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目前，区块链之间的相互操作实际上并不存在。 如果想要跨链转移资产，你必须把代币充值到一个中心化交易所，在交易所的内部账本完成交易，再把交易后的新资产提现到新的区块链上。该过程缓慢、费用高并且涉及大量交易对手风险。 跨链基本上有两种类型：
- 链与链之间的状态信息传递。包括合成代币（也称为一对一锚定，双向锚定，或侧链）。
- 跨链原子交换。在不需要信任第三方的情况下，跨链用户之间的代币交易。 许多备受瞩目的项目，如 Polkadot 与 Cosmos，都在争夺成为“区块链的区块链”。这些系统都有一个原生质押代币，验证者必须质押一定数量这些代币以为各自的网络执行工作。 另一个跨链项目 Block Collider 则提出了一种完全不同的技术机制，以实现许多相同的功能。 基于从 Vitalik Buterin 关于跨链的优秀论文中获得的洞察，我将在本文中介绍上述两个功能，并强调这些系统的最大机会是消息传递。在没有跨链系统的情况下，链间原子交换可以无需信任地完成。
跨链信息传递
跨链信息传递在根本上是一个关于“信任”的问题：如何设计一个系统，无需信任地实现链间的传递消息? 考虑到我将要提及的孤链（orphan chain）风险，要实现这一点尤为困难：如果一个服务把 A链的状态传递给了 B链，但最终发现这个信息是 A链上的一个被（无论是无意还是恶意地）孤立的分叉，那么它传递给 B链的信息是无效的。 如果发送信息的区块链有发行不同链间的合成代币，将会导致跨链双花（double spend）问题，这是不可接受的。如果信息中继者在一个孤儿分叉上，该怎么办——这个永久性的风险是信息传递系统目前最大的挑战。 Cosmos 和 Polkadot 试图通过两种机制来解决孤链问题。首先，使用区块链间通信（IBC）协议，它们为每个跨链交易存储“经过梅克尔算法（Merkle-ized）”的区块头。然后，基于该区块头的历史，Cosmos/Polkadot 维护每种代币的总供应的全局不变平衡。这两种机制共同防止了跨链双花的问题。 如果像 Oraclize 这样的系统能够在链之间转播消息，那该有多好。但这类系统不能解释孤链问题。 如果我们展望未来，有可能想象到这样一个时刻：孤链问题由发送链本身来解决。怎么做到？通过利用基于权益证明（PoS）系统中的确认性。这是 Casper FFG 的明确目的，目前它是第一个版本（alpha）。然而，目前还不清楚在参数化这样的一个 PoS 系统时，能够做到多快的确认时间。 即使有了确认性的保证，其他挑战仍然存在。 我们目前正在见证区块链创新的寒武纪爆发，该情况至少可能在未来几年持续下去。考虑到正在涌现的新链数量，每条链都需要存储并验证与之通信的每个其他链的梅克尔区块头。 这个情况下，每个区块链都可能因为其他链的区块头而变得臃肿。而使用中间桥接链可以将每个链的体积从 n^2 的函数降低到 n 的函数。 虽然我希望看到区块链 能够在没有中间链的情况下彼此直接通信，但这似乎极不可能。比特币等系统可能永远不会抛弃工作量证明（PoW）共识，而转向带有最终确认性保障的 PoS——该事实使得问题更加复杂。 如果你把时间维度拉到得足够远，中间链似乎有可能变得多余了，但未来仍不明朗。在可预见的未来（至少几年），Cosmos/Polkadot 将有机会成为支持跨链消息传递的中坚力量。
跨链原子交换
第一次跨链原子交换最近发生在莱特币与 Decred 之间。 这两个链都不支持图灵完备编程语言。技术上，跨链原子交换在通用智能合约平台之间更容易实现。这些软件包还需要一到两年的时间才能成熟并被广泛采用，但是它们一定会出现的。剩下的技术问题不多了。 跨链原子交换的另一个主要挑战是价格发现和订单匹配。这就是像 0x 和OmiseGo 这样的去中心化交易所（DEX）发挥作用的地方。OmiseGo 是彻底去中心化的，意味着订单簿都在链上。 在 0x 中，订单由中继节点（中心化实体）托管，中继节点随后将匹配的订单提交给 0x 区块链进行结算。 如果市场最终要求 DEXs 做到彻底的去中心化（包括链上订单），那么像 OmiseGo 这样的系统将是跨链原子交换发挥作用的必要条件。然而，考虑到链上订单的内在局限性（结算时间、旷工天然追求利益、矿工恶意破坏等），我相信在 可预见的未来，0x 模式将会占据主导地位。 虽然 0x 现在只在以太坊生态系统中运行，但是 0x 路线图包含了跨链支持（它很有可能为基于 Scrpt 的链利用很多以莱特币—Decred 概念证明为基础的技术）。0x 中继者将托管用于价格发现的订单簿，并将在链之间传递消息，以触发每个链上的托管释放资金。这会提供很多去中心化（没有交易对手风险）与中心化（速度与订单匹配）的最好元素，还只需最小限度的信任保证（只需中继链给双方链传递信息）。 链上 DEX 理论上是可以实现的。 然而，考虑到他们面临的限制：订单中流动性的内在网络效应、上市时间和市场推广优势、以及 0x 的最低信任保证，我认为 0x 模型将会胜出，从而只给基于 Cosmos/Polkadot/Block collector 的 DEXs 留下少量的机会。 结论 随着 Cosmo 在未来一两个月的发布，我们将见证一个关于区块链的互联网机会的大肆炒作周期。像 Cosmos 这样的系统解决了基本的跨链通信问题，但它们并不是所有跨链通信挑战的必然答案。 重要的是要认识到，并不是这些系统所能做的所有事情实际上都需要由一个中间链来完成。随着加密生态系统的发展，在信任模型、中继节点和广泛的解决方案方面将会有更多的多样性。 注意：只有当两个链都提供原生托管功能时，才有可能进行跨链原子交换。这至少需要比特币式的脚本功能。一些区块链链，例如 IOTA 和 sia，根本不支持链上的无需信任托管，因此不能实现零信任的跨链原子交换。 跨链原子交换的最大限制之一是清算时间。根据定义，这些交易的处理速度只能与两个链中较慢的一个的区块时间。Block Collider 的系统理论上提供比任何一个链的区块时间都更快的结算——这是一个相当疯狂的想法。考虑到比特币块超慢的交易速度，Block Collider 可能会开辟出一个有趣的利基市场。
特别感谢 Sunny Aggarwal、Matt Luongo、James Prestwich 以及 Sina Habibian 对本文的大力支持
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