什么是侧链

侧链是区块链领域的一项重要创新,对区块链网络更广泛的互操作性和可扩展性具有一些有趣的长期影响和影响。.

它们是现有区块链的有效扩展,可以增强其功能,并允许验证来自其他区块链的数据,并使资产在它们之间无缝转移。.

他们的实时实施中已经有了一些新进展,包括用于可扩展dapp的Loom Network的DPoS侧链和在以太坊上的游戏,以及Blockstream的Liquid侧链,用于实现快速,机密和安全的比特币转移.

背景及其工作方式

在加密货币领域,侧链一直是一个相对较长的概念。这个想法在2014年问世,当时密码学和早期数字货币创新中的几个著名人物发表了 介绍钉子式侧链的学术论文.

其中几位作者是Blockstream的核心人物,他们处于侧链和其他比特币开发创新的最前沿.

区块流Blockstream引入了侧链的概念

本文概述了一些关键发展和相关问题,这些发展和相关问题在当时既是趋势,也是前瞻性的,其中许多今天仍然非常相关。.

当时,山寨币迅速崛起,其波动性,安全性以及与比特币缺乏互操作性相关的问题引起了人们的关注。.

该文件主要解决了固定侧链旨在提供解决方案的6个问题:

  1. 分散性和可伸缩性以及安全性和成本之间的权衡.
  2. 权衡特定区块链功能(即比特币的脚本语言与以太坊的图灵完整性相比)
  3. 可以在区块链上交易的货币以外的资产(即智能合约,债券,股票,衍生品,房地产)
  4. 比特币中单一文化的风险
  5. 先进技术带来的新功能的潜力最初不是比特币的创造所预见的
  6. 升级比特币需要广泛的共识,从而导致流程缓慢且谨慎.

如您所见,在现实世界中,对于最初的比特币实施演变的一些需求仍然非常相关。以太坊首先关注去中心化以及开发可扩展解决方案所带来的复杂性,证明了可扩展性与去中心化之间的权衡.

对智能合约功能的日益重视,将现实世界的资产与区块链挂钩以及目前正在进行的山寨币试验也代表了本文概述的前瞻性想法.

侧链是允许将一个区块链中的数字资产安全地用于单独的区块链中,然后返回到原始链中的区块链。.

在这种情况下,术语“侧链”用于上下文,因为本文最初将比特币称为“父链”,而将连接的区块链(山寨币)称为“侧链”,但该术语是可互换的,以便山寨币彼此交互每个都可以是与侧链相互作用的父链。您可能还听说过“子链”,这也是侧链.

需要了解的有关侧链的重要区别是,侧链本身有助于通过实验推动创新。与其直接提供可伸缩性,不如通过各种可伸缩性机制对侧链进行琐碎的实验。.

使用侧链,可以避免由于山寨币的稀缺性和供应的内在衍生而在进行山寨币试验时出现初始发行,市场波动和进入壁垒的问题。话虽这么说,每个侧链都是独立的,并且可以灵活地使用各种功能.

固定的侧链具有几个重要的特性,值得考虑:

  • 在侧链之间移动的资产只能由原始资产的持有者移回原始链.
  • 资产应转移而无交易对手风险.
  • 转移应该是原子的.
  • 侧链应该是独立的,这意味着一个侧链中的更改或错误不应影响其他侧链,即使它们已连接到该侧链。这还包括区块链重组(即PoW区块链中的孤儿).
  • 不应要求用户跟踪未使用的侧链.

钉住的侧链采用双向钉子在链间转移资产,包括在转移交易中提供所有权证明.

这个想法是为了能够将资产锁定在原始父链上,然后可以将其转移到侧链,然后最终在原始链上赎回.

值得注意的是,父链上的原始资产被锁定在特定的输出地址中,并且不会像侧链的早期实现那样被破坏.

双向钉对整体概念至关重要,因此让我们进一步研究一下.

两向固定式侧链

双向挂钩是在侧链之间转移资产的机制,并设置为固定或预定义的比率。比特币的动态成员多方签名(DMMS)在双向挂钩的功能中起着至关重要的作用.

DMMS是比特币鲜为人知但非常重要的组成部分之一。这是一个由比特币中的块头组成的组数字签名,由于其区块链具有计算能力的PoW性质,因此没有固定的大小.

Pegged Sidechain论文进一步将其描述为:

“此外,贡献是通过计算能力加权的,而不是每个参与方一个阈值签名贡献,这使得匿名成员身份不会遭受Sybil攻击的风险(当一个参与方多次加入并且对签名的输入不成比例时)。因此,DMMS还被描述为解决拜占庭将军问题[AJK05]的解决方案。”

DMMS也是累积性的,因此由于将DMMS用作基于计算能力而非秘密知识的签名,因此DMMS的签名者被称为矿工,这有助于为什么组数字签名没有固定大小.

在双向挂钩的情况下,DMMS由简化支付验证证明(SPV证明)表示,该证明是DMMS确认对PoW区块链发生了特定动作.

SPV证明作为初始父链的拥有权证明,可以将其安全转移到侧链。对称双向钉是双向钉的主要类型,因此在本文中,我们仅专门指对称(与非对称)钉.

我们可以将双向钉住流程分解为四个步骤,以将资产从父链转移到侧链:

  1. 资产 (即区块链的本机硬币)发送到一个特殊的输出地址,该地址将资产锁定在该链上。它只能由侧链上的SPV证明锁定.
  2. 确认期 –硬币被锁定在父链上并随后在侧链上创建参考交易的期间,该交易参考父链上的特殊输出,称为SPV证明.
  3. 比赛期间 –无法使用侧链上新创建的资产的时间段。旨在防止双花来自父链的潜在区块链重组.
  4. 兑换父链 –此过程反映了步骤1-3,但将资产发送到侧链上的SPV锁定资产,并解锁父链上最初锁定的输出.

使用双向钉的侧链交易实际上仅允许链内交易.

从比特币(父链)到以太坊(侧链)的转移将允许用户使用以太坊的功能(即完全表达性的智能合约),但底层原始资产将精确地保留为比特币。因此,以太坊侧链上的比特币在技术上仍然是比特币.

联合侧链

联盟是充当父链及其相应侧链之间的中介的组。它是协议中的附加层,但起着关键功能,是Blockstream的Liquid侧链使用的层.

由于缺乏比特币脚本语言的表达能力,一组外部实现且互不信任的成员组成了一个联合钉.

联邦钉模型故意破坏信任以增强功能,包括更好的隐私,更快的速度和整体安全性.

但是,它们提供了额外的中间层,尽管提供了一些有价值的性能升级,但与比特币采用的普遍趋势背道而驰.

潜在问题

侧链确实存在安全隐患,尤其是由于存在复杂的挖掘以及由于存在合并挖矿而导致挖叉集中化的风险时,其潜在的软叉风险.

此外,尽管侧链彼此独立,但是它们对自己的安全性负责,并且需要必要的挖掘能力来保持安全.

比特币的区块链具有足够的PoW挖掘能力,即使在最协调的攻击下也能保持安全,但是更多的新生侧链缺乏必要的网络效应和挖掘能力来确保用户的安全.

对采矿能力的这种需求可能最终会影响矿工的集中化,因为这将为无法与在多个区块链上采矿的矿工竞争的小规模矿工创造较高的进入壁垒,从而获得更大的回报.

当今的用例和侧链

自从2014年引入固定式侧链以来,侧链已经走了很长一段路。侧链不仅在比特币中使用,而且侧链也得到了明显的实现,并且正在各种平台上进行开发,并具有一些引人入胜的用例。.

砧木

砧木 —比特币的智能合约平台—对比特币使用双向挂钩,并向比特币添加了智能合约功能。它通过合并挖掘奖励比特币矿工,并允许近乎即时的交易和更好的可扩展性。在过渡到自动钉子之前,它将首先依靠联邦侧链模型.

什么是根茎RSK?什么是砧木(RSK)?比特币侧链启用智能合约

织机网络

Loom Network最近发布了他们的SDK,该SDK支持所谓的“ Dappchains”,这是一个以太坊第2层侧链解决方案,每个侧链均包含自己的DPoS共识机制。.

这可以实现高度可扩展的dapp,特别是使用其工具构建的游戏。 Loom强调了早期关于侧链的评论,这些侧链可实现可扩展性的创新,而不是直接提供.

Loom的侧链有其自己的一套规则,可用于从以太坊主链上分流计算。它们的侧链是特定于应用程序的,这意味着它们可通过有效的共识机制启用高度可扩展的dapp,并可根据其安全需求定期在以太坊主链上结算.

织机网络指南阅读:Loom Network入门指南

热情

Ardor是一个基于子链(sidechains)的区块链平台,该子链使用权益证明(PoS)共识。它使用主链作为安全链,并使用子链来处理交易以增加可伸缩性.

他们的设计专门致力于通过PoS共识来提高速度和效率,并通过修剪消除区块链膨胀.

那里还有更多利用侧链以某种形式或其他形式进行的项目和开发,包括等离子和对Hyperledger概念的试验.

结论

侧链是一个独特且多样化的解决方案,可让不同的区块链网络进行实验和相互交互.

侧链内的发展将大大促进更大范围的区块链和加密货币生态系统的更好的流动性,互操作性和可扩展性.

将实物和传统金融资产与区块链绑定的进一步发展只会增加涉及某种形式的侧链的普及率和需求.

目前,它们的开发中有很多活动的部分,但是自最初创建以来,它们的实现和优势已经走了很长一段路.

Mike Owergreen Administrator
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