CIRCLE比特币研发团队|LNG十分钟百科系列:公链生态之侧链技术
先带大家了解一下什么是侧链
老王开了一辆大卡车,车上有一批货物,经过某盘山公路,因为路基太窄,拉的东西又太多,上坡十分吃力。但是因为时间紧,不方便把商品卸下来再来回跑一探。这个时候老王惊喜的发现坡脚有很多拉三轮的司机,可以帮忙拉一批货物到山顶,然后在山顶把货品重新放回来。于是老王和三轮司机协商,每台三轮车拉多少货物,假设需要30台车,每台车上一次坡给50块钱,只要能拉这么多货物的三轮车司机都可以参与,记录好车牌号,到山顶给钱。
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在这个例子当中出现了两种车:大卡车和三轮车。出现了一条协议:协议包含了价格,以及能拉的货物大小,该协议具有一对多的特点,符合条件的都可以参与。从上坡分货物拉到最后到坡顶,发生了大卡车货物转移到三轮车,又从三轮车转移回大卡车这样的一个过程,也就是发生了物质(价值)转移。
我们把大卡车类比为比特币,把三轮车类比为遵守了协议的侧链,比如以太坊,他们之间进行资产的转移。
一、什么是侧链?
侧链,总主要的作用就是连接。用比较形象的语言来讲,就是从一条宽阔的马路上,开辟出几条小路,用来建立连接关系。从技术上讲,侧链是完全独立于区块链系统的,但是,可以与区块链系统建立桥梁作用。
侧链
侧链协议本质上是一种跨区块链解决方案。通过这种解决方案,可以实现数字资产从第一个区块链到第二个区块链的转移,又可以在稍后的时间点从第二个区块链安全返回到第一个区块链。其中第一个区块链通常被称为主区块链或者主链,每二个区块链则被称为侧链。最初,主链通常指的是比特币区块链,而现在主链可以是任何区块链。侧链协议被设想为一种允许数字资产在主链与侧链之间进行转移的方式,这种技术为开发区块链技术的新型应用和实验打开了一扇大门。
从市场上来看,最常见的侧链技术是楔入式侧链技术(pegged sidechains)。
就是将数字资产从第一个点转到第二个点,又可以在稍后的时间里,能够原路返回。
作为区块链系统中的桥梁,侧链技术的优势发挥到实处。举例来说,一是解决数据的独立问题。我们知道区块链系统中区块的容积是有限的,存储量低,而侧链上所有数据都能独立存在,这样就避免了区块上的数据膨胀。
第二点是在整个区块链生态中实行资产的互通。这等同于现在在高科技产业下,移动端的用户可以转换成联通端的用户,通过侧链技术的实现,可以从主区块链到侧区块链的相互转换。
通过前面的了解我们知道,比特币的转账主要通过UTXO,如果我想把比特币钱包的资产转移到技术实现不一样的以太坊钱包或者EOS钱包,能实现吗?
答案当然是能的,最主要的实现方式就是通过侧链技术。侧链是相对主链来说的,没有绝对的主链,就好比一个人,不同的场合扮演不同的角色。
我们都知道区块链的本质一个分布式的账本,账本上记录着各种交易的信息,如果某条交易信息量太大,会降低主链的性能,所以会采用侧链的技术,分离出部分交易数据。
侧链技术其实就是指遵循某种侧链协议的区块链,通过协议的规则,把某种币从其主链转移到该区块链上。侧链是完全区别于主链的不同技术架构,不属于主链,目前的主链以比特币为主。
主链和侧链的关系
从图中可以看出侧链和主链是互相交互的,侧链通过主链提供的信息开展业务,是相对独立的。
双向瞄定
双向瞄定,也就是侧链和主链交互的过程。如果主链要转移资产到侧链,那么会先冻结主链的对应资产,再在侧链对应地址激活。
瞄定流程
双向瞄定,最核心的是冻结资产,激活资产。假设从比特币的主链转到比特币到以太坊钱包,
比如转移10个比特币。
第一步就是在比特币的主链上通过一个特殊生成的地址锁定这10个比特币,再发送到以太坊的一个特殊处理的地址。
中间会经历一个验证的过程,锁定这10个比特币,验证通过之后,就会在侧链上产生等量的资产。
验证过程中的等待阶段对比特币来说具有很大的意义,因为区块链网络经常会受到很多的攻击。验证过程最主要的就是把交易信息给随机的一些节点去验证,判断交易的合法性。我们平时会看到转账过程的一个比例,比如1/6,就属于验证过程。
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除了主链转移资产到侧链,侧链也可以转移资产到主链,过程可以是相互的,验证流程也类似。
侧链工作方式
侧链的工作方式有很多种,常见的有单一托管和合约联盟两种形式。
1、单一托管通过把主链的资产转移到一个中间方托管,再转移到侧链,是实现双向瞄定的最简单方式。日常的数字资产交易机构,比特币钱包,大多都是用这样的方式实现。
区块链是去中心化的,但是数字资产交易机构大多是中心化的,单一托管通过第三方机构实现,同样有中心化的问题,显然不是最好的侧链方案。
2、合约联盟联盟,在数量上就有一定的优势。单一托管是把资产转移到一个托管方,合约的方式则是让被冻结的资产控制权转移到一个多重签名的合约地址,这个签名由遵循合约(保管规则)的多方一起实现。数量更多,去中心化,多重验证,安全性能也会提高。
侧链存在的意义
针对比特币扩容和性能瓶颈,在保证比特的价值的浅谈一下,通过侧链技术,把比特币的部分信息转移到侧链上,有利于提升比特币的性能。
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自LNG侧链生态搭建之初就曾提出“区块链3.0时代,生态令侧链重量级出场"。LNG下一步也将重点为侧链提供更好的支持来扩展基础服务能力,通过结构化设计解决目前区块链技术的计算能力问题,就如同早期互联网从单机计算时代发展到分布式计算时代。
侧链技术关键是要保障主链侧链间的转账是安全可信的。
而LNG侧链最突出四大核心特点:
1、支持从主链与侧链互相转账通信
LNG主链到侧链转账,或者侧链到主链转账,不同的分区可以通过共享的枢纽来互相通信与互操作。侧链需随时同步主链区块以及确认主链向侧链的转账交易。转账过程中简单概述就是主链到侧链的转账可称为充值交易,侧链到主链的转账可称为提现交易。LNG作为当前的主链,负责侧链的注册以及资产抵押等事宜。侧链可以是与主链结构相同的同构链,也可以是与主链结构不同的异构链。侧链需要向主链进行注册,等待主链治理委员会审核,通过后激活链与链间的跨链交互。
2、支持侧链管理合约
所有生态侧链交易都由主链上的侧链管理合约来进行统一管理,DApp 开发者无需关心具体的逻辑,只需调用主链管理合约的统一方法即可实现侧链。侧链管理合约部署在主链和每一条侧链上;
3、支持侧链通过主链联合挖矿
LNG生态中的侧链安全,侧链区块头需要经主链足够的算力和共识保证侧链的安全。形象地说,LNG主链就像最高法院,不需要处理过多事务,而侧链就是下级法院,从最高法院获得权力。主链将使用数学可验证的方法来处理争端,并用自己的资金奖励正确的一方。
4、LNG公链生态中的任意一个侧链都可支持并行多种DApp运行,不会造成堵塞
LNG所有的智能合约、应用都运行在侧链上,从而减轻主链压力,避免堵塞。同时侧链可以使用任意的共识机制以满足不同应用场景需求。
展望:
区块链是当前信息科技领域最具革命性的新兴技术之一。区块链技术正在改变全球的各行各业,逐渐融入到各个领域,金融、医疗健康、文化产业等。全球区块链技术正以惊人速度发展,大量应用加速铺开。预计在2020-2021 年内,区块链产业将产生800-1100 亿美元的收益。未来,完美期待LNG为区块链领域带来更多惊喜创新。
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