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（文章很长，提议先珍藏再浏览）
背景
谈到区块链的生长，用一个较为抽象的比方来形貌大概越发贴切，它就像春秋时期的朝代更替平常，最入手下手照样零零散散的诸侯支解，各自为地，生长到厥后每每须要有一定一致的东西涌现，不管是钱银、言语抑或器量单元，而这就是区块链生长的将来雏形。
假如说 2017 年之前的区块链是诸侯支解，那末以后的 2 年中，人们议论更多的多是如何让无数条链变得略加一致些，毕竟每一条公链都宣称本身会是将来的底层操作体系，但哪怕真的有 10 条如许的“链”发生，人们也依旧没法杀青“链间合作”的目的。
尤其是当区块链的协定愈来愈多、资产交互也愈来愈频仍时，人们迫切须要一类手艺来让差别链之间能够发生交互，而这就是“跨链”手艺逐步发生和逐步成熟的缘由。
固然，跨链（Cross Chain）并不是近来两年才涌现，跨链最早可追溯到 2012 年，当时的瑞波实验室提出了一种名为 Interledger 的协定，该协定旨在衔接差别区块链帐本并完成它们之间的协同，而它的目的是要打造一个环球一致的付出规范，建立一致的网络金融传输的协定。
简朴来讲瑞波带来的跨链更像一种付出协定，它经由历程设定一个自动实行的“中间商”，让生意营业两边的信息会聚到一同，一旦两边商定杀青，便自动完成生意营业，实在这类跨链更像厥后的一种特别智能合约，而不是我们如今所熟知的跨链。
那末，在跨链提出来的 8 年后，跨链范畴终究发生了如何的剧变，又将走向何方，我们尝试经由历程 Polkadot 和 Cosmos 两个跨链项目来深度理会跨链的生长，以飨读者。
什么是真正的跨链？
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跨链的误会
固然，当我们谈到跨链时，人人大概都听过这个词，以至把它作为 2020 年的区块链热点辞汇也不足为过，毕竟区块链的天下也须要一些新颖的故事来弥补汗青的空白，至于智能合约和公链已经是 2 年前的故事，而跨链彷佛更相符区块链生长的宏伟目的，虽然实际也确切云云。
不过，市场上有不少人对跨链彷佛存在一些误会，而这些误会关于明白什么是真正的跨链又发生了门坎，因而，我们先从几个罕见的误会提及。
A、跨链是让链上资产像交流位置一样交流？
谈到跨链，有些朋侪大概真的以为跨链是能把相似比特币链上的资产经由历程“跨链”的体式格局转移到以太坊上来，就像把桌子上的苹果和梨交流位置一样，彷佛如许听起来确实很奇异，但跨链真的云云吗？
在区块链天下里我们常讲的跨链实在更像一种人民币和美圆兑换的关联，什么意义呢，跨链比方我们将人民币兑换成美圆，欧元也许其他钱银，而中间的兑换历程我们称为跨链，这也是较初期跨链所保存的形状，但它并不是物物交流平常的实在转移，而是代价的对等交流。
因而，2012 年以后几年提出的跨链实在一般代指资产跨链，它包含了人人熟知的双向锚定、哈希时刻锁、原子交流、资产质押转移、网关和联邦署名等等，而这些是完成的体式格局，它们的目的都不是为了完成变魔法平常的将链上比特币转换成其他范例的通证，而只是资产的情势转换。
B、跨链的完成途径异常简朴？
也许很多人听到跨链手艺时会以为这是一个极为简朴的理工科工程，毕竟从字面上来明白的意义彷佛异常简朴，就像把信息从 A 地传输到 B 地一样，只需经由历程手机也许物流即可完成，但实际上，关于跨链而言，并不是这般简朴。
哪怕是资产跨链这类听起来较为轻易的体式格局，人们已探索了很多年，经由历程差别的体式格局来尝试突破一些问题和瓶颈，但依旧没有找到一种最好也许越发普世的体式格局来完成这一目的。
比方我们从几年前就看到了在提的比特币侧链，个中双向锚定作为比特币侧链手艺中异常主要的观点，目的是完成比特币主链币和侧链币之间的跨链。双向锚定能够让侧链“晓得”主链上的特定币是不是处于锁定状况，而且依此锁定状况来解锁或烧毁对应数目的侧链，这就彷佛 BTC “跨”到了侧链，也许反过来，侧链币“跨”回了主链，但生长至今资深手艺人员依旧以为该体式格局太甚大略，以至存在不少平安隐患。
所以，跨链并没有人人想得那般简朴，实际上它要比我们料想的庞杂的多，正因云云也才成为了区块链行业须要攻坚的问题。
C、跨链的完成体式格局只要一种？
这多是大部分不太懂手艺的区块链从业者常犯的一个毛病，他们会以为区块链的跨链体式格局实在只要一种，而人人都在朝着一个正确的体式格局勤奋，但置信经由历程上面两点的解说，人人不会再如许以为了，跨链的完成体式格局实在包含太多，只是我们把它们都统称为了跨链。
我们将鄙人节较为细致的为人人解说如今跨链罕见的几种完成体式格局，置信会让人人有恍然大悟的觉得。
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完成跨链的体式格局
既然跨链的完成体式格局不止一种，那末如今能够有哪些值得关注的跨链体式格局呢？固然我们尝试不从那些庞杂的手艺名词入手，以一种更好明白的体式格局为人人解说跨链的几个主流体式格局。
A、中间化网关跨链
望文生义这是一种由一个权威机构外部预言机（Oracle）形式输入的一种跨链体式格局，经由历程引入外部气力接入跨链，相称于借助第三方机构来完成跨链行动，就比方转账借助银行系一致样，该体式格局虽然效力较高，但也存在一些平安隐患。
B、多签托管跨链
相较于上一种体式格局，在单个中间化的基本上到场了一组权威机构，经由历程他们投票来负担跨链数据的交互，这点相似于议会轨制一样，因为多机构的存在进一步进步了平安性，但相对地，效力也大打折扣。
C、镜像跨链
镜像跨链是一种越发意见意义的处置惩罚跨链的体式格局，它经由历程最大资产镜像合成其他小额资产，来完成经济学上的假造跨链，比方 Synthetix 就是用它的数字资产 SNX，以逾额典质几倍代价的 SNX （最大资产）来合成小额的其他资产。
D、轻节点跨链
沿着前面几种跨链思绪深切下去，我们能够找到另一种跨链思绪，也就是完整由代码来托管数据的交互，不须要任何中间人实行，固然这是较抱负的体式格局，理论上它能够终究完成块头 Header 跨链、生意营业 Transaction 跨链和最终的共鸣跨链，但也意味着手艺完成最难，须要更多时刻和精神去开发。
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真正的跨链
虽然市面上关于跨链的详细完成体式格局不下 10 种，以至每一年还会有新的关于跨链的名词涌现，但我们回到实质上来看跨链这个问题，并思索究竟什么才是真正的跨链。
近来一名区块链手艺资深人士谈到了一个更风趣的关于跨链的形貌，起首他给共鸣穿透下了个定义，共鸣穿透是指两条差别共鸣的区块链，如何从共鸣层买通，让两条链互联有没有，终究完成共鸣跨链。
综上我们以为跨链的基本作用是完成链间资产的交互，其次是信息交互，而放大来讲，跨链须要处置惩罚的实际上是雷同共鸣下链与链之间的信息通报与交互，但更实质来讲跨链处置惩罚的是差别共鸣下链与链之间的 Transaction，而能处置惩罚这个问题的体式格局也许手艺我们称为跨链。
固然，这只是如今我们以为关于跨链较为正确的定义，但跟着区块链的生长，不消除会有更风趣的形貌涌现。
为何区块链须要跨链？
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突破区块链信息孤岛逆境
USDT 是如今市值最高，运用范围最广的稳固币，是 Tether 公司推出的基于稳固代价钱银美圆（USD）的加密钱银 Tether USD（简称USDT），1USDT = 1 美圆。Tether 公司严格遵守 1:1 的预备金保证，即每刊行 1 个 USDT，其银行账户都邑有 1 美圆的资金保证。
而 USDT 也是几经周折在多条区块链上刊行，从最入手下手基于 Omni 协定刊行，再到厥后入手下手在以太坊上刊行 ERC20 版本的 USDT，再到以后在波场上刊行 TRC20 版本的 USDT，云云一步步生长终究成为了市值第三的加密钱银。
而因为 USDT 是有对应的美圆作为支持的，所以 USDT 能够跟着保证的美圆数目的增添而增发，然则也经常会碰到如许的状况，比方本年 炽热，以太坊上的很多 ERC20 的 USDT 被锁到 defi 项目中，使得 ERC20 的 USDT 不够用了，这时刻假如紧要增发 USDT 很难疾速筹集到大体量的美圆，没办法，Tether 公司不得不把 TRC20 上的 USDT 转移到以太坊上，以满足市场须要。Tether 公司采纳的要领，是把 TRC20 的 USDT 烧毁一部分，再在以太坊上增发一样数目的 ERC20 版 USDT。
然后，波场上的一些 DeFi 项目也逐步降生，又涌现波场上的 TRC20 版 USDT 不够用了，所以，Tether 公司不得不经常将几条区块链上的 USDT 往返转移。
这就是如今区块链的一个大的痛点，区块链与区块链之间并不能随便的转移数据（即信息和资产），每一个区块链生态做的再好，也只是相称于一个生长很好但却不能与其他都市互通的都市，而这就是信息孤岛。
而好的区块链运用，一定不满足于只在一条区块链上，正如我们适才举例的 USDT。另有一种体式格局是，相似于路印协定（LRC）以另一个名字的加密资产 LRN 刊行在 NEO 链上，来做到在 NEO 上扩展路印协定的运用场景。
所以，假如有一种跨链手艺，能将差别区块链的数据举行相互交互，Tether 公司和路印协定的团队就不必那末贫苦地在差别的链上往返折腾了。而 的设想初志就是能将一切区块链链接在一同，互联互通，终究组成一个由多个区块链组成的互联网络，它圆满的符合了这个需求，将来想要在多个区块链上运用的区块链运用项目，只须要在 Polkadot 上刊行，就能够将这个运用扩展到一切区块链上了。
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供应区块链机能
本年 DeFi 大热，以太坊再次证明了它是区块链范畴里最大的区块链运用平台，在这段 DeFi 盛宴中，一些区块链的老问题又再次走到台前，让我们难以无视它。
如今，90 %以上的 DeFi 项目都在以太坊上，带来结果之一就是以太坊和 ERC20 的 Token 转账速率变慢，转账用度飙升。以太坊的转账 Gas 费在很长一段时刻平均在 500Gwei 以上，居高不下，最高还到过 1000Gwei，而这也严重影响了 DeFi 生态之外的项目和构造。
NFT 市场 Cargo 创始人 Sean Papanikolas 就曾示意，NFT 行业正处于一个拐点。但因为 Gas 价钱飙升，以太坊可扩展性不足给该行业的新介入者带来了压力。而高 Gas 费已致使一些平台入手下手致力于 Layer2 扩展，也就是二层网络的处置惩罚计划，而另有一些项目方则将眼光投向了其他的区块链，完整脱离了以太坊。
另一方面，生意营业所也是另一个受害者，奋发的转账费让很多生意营业地点用户每次转账以太坊和 ERC20 的时刻都要亏上几美金以至更多。而美国最大的加密钱银生意营业所 Coinbase Pro 不堪重负，末了发布公告让用户来负担转账的网络用度。
进步机能，下落转账用度，对区块链举行扩容已经是燃眉之急的刚需。
如今扩容的计划有两大类，一类是链上扩容，经由历程修正区块链的修正划定规矩，包含区块大小、共鸣机制等来做到。比方，加密钱银圈就曾热议过，斟酌把比特币的区块大小增添来进步比特币的转账速率。又比方，以太坊 2.0 的设想，是将共鸣机制由 PoW 转换成 PoS，并采纳转变网络考证体式格局的分片手艺来进步效力。
第二类则是链下扩容，比方我们常说的 Layer2 扩展，也就是二层网络的扩展体式格局。二层网络望文生义，是把一条区块链上的数据交给另一个网络来处置惩罚，处置惩罚好了再传返来。这个中也分为中间化的处置惩罚计划，比方比特币的链下扩容计划——闪电网络，也有去中间化的处置惩罚计划，比方能将比特币跨过来的 ChainX，区分在于第二个网络是不是是区块链，中间历程是不是是经由历程智能合约完成的。
而 Polka 作为着名跨链项目，其本身的架构就属于分片，不必忧郁 PolkaDOT 的机能问题，另一方面，Polkadot 能够链接其他的平行链，这些平行链能够自觉的作为某些链的二层扩展的一条链，来进步这条链的机能。
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增添区块链可扩展性
上一点中，我们提到 Polkadot 的平行链能够作为某些链的二层网络，那末假如这条链具有的属性是原有的区块链没有的，就能够为原有的链增添更多功用。假如我们在 Polkadot 上给做了一条带有智能合约功用的二层网络，如许就能够让比特币也具有了智能合约的功用了。
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雄厚区块链生态
老一辈人都晓得，要致富，先修路，要生长一定要与外界的资本举行流畅，北京生长的再好，也比不过互联互通以后，一次十一长假带来的团体经济效益。区块链一样也是这个原理。我们照样以本年红极一时的 DeFi 来讲，以太坊最火爆的时刻，全网介入 DeFi 的资金也才一百多亿美金。假如经由历程跨链的体式格局，能将代价上千亿体量的比特币拉入到 DeFi 生态中，云云庞大的流动性来介入到 DeFi，所带来的经济效益相对不可同日而语。届时，DeFi 的生长将有大概远超 2017 年牛市的盛况，而且震惊传统金融。
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庇护各条链隐私
起首廓清一下，我们所说的跨链毫不仅限于公链与公链之间的链接，还能够是同盟链与公链，也许同盟链与同盟链之间的跨链。那末，有这么一种状况，A 同盟链和 B 同盟链它们之间的数据不是同享的，假如须要交互二者的数据，就能够经由历程跨链的体式格局衔接起来，二者相互交互仅仅会涉及到须要交互的数据，这既庇护了各条链的隐私，又能让各链之间举行交互。
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营业逻辑进一步细化
将来每条链都邑有自力的营业，多条链联合起来，明白和剖析也比较清晰，比方有专注于 DeFi 的链，有专注于游戏的链，有比特币的智能合约链，另有以太坊的 Layer2 链等等，因而跨链能够让差别营业的链也发生链接。
Polkadot 的跨链是如何完成的？
Polkadot 号称跨链之王，是当下最庞杂最庞大的设想之一，这也因为它所谋甚大，希望能联通一切的区块链。那它是一种如何的构造，又是以什么体式格局来完成跨链的呢？
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Polkadot 的跨链构造
我们之前在之前的文章中就引见过以太坊 2.0 是同构分片，Polkadot 是异构分片的构造，如下图所示，Polkadot 的主要构造是由主链——中继链，再衔接其他分片——平行链组成的。
要清晰的明白 Polkadot 的构造，我们须要明白 Polkadot 构造的三条主要的链（中继链，平行链和转接桥平行链）与四个主要的角色。
个中，中继链是担任处置惩罚网络中团体的共鸣和平安性的主链，平行链是基于 Substrate 框架做出来的与中继链有雷同共鸣的分片，转接桥平行链是因为一些已成熟的区块链（比方比特币、以太坊）与 Polkadot 的底层共鸣不一样，不能直接衔接到中继链上，所以经由历程在 Polkadot 的平行链和外部的区块链上布置智能合约来到达桥的结果，以完成跨链的功用。
Polkadot 网络有四个基本的角色在保持：网络人（协助考证人网络、考证和提交备选的平行链区块）、提名流（相似于比特币矿工）、考证人（相似于比特币的矿池，打包网络区块）、垂纶人（防备网络作歹，担任告发其他角色）。
经由历程这几个角色，以及 Polkadot 的跨链音讯通报计划（XCMP），能够让数据在差别的区块链之间举行交互。
那末，为何说，我们须要注意到上图的右侧有个二级中继链，假如一条中继链能衔接的平行链和转接桥是有限的，那末中继链还能够经由历程生成也许衔接一个二级中继链，进一步扩展本身的衔接才能，而二级中继链还能够再衔接新的中继链，以此类推，从理论上讲 Polkadot 的这个构造具有没有限扩展性，能够衔接一切的区块链。
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Polkadot如何完成跨链？
Polkadot 主如果经由历程跨链音讯通报计划（XCMP）来通报音讯，下面我们经由历程一个意见意义的体式格局来向人人解说跨链的详细完成流程。
假如有个如许的场景，我要用 1 个平行链 A 的资产和你交流 10 个平行链 B 的资产，那末假如把平行链 A 比作美国，平行链 B 比作日本，就相称于我用 1 万美圆和你交流 10 万日元，那末，悉数跨链的流程就是如许的：
我在美国的银行提议一笔转账，转给你在美国的账户 1 万美圆，美国的网络人就说明，我给你在美国的账户转 1 万美圆，而且求你在日本这边的银行给我转 10 万日元。
美国的网络人预备将这个信息连同目的地与时刻，一并通报到日本，这些信息会先安排在美国的输出行列中，通报之前须要经由美国的考证人确认这笔生意营业后，就会经由中继链这个构造将该信息从美国的输出行列安排到日本的输入行列。
当日本的考证人会收到该信息后，经由历程日本这边的网络人来实行信息中的请求，然后将你账户中的 10 万日元转到了我在日本的账户中，由此完成悉数历程。
而映射到区块链网路中一样是如许的途径，美国和日本就比方差别的区块链，经由历程该体式格局就完成了两个信息孤岛的网络的链接，而详细 Polkadot 的跨链完成，悉数历程悉数由区块链和智能合约实行，是以去中间化的体式格局做到链间通信的。
Cosmos 的跨链是如何完成的？
虽然 Polkadot 作为跨链范畴当下的王者，然则人们常常以 Cosmos 作为 Polkadot 的有力敌手相比较，因而，我们须要以一样的角度浅谈一些关于 Cosmos 的跨链组成。
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Cosmos的跨链构造
一样 Cosmos 也是采纳了中继链的体式格局来举行跨链交互，但 Cosmos 意在供应一个规范的协定（IBC）让其他区块链接入该协定后，完成信息交互。
我们将 Cosmos 的构造举行拆分后可分为 Zones 和 Hubs，Zones 相称于 Polkadot 中的平行链（相似于接入差别的区块链网络），而 Hubs 则对应了 Polkadot 中的中继链（担任看管其他链是不是一般运转），整体来讲，Hub 治理着被称为 “Zone” 的自力区块链，而由 Hub 来追踪纪录各个 Zone 的状况。
而他们之间的信息通报是有被称为“IBC”（区块链之间的通信协定）的协定来担任传输信息，读者能够明白为是 Cosmos 中特有的编码形式，只需经由历程该编码即可确认是 Cosmos 生态的一部分，也可举行平安的信息交互。
而基于这些底层组成和通信协定，Cosmos 还开发了一个名为 Cosmos SDK 的一个通用框架，它的目的是建立一个模块生态体系，许可开发人员轻松地建立特定运用的区块链，而无需从头入手下手编写运用的每一个功用，从而大大削减程序员在区块链底层开发上消费的时刻。
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Cosmos 如何完成跨链？
谈到 Cosmos 如何详细完成跨链行动，我们依旧要回到其构造组成来看，Cosmos 将区块链拆分出了共鸣层（Tendermint 内核）、网络层和运用层（Cosmos SDK），这能让开发者在开发各种范例运用的时刻有更大的灵活性。
因而，Cosmos 的跨链体式格局实际上是经由历程本身搭建一套区块链开发框架，来让其他区块链在此框架上举行开发，并满足本身像 BFT 共鸣算法也许 Cosmos SDK 如许的运用到场进去，如许的抱负状况听起来彷佛很风趣，但离真正的跨链依旧有不少差异，所以它依旧在“轻节点跨链”的体式格局上勤奋着。
Polkadot 与 Cosmos 的区分
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二者中心对照
为了便于越发直观的让用户相识 Polkadot 和 Cosmos 二者之间的差别，我们制作了下图：
假如单从功用上也许某一方面来对照两个跨链项目的好坏，彷佛并不能推断孰是孰非，因为单一的组成只能表现某一方面的上风，因而，我们照样回到跨链本身来看，也许会有更不错的结果。
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二者生长近况
Cosmos 自 2015 年立项以来，遭到不了行业差别水平的关注，毕竟作为跨链范畴的俊彦不管是资方照样社区，都给予了极大希冀，而其主网在 2019 年上半年迎来了上线。
然则就在主网上线半年后，Tendermint Labs （Cosmos背地中心开发团队）的总监 Zaki Manian在推特上公然示意，在过去的 6 个月中，Jae Kwon （Cosmos创始人）一向专注于 Virgo 项目，而疏忽了 Cosmos 的 IBC 开发，没有为 IBC 供应资本，造成了很多才华横溢的工程师脱离公司的局势，这使中心软件团队的资本严重不足，并示意要辞去 CEO 职位，此举引发了 Cosmos 社区庞大动乱。
恰是因为 Cosmos 社区开发人数的下落，使得其 IBC 跨链通信协定开发一向处于迟缓爬坡阶段，因而跨链目的变得遥不可及，如今仅出来了一个 Cosmos SDK 框架。
反观另 Polkadot 的开发自 8 月主网上线以来，团队一向在勤奋开发平行链功用（跨链的中心部件），而且上周区块链大会上，创始人 Gavin 博士示意平行链代码将在将来 2 周内宣布，这让人们对跨链的到来有了更强的期许。
固然某种意义上来讲，Polkadot 的跨链是借助 XCMP 完成平行链之间的音讯交互，还处于统一共鸣下的跨链，离我们抱负的最终跨链（差别共鸣链的交互）另有一段差异，但根据生长途径来看，相符预期。
从跨链的功用性和生长来讲，我们以为 Polkadot 如今更像是真正的跨链，而 Cosmos 如今照样伪跨链，其设想只是在转移资产这一层面，最主要的是 Cosmos 团队在完成最基本的资产转移之前就戛然而止了。只管当初的抱负很优美，但实际却很骨感，跨链的重担照样交给 Polkadot 来完成吧。
跋文
只管我们相识到有很多跨链的体式格局，然则我们更推重的照样 Polkadot 设想的跨链情势，因为很多跨链手艺每每斟酌的只是针对性的处置惩罚某一些问题，让某一条链能取得扩展，但这并不能使区块链真正成为所谓的代价互联网和可托互联网。
而要承载起代价互联网的名号，一定是异常庞大的网络，而不会仅仅范围在某一条区块链上，如今的公有链也许同盟链都只是像局域网，只要像 Polkadot 所设想的，将一切区块链都互联互通，终究组成由浩瀚区块链组成的互联网络，才更相符这个规范。
固然，跨链的处置惩罚体式格局也绝非我们如今看到的这些，不消除将来会有更立异的体式格局涌现，但从项目演化和区块链生长来看，像 Polkadot 和 Cosmos 如许的跨链项目都值得我们去相识，而至于谁能成为将来的“跨链之王”，除了手艺层面的要素，大概还要斟酌市场和贸易落地，而这才是区块链当下更应体贴的问题，我们也将在后续文章中进一步去挖掘 Polkadot 也许 Polkadot 生态中如许优良的项目。
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