上期课程的主题,在介绍过侧链的基本定义与概念之后,我们来聊聊侧链的应用和实操。

知识点复习,侧链协议的特性:

侧链并不是如公、私、联盟链一样的区块链种类,而是一个协议,所有使用侧链技术的区块链,都遵循这个协议,其主要实现的功能有以下两点。

1、一种提供价值资产跨链交易的技术。

2、附着在主链(例如比特币区块链)上的模拟“实验场”。  

在复习完侧链的基本定义后,我们为大家准备了一些正在实施的侧链协议案例,下面就为大家一一介绍。

侧链案例的列举:

在目前阶段,知名度较高的依托比特币区块链平台侧链有很多,这里我们为大家列举两个具有代表性的,它们是BTC Relay、Rootstock。

BTC-Relay由ConsenSys团队推出BTC Relay一直被认为是第一个侧链, BTC Relay项目是在以太坊基金会之下诞生并成长起来的,BTC Relay其主要原理是BTC Relay把以太坊网络与比特币网络以一种安全去中心化的方式连接起来。

BTC Relay通过使用以太坊的智能合约功能可以允许用户在以太坊区块链上验证比特币交易。侧链机制不仅允许用户将交易发送到其他的地址或账户,还可以发送到其他的区块链。BTC Relay使用区块头创建一种小型版本的比特币区块链,以太坊DApp开发者可以从智能合约向BTC Relay进行API调用来验证比特币网络活动。

RootStock:是一个建立在比特币区块链上的智能合约分布式平台。它的目标是将复杂的智能合约实施为一个侧链,为核心比特币网络增加价值和功能。RootStock实现了以太坊虚拟机的一个改进版本,它将作为比特币的一个侧链,使用了一种可转换为比特币的代币作为智能合约的“燃料”,其原理示意图如下:

根链和以太坊在功能上高度重合,它们都是一个点对点的分布式计算网络,根链没有发行任何代币,可以实现与比特币一起挖矿,即“联合挖矿”。

“双向锚定(Two-way Peg)”:可以实现将主链上的资产锁定,在侧链上释放等价固定侧链资产;当侧链上的资产在侧链上锁定之后,主链上之前被锁定的等价主链资产可被释放。

通过双向锚定技术,可真正实现,资产在不同区块链之间的转移。双向锚定技术实现的最大难点是侧链协议需兼容现有主链的协议,不能对现有主链的功能造成影响。简单说,就是比特币和外围区块链,有个换算关系,计算的时候可以锁定,算清楚了就结算。

双向锚定在实操层面的几个阶段:

1、发送锁定交易:把比特币锁定在主链上。由比特币持有者操作,发送一个特殊交易,把比特币锁定在区块链上。

2、确认期:作用是等待锁定交易被更多区块确认,可防止假冒锁定交易和拒绝服务攻击,典型的等待时间是1-2天。

3、赎回动作的确认期结束后,用户在侧链上创建一个交易花掉锁定交易的输出,并且提供一个SPV工作量证明,输出到自己在侧链上的地址中去。该交易称为赎回交易,SPV工作量证明是指赎回交易所在区块的工作量证明。

4、竞争期:作用是防止双花,在此期间:新传输到侧链的比特币不能使用、赎回交易不会被打包到区块、如果有工作量更大的工作证明出现,即该赎回交易包括了比特币主链更大难度的SPV证明,则上一个赎回交易将被替换。

竞争期结束后,该赎回交易将被打包到区块中,用户可以使用他的比特币。从侧链转比特币到主链的过程也是如此,这就是侧链双向锚定协议。

1、单一托管模式

指的是:在主链上指定一个特殊的托管方(比如交易所),当托管方接收到锁定信息时候,该托管方同步协议到侧链,解锁对应等价侧链货币资产。

缺点是:过于中心化

2、联盟托管模式

与单一托管模式的区别在于,多个托管中心共同确认侧链的数字资产流动。

使用的是DMMS(DynamicMembers Multi Signature)动态乘以多重签名机制,在这种模式中,如果要想盗窃主链上冻结的数字资产就需要突破更多的机构,但是侧链安全仍然取决于联盟的诚实度。

缺点:存在安全隐患

3、SPV模式

在SPV模式中,用户在主链上将数字资产发送到主链的一个特殊的地址;

这样做会锁定主链的数字资产,该UTXO输出仍然需要6个区块的确认期,以确认相应的交易已经完成,随后会创建一个SPV证明并发送到侧链上。此刻,一个对应的带有SPV证明的交易会出现在侧链上,同时验证主链上的数字资产已经被锁住,然后就可以在侧链上打开具有相同价值的另一种数字资产。

缺点:对主链进行软分叉。

4、驱动链模式

在驱动链中,矿工本质上就是资金托管方,矿工们负责对侧链当前的状态进行检测。驱动链模式下,允许矿工们投票何时解锁数字资产以及将解锁的数字资产发送到何处。

矿工实时监测侧链的状态,当他们收到来自侧链的请求时,他们会执行投票以确保他们对当前侧链的请求的真实性达成共识。诚实矿工在驱动链中的参与程度越高,整体系统安全性也就越大。

缺点:对主链进行软分叉。

写在最后:

综合的来看,侧链协议的大范围落地,仍旧存在一定的难度,其中的关隘问题,就在于侧链协议的技术难度,和现有公链的需求程度。从难度这一维度来说,侧链确实能够解决区块链自身的进化问题,但侧链的实现进度却有目共睹,存在技术门槛,且提升的程度有限,这就变成了一个性价比的问题。另外,除比特币以外的公链,如ETH和EOS等,也有分片等一系列技术支撑,对于侧链技术的需求没有现象中的那么大·。

以上,就是今天五六财经《链上空开课》的内容,有关于侧链的实操,还需要项目方以及链圈人士的发展,而我们也仅仅是在有限的精力范围内,为大家将目前有关于侧链的一些知识进行系统的整理,希望大家能够喜欢我们《链上公开课》的相关内容,在随后我们也将继续为大家持续不断的输出原创内容。

关于《链上公开课》:不知从何时起,一股区块链之风,已经吹遍了全世界,号称能改变世界的它,到底从哪来?是什么?有啥用?虚拟货币究竟是不是一场骗局?五六财经独家《链上公开课》,为您解读!

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