在區塊鏈世界裡自由交換價值——跨鏈技術的起源與辨析

在區塊鏈世界裡，有一個詞叫做通證，如果說區塊鏈是價值存儲基礎設施，那麼通證就是價值載體。

如果將通證放在現實世界中，人類的歷史就是一部多通證共存史。

智人與「通證」多樣化

智人一出現，「通證」多樣化時代其實就已開啟。

狩獵採集時代，智人固然沒有金錢貨幣的概念，每個部落都是自給自足的獨立經濟體：不同的部落成員有不同的專長，人情和義務構成了其經濟體系。

但如果要拿點稀罕物，就只能從其他部落那裡取得了，這時，「通證」便不可或缺。這時的「通證是已經是多元化的、實體化的了， 包括了貝殼、顏料、黑曜石等等。

人類的歷史，一部多樣化通證共存史

在許多地方、許多時間點，人類都發明過「通證」的概念。「通證」在現實生活中的另一個名字叫做：錢。

錢，看不見，摸不著，只存在於人們的共同想像中。當然這裡的錢，不只是硬幣或者鈔票

不論是任何物品，只要是人類願意使用、能夠有系統的代表其他物品的價值，以作為物品和服務交換之用，就可以說符合了錢（通證）的概念。

拖動人類歷史的時間軸滑塊，我們可以看到，「通證「」的類型有很多，硬幣是我們最熟悉的一種形式，但除了硬幣，不計其數的物品都在人類璀璨的文化星河中充當了「通證」的角色，包括貝殼、牛角、獸皮、鹽、穀物、珠子、布料以及欠條等等。一直到4000年前，整個非洲、南亞、東亞和大洋洲都用貝殼來做交易。甚至到了20世紀初，英屬烏干達還是用貝殼來繳稅噠。

突破宗教、地域、人種的限制，「通證」的高流通性

信任是所有金錢形式的基本原料。金錢是有史以來最普遍也最有效的互信系統。也正因為如此，它是高度流通的，甚至能突破宗教、地域、人種。

比如北非的穆斯林商人可以使用基督教的硬幣，例如義大利弗洛倫薩發行的弗洛林（florin），威尼斯發行的達克特（ducat），以及那不勒斯發行的吉里亞托（giliato），就算是那些高喊要發動聖戰、打倒異教徒的穆斯林統治者，收稅的時候還是十分樂意收到印著耶穌和聖母瑪利亞的硬幣。

90%的財富價值存在於中心化的設施中

當然了，大部分的錢並不是硬幣或鈔票的方式存在，所有的錢有超過九成都只是顯示在計算機上的文字而已。而基於此呢，大多數的商業交易其實只是把某台計算機里的電子數據搬到另一台去，並沒有任何實體金錢的交換。

相比扛起兩麻袋的硬幣和鈔票奔赴交易現場的炫富操作，更多人則更願意接受電子數據交易，更輕便、易攜帶和記錄留存。

但這就意味著，人類世界90%的財富價值，是存儲在中心化的基礎設施中，並掌控在某些中心機構中的。

區塊鏈與通證

區塊鏈的出現，以其去中心化、去信任的特點，成為價值存儲基礎設施的最佳選擇。

然而當前的區塊鏈基礎設施，要麼是孤立的村落（如比特幣、萊特幣），要麼是可拓展性差的帝國（比如以太坊）。

為此,"跨鏈」一詞出現了。

跨鏈技術的使命

「為什麼要跨鏈 ，真正有用的鏈就那麼幾個」

將比特幣、以太坊加入到區塊鏈網路——互鏈網，是跨鏈的其中一個環節，但如果只是為了幾個鏈而「跨」，那跨鏈確實有「為賦新詞強說愁」之嫌了。

然而，通過回顧人類的「通證史」，我們不難明白，跨鏈技術是一種要續寫人類未來通證史的基礎設施。

它首先是一種去中心化的價值存儲設施；同時，為了支撐起人類社會中的多樣化、高流通的「通證」經濟體系，跨鏈技術又是一種可以支撐起多樣化通證體系、通證間可以快速流轉的區塊鏈基礎設施。

在跨鏈基礎設施中，通證可以脫離原生鏈而存在：

在普遍的認知中，每個區塊鏈都有一個自己的原生通證，而這個原生通證只能這個區塊鏈上使用。

然而實際上，正如貝殼可以在不同部落中流通一樣，在通證經濟體系中，通證也可以脫離原生鏈，在其他鏈中進行使用。比如比特幣或以太幣，它完全可以通過跨鏈基礎設施，轉移到一些新的或其他鏈去使用。它的價值在全網中都是一致的。如果要發布一個新的鏈，做分散式存儲的它可以有自己的默認的原生代幣，但是完全也可以把以太幣或者是比特幣轉過去作為有價值的一個代幣在它的這個區塊鏈裡面加以使用。

跨鏈可以又理解成為是一種新一代的公鏈架構， 而是由眾多區塊鏈互鏈形成的網路。互聯就是區塊鏈之間能夠跨鏈交易，所以跨鏈是區塊鏈互聯網的基礎能力。比特幣、以太坊等公鏈加入到區塊鏈互聯網，是成果之一，而不是跨鏈的全部內涵。

跨鏈技術項目的對比分析

鼓吹跨鏈的項目魚龍混雜，但真正符合「跨鏈」理念和架構的項目卻屈指可數。本文選取了三個知名跨鏈項目，這三個項目分別是Polkadot、Cosmos、PalletOne。

項目團隊

Polkadot是Web3基金會創始人Gavin Wood帶領 Parity的原班人馬開發的。

Parity在2017年出現安全漏洞，導致15萬個ETH被盜，損失3000萬美元；

繼而在11月又出現重大bug，導致93萬個ETH被鎖，損失2.6億美金。

而這次，我們只能寄希望於Parity的悲劇不要在Polkadot上重新上演。

Cosmos項目的核心開發團隊是 Jae Kwon 領導位於 Berkeley 的 Tendermint 團隊。

Jae Kwon 在 2014 年第一次提出了非退化型的支持拜占庭容錯 POS 共識實現，那就是 Tendermint , 大家可以看到，現在他們的開發團隊的名字也叫 Tendermint 。

PalletOne是由來自矽谷、斯坦福大學、清華大學、早稻田大學等多位技術帶頭人，歷時4年，數次迭代打造。團隊班底實力過硬，務實、技術牛，當然缺點也是有的，那就是太過低調。

是否已上線

Polkadot上線時間....又雙叒叕拖延了，Gavin Wood近日接受採訪時表示，「現在的目標仍是在2019年底前推出。」

Cosmos承諾的2017年底上線，卻是上線一再延期，一度讓其上線時間成了迷，曾導致大家提起Cosmos的上線都是這樣的，「可能會上線」、「也許會上線」、「估計會上線」.......終於，delay已久的Cosmos於2019年3月完成主網上線。

PalletOne已於2018年年底上線測試網，並計劃於2019年6月上線主網。

技術理念

Polkadot暢想了一種新的區塊鏈形態，由單獨的中繼鏈去統一管理共識安全和數據交互，用百花齊放的平行鏈技術去滿足各種應用需求，進一步分離共識和狀態轉換。

Cosmos自稱是「區塊鏈的互聯網」，或「區塊鏈3.0」，為解決區塊鏈長期存在的易用性、互通性和可擴展性不足而誕生。

PalletOne區塊鏈世界的IP協議。為解決區塊鏈技術在擴展性、跨鏈互操作性等方面面臨著嚴峻的挑戰，推動價值流轉，打造跨鏈基礎設施，來支撐通證經濟、產業公鏈及公鏈應用。

Pallet——描繪出通證的spectrum以及鏈的spectrum，形成通證的多樣化和鏈的多樣化的生態體系；

One——高性能分散式賬本，打造多樣化通證流轉的高速公路。

技術架構

從技術架構來看，三個項目的基本網路架構是幾乎一致的，都是星型的，中間是中繼鏈（分散式賬本），並以此為中心連接了其他鏈：

Polkadot中心的是Polkadot Relay，這裡的「其他鏈」在Polkadot中分為兩類，一類是平行鏈，另一類就是 轉接橋，將現存的實時區塊鏈網路接入中繼鏈。

Cosmos中心是 Hub（採用了Tendermint的分散式賬本），接入 Hub 的鏈稱為 Zone 分區。對於現存的公鏈，可以通過協議適配接入 Cosmos Hub，Cosmos 把協議適配網關稱為 Peg Zone 錨定分區。

PalletOne中心是PalletOne主鏈，是一個採用了DAG存儲技術的高性能分散式賬本，連接主鏈的「其他鏈」有兩類，一類是實時的區塊鏈網路，比如比特幣和乙太網，可以通過標準化的Adapter連接到主鏈 ，另一類是共識分區，類比Polkdadot的「中繼鏈」和 Cosmos的「分區」。

是否已連接實時區塊鏈（比如比特幣和以太坊），實現實時鏈之間的資產互換？

Polkadot：目前沒有

Cosmos：伴隨主網上線，將會同時上線幾個分區，其中一個就是作為公有鏈的Ethermint，接下來是跟以太坊的橋接分區（Peg Zone）。目前還沒有比特幣的錨定分區。也就是說Cosmos目前還沒有實現比特幣與以太幣之間的鏈上互轉

PalletOne：其測試網已支持BTC 和ETH的互轉，分別針對「數字資產鏈」（比如比特幣）、「智能合約鏈」（fabric）以及「智能合約與數字資產鏈」（比如以太坊），發布了Adapter介面。

關於分區（平行鏈、共識分區）

Polkadot支持異構的平行鏈接入，平行鏈可以自行決定使用什麼共識協議、什麼樣的經濟模型和治理模型，自己決定硬體和網路配置等等。

用戶在平行鏈發起交易，交易被收集人收集，打包成區塊，交給一組驗證人去驗證。

但值得注意的是，這組驗證人並不是來自平行鏈，而是來自中間鏈統一管理的驗證人池，通過隨機分組指定給平行鏈的，即共享的安全機制（區塊鏈放棄共識主權以換取共享安全）。

一言以蔽之，對於Polkadot的平行鏈來說，任你有想法千千萬，核心的事兒（共識）你是不能幹。

另外，Polkadot的平行鏈的接入門檻會很高。按照目前公布的拍賣計劃，到 2020 年底，只有 24 個接入插槽。你如果開發平行鏈，希望明年上線，就要跟全球眾多團隊競爭這 24 個名額。

Cosmos所有的Zone分區，都基於Cosmos SDK來開發， 都採用統一共識協議 Tendermint。分區要接入 Hub ，還需要符合 Cosmos 標準協議，即IBC鏈間通信協議。

Cosmos 分區各自承擔交易執行、數據存儲，同時分區之間還能夠互操作，也實現了分片的目標。系統內的每個分區都是獨立的區塊鏈具有自己不依靠 HUB 的治理。

一言以蔽之，對於Cosmos的Zone來說，活兒你來自己干，怎麼幹得聽我的。

PalletOne共識分區採用獨立共識和獨立的交易驗證節點，可以自定義通證。分區可以使用與主鏈相同的共識演算法，在共識分區中，用戶不必再必須使用PTN支付交易費，可以使用自定義通證支付交易費。

在PalletOne上的自定義通證可以實現主鏈到分區的無縫遷移，即：用戶前期可以在PalletOne主鏈上定義通證，隨著該通證交易量的增多，用戶可以選擇自己組建分區並連接到PalletOne主鏈，原有的在主鏈上定義的通證將遷移到其分區上繼續正常流轉。

關於共識

Polkadot目標平行鏈的收集人執行交易，生成區塊，由驗證人組敲定。Polkadot 採用混合共識協議，出塊協議的英文縮寫是 BABE，小孩子；敲定協議的縮寫是 GRANDPA，老爺爺

CosmosHub 以及其他用 Cosmos SDK 開發的分區都採用 Tentermint 共識協議，出塊和敲定過程是合一的，只要出塊，就是得到了 2/3 以上驗證人的簽名驗證。這樣做的好處是簡潔快速，出塊時間可以達到秒級甚至亞秒級，而且具有即時最終性. 而在網路發生分叉的時候，Tendermint?不允許分叉，在這種情況下，Tentermint?共識有可能暫停出塊，任何新的交易也就都無法寫入。

PalletOne，在PalletOne共識機制中，有兩種角色 ：Mediator和 陪審團。

Mediator是整個PalletOne的核心部分，Mediator節點是由PTN持有者投票產生。Mediator節點輪流「工作」，每個節點在一個Time Slot中負責的其中兩項工作包括利用VRF（Verifiable Random Function，可驗證隨機函數）演算法隨機選擇陪審員組建陪審團，和在陪審員無法達成共識時進行仲裁。

陪審團（Jury）是維護PalletOne安全性和完整性的基本單位。更具體的說，陪審團被委任運行和驗證智能合約以及管理多重簽名賬戶。

主鏈及共識分區中，Mediator使用DPOS BFT的共識機制，即先「出塊」後」敲定；由於陪審團由VRF演算法隨機選舉，在合約執行以前，沒有人清楚哪些是節點，黑客很難攻擊，保證了安全性。

陪審團內部可達成BFT拜占庭容錯共識，各自去執行智能合約，獨立完成跨鏈操作。完成後每個陪審員之間再進行相互通信，認證對方的結果，保證結果最終的一致性之後，產生一個總簽名，從而達成一致。

對 Dapp的開發支持

Polkadot支持開發特定應用的區塊鏈，其應用鏈開發工具叫做Substrate，具備完整的應用鏈框架。Substrate 所有模塊都可以定製或者替換。

Cosmos支持應用鏈的開發，其工具是Cosmos SDK ，主要提供Tendermint共識引擎，IBC鏈間通信協議及通證等核心模塊，大部分上層建築需要自行開發。

PalletOne目前支持智能合約的開發，更多的聚焦在建立一個完整的智能合約生態，讓開發者、用戶和「礦工」都能在PalletOne平台中各取所需，營造一個健康的生態。

首先為開發者提供了主流開發語言支持，同時「開設」智能合約商店（類似於Apple的AppStore），開發者為合約自主定價，「我的合約我做主」。

其次用戶來講，進入合約商店，選擇自己所需的合約，支付費用後即可使用，省去了自己動手進行智能合約開發和調試的繁瑣過程。

再次對於「礦工節點」，其可通過申請成為陪審員，為智能合約的運行提供良好的硬體環境，從中收取一定的手續費。由於採用了DPoS共識和陪審團共識，「礦工」不需要使用大量的礦機競爭挖礦，避免了能源的極度浪費，提高了硬體的使用率。

Cosmos 和 Polkadot 提供了開發 DApp 的第二種方式，就是開發應用區塊鏈。與智能合約相比，應用鏈的優勢是具有極大的靈活性。開發者可以自行選擇或者定製共識演算法、治理模型、經濟模型等等，並根據實際需求配置硬體和網路。

但是另一方面，應用鏈開發、運營的成本會顯著高於智能合約。例如要部署 Cosmos 的分區鏈，至少需要4台以上的主機，而且要質押相當數量的 Atom 通證，才能接入 Hub。可以預計，達到一定規模的團隊，才有足夠的資源開發並運營 Cosmos 或者 Polkadot 的應用鏈。

性能

Polkadot Hub應該能達到上千 tps，平行鏈可以自己決定共識演算法、硬體和網路，理論上說沒有性能限制。

Cosmos Hub和絕大多數分區都採用 Tendermint，能夠達到數千 tps。

PalletOne的性能能夠達到數千TPS

互操作層面

Polkadot平行鏈通過 Relay 與其他平行鏈互操作，通過 Bridge 與其他鏈互操作。

Cosmos分區通過 Hub 可以互轉通證，通過錨定分區與其他鏈互轉通證。IBC 消息也數據欄位，就像電子郵件的附件，通過擴展數據欄位，分區之間也可以傳遞通證以外的數據。

PalletOne的共識分區通過主鏈與 其他共識分區互操作，或者通過Adapter與其他實時區塊鏈互操作，在實時區塊鏈方面，目前已實現BTC與ETH的資產互換。

接入方式

PolkadotRelay 接入要拍賣插槽，質押數量不菲的 DOT。

Cosmos與 Polkadot?類似，是質押 Atom 拍賣接入資格。

PalletOne共識分區接入PalletOne需要交納一定數量的PTN。Dapp開發者支付一定的 PTN作為保證金並提交其他材料，成為認證 DApp 開發者，只有認證 的 DApp 開發者應用才會出現在智能合約模板商店。同時可獲得保證金帶來的年利率 2%的收益，收益以 PalletOne 通證的形式發放。

掌握這兩點，一眼識破真假跨鏈

與傳統的互聯網信息傳遞不同，區塊鏈之間的價值傳遞有哪些不同之處？以下這些特徵可能幫你識破哪些是「真跨鏈」，哪些是假跨鏈：

第一點，參與跨鏈這件事兒的所有鏈，其狀態改變需具備原子性。

也就是說，參與的兩條或者多條區塊鏈的狀態發生了一致性的改變，都是寫操作。如果一邊是讀，另一邊是寫，或者說是根據一個區塊鏈的數據去修改另一個區塊鏈的狀態，這不叫跨鏈。當然從多個鏈讀數據，更加不是跨鏈。

第二點，參與跨鏈這件事兒的所有鏈，需滿足去中心化和去信任。

以PalletOne跨鏈轉帳舉例，從 A鏈（共識分區）經過 PalletOne主鏈到 B 鏈（共識分區），你需要相信 A鏈（共識分區）、PalletOne主鏈 和 B 鏈（共識分區）三個區塊鏈網路。三個區塊鏈的去中心化程度越高，被攻擊成本越高，那其去信任度越高。

在某些跨鏈項目中，Relay（Hub）的部分是不是區塊鏈網路，而是個網關，並由一個實體來充當網關的角色，在這種情形下，無論該實體是否值得信任，均不屬於本文所指代的跨鏈範疇了。

（作者：奇點財經SFL，內容來自鏈得得內容開放平台「得得號」；本文僅代表作者觀點，不代表鏈得得官方立場）

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