深度 | 如何進行資產跨鏈？_比特幣:區塊鏈技術就業前景

來源：微信公眾號?ChainX社區

原標題：《淺談資產跨鏈》

資產交換是加密世界的第一需求。也是行業發展的源動力。

隨著區塊鏈浪潮席卷全球，持續影響人類社會商業文明。一方面帶來了原生加密資產的持續爆發，另一方面也帶來了真實世界商業資產加密化的指數級增長。當前的加密世界呈現出三個趨勢：

多樣化

自比特幣誕生以來，各類競爭鏈、創新鏈層出不窮。鏈級Coin在不斷增加，鏈上原生Token不斷出現，還有各類許可鏈、私有鏈帶來的各種各樣的資產上鏈源源不斷。這在可預見的未來持續爆發。

垂直化

由于用戶需求的多樣化、區塊鏈擴展性的限制，公有鏈會趨向垂直分工，每條公有鏈都有主打特色功能滿足用戶特定需求。而許可鏈本身就是為特定利益聯盟、特定細分需求、特定行業領域而服務，已自動垂直化。

碎片化

當前絕大多數鏈與鏈之間由于技術、社區、生態、競爭等原因無法連接互通。這帶來了用戶、資產、應用、數據的割裂。用戶需求無法進一步得到滿足。譬如無法使用BTC參與ETH的DEFI生態，無法使用ETH實現匿名隱私等等。

當下已進入了萬物皆資產、資產即價值、價值即可交易的時代。若鏈與鏈之間無法突破隔離，無法建立有序連接、無法進行資產跨鏈、自由流動、低摩擦互換，則無法實現區塊鏈價值物聯網的愿景。

資產跨鏈的商業價值

資產跨鏈流通、自由交互在商業上給網絡和用戶帶來了三個顯著的價值：

資產交換

資產跨鏈給資產交換帶來安全和透明。用戶可以基于鏈上匿名身份，在加密世界自由進行資產交換，不需要KYC、不需要中心化審核、不需要信任第三方、不會買到假資產、資產也不會被挪用占用，資產控制權永遠掌握在用戶手里。

擴展協作

鏈和鏈之間可以有所分工，各自專注于專業化和垂直化，以獨特功能服務好用戶。彼此之間通過跨鏈的方式進行協作互補。從全面競爭轉向開放協作，全面提升網絡價值和網絡效應。譬如BTC發揮數字黃金作用，流入其他鏈作為基礎貨幣發揮價值存儲作用，Libra可以進入其他鏈平臺發揮交易媒介作用，Zec可以幫助其他鏈增強隱私功能，等等。

HyperGraph與NFT-Hero達成深度戰略合作關系:據官方消息，HyperGraph 與 NFT-Hero 構建戰略合作關系，NFT-Hero 平臺不但基于 HyperGraph 開發 NFT平臺、以及自研IP超級三國的數據服務，未來NFT平臺上的數據索引與查詢服務以及跨鏈后的相關數據服務也將和HyperGraph合作開發。NFT-Hero報名 HyperGraph 數據網絡節點，將第一批上線提供服務。[2021/6/3 23:07:59]

開放金融

基于跨資產的融合將會帶來開放金融應用更廣闊的前景。當下開放金融應用被認為是區塊鏈最具備爆發力的場景之一。但當前受限與鏈與鏈之間割裂，開放金融應用受困于單資產和單一用戶群。無法低摩擦進行擴展。譬如以太坊的MakerDao應用，當前受限于只能使用ETH或ERC20Token作為抵押物，并且只能服務以太坊用戶。由于BTC無法支持智能合約，所以MakerDao無法部署于BTC。另外為了服務EOS用戶，MakerDao需要再在EOS鏈上重新部署一套MakerDao智能合約。這個是完全隔離的世界。如果有資產跨鏈，這一切就會變得非常不一樣。一個應用只需部署一次，通過資產跨鏈可以使用所有資產，同時為所有鏈的用戶提供服務。

資產跨鏈的技術概覽

技術本質

所謂資產跨鏈，并不是“真的”跨鏈。以BTC跨鏈到以太坊為例，所有技術方案要實現的目標不是通過在比特幣和以太坊之間建立直觀的連接，將真正的BTC路由到以太坊上，這無法實現。因為，所謂的Coin或Token本質上都是一種加密數學表示，并且只能依附于當前宿主鏈上。比特幣和以太坊是兩套異構的鏈，他們的數據結構和網絡上下文均不一樣，無法直接無損轉換。

資產跨鏈的過程，其實是可以拆分為映射資產的發行和銷毀。

要進行跨鏈的資產在源鏈上進行安全鎖定，再在目標鏈上發行等額的映射資產，這是資產跨鏈出去，也是映射資產的發行過程。在目標鏈上銷毀映射資產，再在源鏈上進行資產解鎖，這是資產跨鏈回來。在這兩個過程中，技術方案的目標是使得鎖定-發行、銷毀-解鎖的安全原子性。

簡而言之，資產跨鏈的本質是嚴格100%的安全透明映射。

資產跨鏈的技術方案可以簡單分為兩類，中心化方案和去中心化方案。

西安經開區大力推進區塊鏈等數字技術與傳統產業深度融合:9月25日，西安經開區5個首批市級數字經濟示范區、園、平臺項目，3個2020年數字西安建設優秀成果和最佳實踐案例被正式授牌。經開區以打造西部先進制造業和數字經濟高質量發展示范區為目標，搭建“4+4+4”產業體系，發揮自身優勢，對現有產業進行數字化升級改造，大力推進物聯網、5G、大數據、區塊鏈等數字技術與傳統產業深度融合。（西安日報）[2020/9/28]

中心化方案

商業機構或中心化組織以信譽或資產擔保，承擔跨鏈中介，通過中心化記賬系統完成資產跨鏈過程的資產鎖定發行和銷毀解鎖過程。典型如交易所的幣幣兌換，用戶從BTC錢包充值BTC到交易所，在交易所將BTC兌換成ETH，再將交易所的ETH提現到用戶ETH錢包，這也是完整資產跨鏈過程。

中心化方案依賴人的信任。資產跨鏈過程對于用戶而言是黑盒，不透明不受控。只要資產存留在中心化系統中，就會有假資產、資產挪用、資產占用、無法足額映射等風險。控制權不屬于用戶。

去中心化方案

相對于中心化方案對人的信任。去中心化方案要求去除人的中介，力求以去中心化技術來承擔中介，強調對密碼學安全的信任，做到嚴格的100%安全透明映射。

在具體技術實現方案上，鏈和鏈之間互相獨立，無法建立直接連接，鏈之間無法直接感知對方狀態變更。因此需要搭建通信橋梁。在通信橋梁選擇上，也有去中心化程度不同的選擇。通常來說分為三大類：

哈希鎖定

哈希鎖定是一種原子互換技術。它通過哈希時間鎖的方式對交易參與雙方實現資產鎖定與托管。它的實現模式上需要交易雙方嚴格的參與流程，苛刻的時間鎖定要求，和端對端的通信要求，但交易雙方完成交易流程，跨鏈資產立即原子互換。它完全去中心化、安全、透明、無第三方參與。

見證人

見證人是一種多中心或弱中心的模式。相對于中心化方案對單方的信任，見證人模式選擇相信多方信任。它選擇一個多方委員會，對于跨鏈過來的消息，只要多數驗證人同意即可執行。即是信任多數驗證人的安全。跨鏈過程資產交由多個見證人共同托管。見證人模式的資產跨鏈安全和透明相對中心化方案有了較大提升。并且對交易雙方較為友好，具體實現上也較為簡單。因此該模式得到了廣泛應用。但其本質上還是依賴對人的信任。另外也有方案是在該模式下進一步將見證人規模分布式化，秘密化，以進一步提高去中心化程度，但也帶來了更好的復雜度。

動態 | “推進京津冀跨域立案全覆蓋座談會”一致認為推動區塊鏈等同立案工作深度融合:據河北法院網報道，7月2日，“推進京津冀跨域立案全覆蓋座談會”在唐山市中院召開，大家一致認為，要針對京津冀跨域立案工作中面臨的新情況新問題，深入調查研究，更新觀念創新發展，推動大數據、人工智能、區塊鏈等科技創新成果同立案工作深度融合，實現京津冀協同立案、一體化立案訴訟服務，推動實現訴訟事項跨區域遠程辦理、跨層級聯動辦理，切實解決好異地訴訟不便等問題。[2019/7/5]

輕節點式側鏈中繼

所謂輕節點，是指通過輸入較少量數據和較小計算資源即可獲得安全和正確反饋的一種驗證方式。在資產跨鏈領域運用主要在對跨鏈區塊頭和交易證明的驗證上。

在該方案中，主要由資產跨鏈雙方互埋對方輕節點實現，再加上中繼作為通信橋梁，進行雙向通知。正是由于雙向輕節點的去信任驗證功能，可以做到對中繼的去信任化。輕節點的實現中采用和原鏈一致的共識驗證算法，對原鏈所有區塊頭進行驗證，并通過交易根和交易簽名來驗證數據安全性，在資產跨鏈過程用戶資產也是托管于輕節點，沒有第三方的參與，無需對第三方信任，做到原鏈最高級別安全。鎖定-發行、銷毀-解鎖過程完全采用跨鏈證明來自動執行，完全去信任化。

總的來說，在資產跨鏈的技術方案選擇上，雙向的輕節點式側鏈中繼是最優方案，其次是見證人方案。

其他自由組合

如果將資產跨鏈拆解為兩部分：資產托管、交易證明。可以不限于上文所述兩大分類，針對資產托管和交易證明根據不同安全要求、實現難度、業務場景需要，選擇不同的技術組合。

資產托管

輕節點合約、多簽合約、多簽地址、分布式密鑰地址、單私鑰等。

交易證明

共享安全、側鏈中繼、多見證人、單私鑰等。

資產跨鏈不可能三角

盡管資產跨鏈技術方案有眾多選擇，同時業內也在繼續探索新的技術。但依然有諸多瓶頸和限制，一般而言在具體實施會遇到去中心化、安全性、易用性三難問題，需要多方權衡。

去中心化

完全的去中心化是技術極限，也是技術的制高點。一般來說，去中心化程度越高，去信任化程度也會越高，也會相應更安全。因此在選擇區塊鏈方案時，會盡可能選擇去中心化程度高的方案。

動態 | 國家發改委及水利部印發行動方案，加強區塊鏈等技術與節水技術、管理及產品的深度融合:近日，國家發改委及水利部印發的《國家節水行動方案》指出，要加快關鍵技術裝備研發。推動節水技術與工藝創新，瞄準世界先進技術，加大節水產品和技術研發，加強大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術與節水技術、管理及產品的深度融合。重點支持用水精準計量、水資源高效循環利用、精準節水灌溉控制、管網漏損監測智能化、非常規水利用等先進技術及適用設備研發。[2019/4/18]

但需要注意的是，去中心化程度并不完全等同于安全性。選擇高度去中心化的方案也具備高度復雜性。以去中心化程度最高的雙向輕節點側鏈中繼為例，復雜性一方面體現在輕節點帶來的穩定性隱患，穩定性隱患會消耗安全性，因為畢竟是兩條鏈之間的雙向契定，其中一端的變更必須同步變更另一端，否則會極大影響另一端。另一方面體現在用戶體驗上，用戶需要在所有跨鏈端均有賬戶及相關跨鏈操作技能才能正確攜帶跨鏈信息，這對普通用戶有極高的門檻，在易用性上大打折扣。另外中心化越高反而機制會更簡單，這降低了操作失敗的機會以及總安全成本。

高度去中心化的方案在實施時也會遇到很大的挑戰。因為需要跨鏈兩端均具備同樣跨鏈條件。以去中心化程度最高的輕節點雙向輕節點側鏈中繼為例，該方案需要很強的智能合約表達能力，所以它在現有大多數公鏈上無法實施。譬如BTC無智能合約功能，以太坊雖有智能合約但表達功能太弱無法在鏈上實現輕節點。因此在與此類鏈進行資產跨鏈時只能退而求其次選擇單向輕節點或見證人模式，譬如ChainX的XBTC產品。

安全性

資產安全對用戶而言非常重要，對于資產托管安全，盡可能選擇高安全的輕節點合約、多簽合約的方式，退而求其次可以選擇多簽地址的方式。單方托管是安全性極低的方式。但安全性越高，用戶易用性就越低。在小額或實時要求高的場景里，用戶反而會喜歡選擇最低安全的單方托管但體驗最好的跨鏈方式。

易用性

大多數普通用戶無法理解公私鑰、更無法理解資產跨鏈。原生態的跨鏈體驗往往具有復雜的賬戶體系和跨鏈操作。一般而言，大部分用戶只需要簡單流暢的用戶體驗，而安全性交給對商業機構的信用背書。以現有的技術方案來說，極簡的用戶體驗往往伴隨著安全性的下降。

因此，是用戶體驗至上、還是安全第一、還是去中心化最重要？三者暫不可兼得，需要結合具體需求認真考量。

聲音 | 互金協會李禮輝：區塊鏈等數字技術的深度融合能夠提高信用評價:據新浪財經消息，12月8日，以“探索金融與科技融合發展之道”為主題的2018第二屆中國互聯網金融論壇今日在京召開，中國互聯網金融協會區塊鏈研究工作組組長、中國銀行原行長李禮輝表示，大數據、云計算、人工智能、區塊鏈等數字技術的深度融合能夠提高信用評價、風險定價和投資決策效率。為了更好地加強數字技術在驅動開放銀行業務轉型升級方面的作用，我們應該不斷地推進大數據、人工智能、云計算、區塊鏈等數字技術的集成，以效率為中心，重構金融服務流程，打造零距離、多維度、一體化的開放銀行服務模式，全面提升金融服務的質效。[2018/12/8]

跨鏈BTC產品

比特幣的誕生開創了一個新時代，是新世界的奠基石。是當前加密行業的創新源泉。也因為比特幣，才有了區塊鏈，才給世界帶來了更多可能性。

然而如果只從技術角度去考量，比特幣是一門非常古老的技術流派。老到可以稱為遠古時期。技術上的簡單帶來了極致的穩定。穩定帶來了流量帶來了大眾意識。但穩定也帶來了止步不前。有很多聰明的頭腦想盡辦法帶來新想法給其添磚加瓦，但都徒勞無功，最終只能另辟蹊徑。即使作為開發者想在比特幣上進行二次開發，也會發現頗為困難，因為其技術生態支持和其他加密生態相比已經有巨大的差距。

比特幣從技術上已無進化可能，不具備創新土壤。但從商業角度，比特幣依然擁有最大的商業慣性力量。它在加密生態中的市場價值、流動價值、商業價值、用戶基礎等方面依然無法替代。

因此，如何通過跨鏈技術，使得比特幣資產可以進入新的創新用戶場景、使得比特幣資產具備新技術能力一直是業界一個重要的產品創新探索方向。

下文簡單概述市面上幾種跨鏈BTC產品。

XBTC

跨鏈項目ChainX推出的跨鏈BTC產品。ChainX基于Substrate技術，自帶區塊鏈3.0時代的創新基因。對輕節點、運行時計算有強大支持。因此，對跨鏈天然友好。

ChainX在去中心化資產跨鏈領域一度走在市場前列。上線之初極短時間內跨鏈BTC價值就突破千萬美金，跨鏈BTC數量也快速超越閃電網絡BTC數量。已是事實上比特幣最大的側鏈和二層網絡。同時，也由于ChainX的跨鏈技術的去中心化特性，推動了市場多款主流BTC錢包對OP_RETURN的廣泛支持，OP_RETURN是比特幣進入去中心化跨鏈時代的必備條件。這讓市場重新回歸到對資產跨鏈去中心化的關注，也為比特幣未來更廣泛的去中心化跨鏈打下堅實基礎。

在技術上，XBTC采用的是去中心化程度較高的輕節點式側鏈中繼和見證人想結合的方案。ChainX在鏈上使用Wasm技術首次實現比特幣輕節點，支持比特幣區塊頭的POW驗證和完整的交易證明驗證，使得在比特幣到ChainX方向的跨鏈完全實現去中心化和比特幣式安全。用戶XBTC資產完全由比特幣輕節點托管和驗證。鎖定-發行過程完全自動化安全化。在ChainX鏈向比特幣鏈跨鏈方向上，由于比特幣不具備圖靈完備能力，無法在鏈上實現完整輕節點，故只能折衷采用見證人模式，由多位驗證人通過鏈上多數派投票完成銷毀-解鎖流程。用戶BTC資產托管于比特幣多簽地址，由最多15位各自獨立具備背書的信托人共同托管。同時，比特幣多簽托管也實現了硬件級別的冷熱分離結構，進一步了提高安全性。冷熱多簽托管地址完全公開接受社區所有人監督，所有資產變動記錄在比特幣鏈上均完全透明，每筆流水變動均能查詢到當筆信托簽署人。實現了真正的公開、透明和極高的安全保障。簡而言之，在當前的跨鏈技術方案體系下，面對比特幣鏈上客觀技術條件，該方案在去中心化、安全性上已是最優解。

WBTC

WBTC是第一個以足額BTC背書在以太坊平臺上發行映射token的產品。社區主導，由多家DEX和DEFI開發商、錢包、中心交易所組成聯盟所支持。旨在為以太坊生態注入比特幣流動性和交易價值。

WBTC由托管人、兌換商組成。強調信譽、流程、合規和多方制衡。用戶資產最終托管于托管人的比特幣多簽地址中，但托管人不能直接在以太坊上發行映射資產，除非兌換商和托管人腐化勾結。兌換商面向用戶需求，執行KYC，處理用戶的兌換WBTC要求，接收用戶的真實BTC轉賬，向智能合約初始化申請映射資產，并向托管人轉移真實BTC，托管人確認BTC資產后進行人為鎖定，批準智能合約的WBTC映射，兌換商得到WBTC，并將映射資產轉給用戶。反向的銷毀-解鎖流程由托管人向兌換商發起BTC資產轉移，再由兌換商在合約上申請銷毀，最后由托管人確認銷毀。在跨鏈過程中，托管人收取鑄造和銷毀費用，兌換商收取映射資產流通費用。

WBTC雖然在鏈上公開托管地址以增加公開透明度和安全信心。但終究是以多方角色參與制衡來提升去中心化而不是技術手段。安全是基本以多方信譽來保障。另外用戶端參與要求KYC，對于不合規用戶既無法參與信任。

tBTC

類似于WBTC，tBTC也是發行于以太坊平臺上使用足額BTC抵押發行映射token的可贖回的產品。tBTC在抗審查、去中介化、去信任化、去中心化和安全性上面做到了跨越式提升。但其借鑒了WBTC和類MakerDao思路，整體是個超額抵押系統，機制極為復雜，非常極客化的開放系統。

在技術上來說，tBTC是個多簽地址、超額抵押、隨機組合的自動化協議。簽名人組由多個簽名人組成，是協議中的重要參與方。簽名人組提供BTC資產托管地址供用戶鎖定BTC資產。簽名人組由隨機網絡提供隨機種子來選擇，簽名人需要提供超額資產抵押才能參與資產映射過程。整體過程中，需要用戶、簽名人的多輪參與，并且有單手金額、等待期等諸多限制。同時，因為超額抵押，所以涉及到了資產價格Oracle和資產利用率問題和各種摩擦。其中復雜非一段話能解釋清楚，具體可看tBTC白皮書。

tBTC設計上高度復雜，探索了資產跨鏈技術在去中心化和安全上維度上新高度，但易用性上極其反人性。

imBTC

錢包廠商imToken推出的BTC資產token化產品。imBTC基于以太坊，采用BTC資產錨定方式發行等量映射token。通過token化，使得BTC資產間接獲得以太坊圖靈完備能力，可以無縫接入DEFI、DEX等鏈上閉環應用生態。同時BTC資產的市場價值、流動性價值也進一步擴大。imToken產品一貫有不錯的用戶體驗，imBTC在其產品邏輯設計上也相對友好易用，這也給比特幣用戶也帶來了很多便利。對BTC用戶、imToken、比特幣是多贏。

在去中心化、安全、易用性的選擇上，imBTC當前更傾向選擇較好的用戶易用性，優先服務用戶體驗。在技術上而言，當前狀態偏向極端中心化。相當于imToken自身以商業信譽作為擔保，以品牌來承兌。資產托管是集中托管不公開、鎖定-發行和解鎖-銷毀邏輯不透明，與中心交易所并無大差別。

隨著產品成熟和用戶資產規模的不斷擴大，也許imBTC會在未來的產品演進，在保持優秀的用戶體驗情況下，進一步提升去中心化、安全性，保障用戶資產安全、公開和透明。

BTCx

BTCx是BTC錨定幣的統稱。常見于中心化交易所，譬如幣安交易所發行的BTCB。

一般來說，都是以中心化機構組織商業信譽擔保，采用儲備金的方式按等額發行。儲備金可以是鏈上公開，接受審計，或者是托管于第三方專業托管機構，或者是完全不公開，只憑信譽擔保。技術上來說，用戶資產托管和映射過程幾乎完全是黑盒，采用的是徹底的中心化模式，映射資產也一般只用于交易無其他擴展用途。

原子互換

原子互換是資產跨鏈中最為樸素的一種技術。原子跨鏈的過程由交易雙方直接執行，完全去除第三方信任，完全去除交易對手風險。要么資產互換成功，要么失敗，用戶資產永遠安全。

技術上，原子互換一般基于哈希時間鎖技術或者多簽技術，同時對兩條鏈有所要求，譬如相同的哈希算法和哈希時間鎖支持。所以它一般只能應用于同構鏈之間，譬如比特幣和萊特幣。

原子互換有徹底的去中心化和極高的安全性，但在易用性上非常糟糕。很難被大規模商用。

寫在最后

資產跨鏈是跨鏈領域的先行試驗區。在過去幾年業內已經有很多概念創新、理論研究和各類概念驗證。當前討論的大部分跨鏈技術如多簽、輕節點證明、見證人、側鏈、中繼、分布式密鑰、原子互換等方案均不是新事物，在早前已經具備清晰的理論基礎。但該領域一直進展緩慢，無長足進步。

其中一種情況是早期行業規模較小，鏈與鏈之間彼此對立，以競爭為主旋律，無互聯互通訴求。另外一種情況是大部分公鏈普遍都是異構鏈，相對于同構鏈，異構鏈畢竟數據結構和網絡上下文完全不同，實現跨鏈上技術難度相對較大。同時受限于區塊鏈底層技術的限制，很多鏈本身的輕節點能力、表達能力也非常有限。這樣給去中心化跨鏈的實施帶來了困難。另外三難問題的存在也限制了重大突破產品的面世。

幸運的是，隨著區塊鏈底層技術的迭代升級，輕節點技術、強大的智能合約引擎、實用的加密原語已經成為區塊鏈3.0時代公鏈的標配。這給跨鏈技術的進一步發展打開了空間。完美解決去中心化、安全性、易用性三難問題的新方案產品應該不遠了。

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