比特币一家独大，跨链就是个伪需求了？

互联网让我们实现了信息的自由访问与传递，然而对于区块链世界而言，其中的数据孤立于各自所在的链，也因此，我们将它们称为价值孤岛。

现有网络（如 比特币 和以太坊）都试图解决一组独特的需求，比如比特币是作为一种价值存储，而以太坊的目标则是作为一种通用计算平台，其可作为token发行、DeFi等应用载体。

显然，我们会希望各区块链之间能够实现互操作，而这种技术，我们统称为 跨链 （Cross-chain），从多数人的角度来看，跨链技术是一种新兴的技术，旨在允许在不同的区块链网络之间传输价值和信息。

而跨链协议确保了区块链之间的互操作性，从而实现了不同网络之间的价值和信息交换，整个过程最好是在没有任何停机时间或昂贵交易费用的情况下进行的。

而目前市场上主打跨链口号的项目和协议玲琅满目，那它们的现状是怎样，以及它们是否真的具有未来呢？

这是本文试图探讨的一个问题。

一、跨链的现状是什么？（以闪电网络、Cosmos和Polkadot为例）

正如上面所说，与跨链有关的项目有很多种，例如Ripple、闪电网络（LN）、Polkadot（波卡）、Aion、Wanchain、Cosmos等，而目前被广泛关注的有闪电网络、Cosmos和Polkadot（波卡）这三个。

本文便以它们为例：

1、1 闪电网络的跨链

简单来说，闪电网络的跨链是这样实现的：

当闪电网络部署在多个区块链上时，就可通过相对分散、低信任的方式立即交换这些区块链的token，这是通过哈希锁定（Hash-locking）来实现的原子互换过程。比如，Alice想给Bob发送一些莱特币，但她只有比特币，那么她可通过一个同时持有比特币和莱特币的闪电网络第三方来完成这个操作。

虽然这种相对去中心化的交换方式在理论上听来很神奇，开发者也提出了一些安全隐患，比如闪电网络参与者能延迟交易处理，通过这一缺陷，用户可暂停从比特币到莱特币的兑换，并查看在接下来的24小时内兑换率是如何变化的。如果汇率有利于用户，他们将完成交易。如果汇率对他们不利，那么就会导致交易失败。使用这种方法，用户可通过简单地取消无利可图的交易和接受有利可图的交易来赚钱。

截至目前，开发者已成功通过闪电网络测试了BTC与LTC，以及 BTC与ETH的原子互换过程 ，但都尚未被广泛应用。

1、2  Cosmos的跨链

Cosmos的跨链涉及到hub和zone的概念，而通过Cosmos网络将ETH兑换成BTC，那么其过程会是这样的：

（图片来自Kerman Kohli）

1. 为以太坊创建一个受信任的中间zone，并且将有一组验证者负责将以太坊桥接zone中的消息中继到Cosmos Hub。
2. 验证者需等待一定数量的交易确认，以确保交易的实际进行；
3. 一旦验证者确认交易是final状态，他们会从自己的zone向Cosmos Hub发起一笔交易，表示确认收到了以太币，然后，这个Cosmos Hub将创造一种包裹形式的Cosmos以太币，其他 Cosmos zone就会意识到系统中新出现的包裹Cosmos 以太币。
4. 假设事先确定了汇率，包裹Cosmos 以太币将被兑换成包裹Cosmos比特币。然后将包裹Cosmos比特币发送到受信任的中间比特币zone，并发送到实际的比特币地址。

通过以上过程，我们就完成了以太坊链和比特币链的跨链操作。

这个模型需要注意一些问题：

1. Cosmos Hub需确保包裹Cosmos资产余额的正确计算。虽然这是一个潜在的缺点，但Cosmos团队已设计了一个任何人都可自建hub的系统。从本质上讲，Cosmos将是一个由不同群体所运行Hub和Zone组成的网络；
2. 实际上，每个Zone都必须是被信任的，人们信任它们正在中继有关资产发送和接受的正确消息。发送者还需要信任验证者集将正确地中继其消息，而不是窃取其资产；

1、3 Polkadot的跨链

我们知道，Polkadot是由以太坊前技术大脑Gavin Wood所打造的跨链平台，其预计将在今年底推出主网。

而在Polkadot生态系统中，会有以下这些角色：

1. 收集者 (collator)：为平行链（Parachain）生成区块，并将信息传递给验证者进行验证；
2. 提名者（Nominator）：将其资本分配给验证者，以参与staking机制；
3. 验证者（Validator）：（1）编写新区块，（2）通过参与 GRANDPA 最终确定中继链，（3）通过确保发生的交易是正确的，并且跨链消息已被处理来验证平行链（Parachain）区块；
4. 钓鱼者（Fishermen）：通过观察网络其他节点，并“钓鱼”恶意行为的赏金猎人；

（图片来自：polkadot白皮书）

你可以把Polkadot看作是一个相互连接的系统，它将连接至其他希望通过Polkadot桥梁进行通信的区块链。所有平行链（Parachain）和中继链作为一个统一的系统运行。平行链（Parachain）可包含自定义逻辑，并负责处理自己的状态转换，同时接收和向其他链发送消息。平行链之间能够相互倾听并交流，这与Cosmos的跨链逻辑是不同的，Cosmos跨链需要通过Hub来进行中继完成。

可以说，Polkadot的目的就是实现一个真正无需信任的链间通信框架。

我们再以ETH和BTC的兑换为例，具体说明Polkadot的跨链是如何进行的：

以太坊平行链的收集者 (collator)将ETH区块头的数据传递给其平行链中的验证者，然后，验证者将在以太坊桥接智能合约中，以平行链zone可识别和沟通的格式签署并发布相关交易。发送的任何ETH，都将由一个波卡验证者集所持有，该验证者集还将为无效交易提供DOT（波卡币）作为抵押品。以太坊平行链反过来将与比特币平行链通信，比特币平行链将通过控制该特定平行链的验证者集，将BTC释放到指定地址。

可见，Polkadot设计的最大特点就是无需信任。

需要注意的一点是，Polkadot的平行链机制将通过无需许可的链上拍卖来分配平行链插槽。当平行链包含一个关键的bug或具有某种恶意目的时，治理将会介入，并旨在修复这种情况。

需要注意的是，关于互操作性问题，闪电网络、Cosmos以及Polkadot都处在非常早期的一个阶段。

例如，Cosmos于2019年3月启动，但只是启动和运行了Cosmos Hub，其 IBC框架预计将在今年11月落地 ，而Polkadot则计划将在2019年年底上线，但涉及的是中继链。

二、跨链真的有市场吗？

上面谈到了三大跨链之星，那么我们现在谈谈，目前市场对跨链的需求可观吗？

由于当前比特币的市场占有率已接近70%，甚至还可能会进一步提高，因此，整个区块链市场的现状大致是这样的：

（图：区块链资产世界）

如图所示，比特币作为最大，也是最多人参与的区块链网络，其是整个世界占地面积最大的大陆，而ETH、XRP、BCH、LTC、BNB、USDT、EOS、BSV等加密资产则是面积相对较大的大陆，而其余的资产，只能算作是岛屿，甚至只是相隔不足几十米的一个村落。

而我们想象中的跨链网络，可能会是这样的：

（图：想象中的跨链网络）

如图所示，我们可能会把跨链当作桥梁，其用于连接区块链世界的各个陆地板块，而跨链项目，就好比是专门修建桥梁的新大陆，而它们的最终目标就是打造一个非常复杂的去中心化互联网络。

但在现实情况下，跨链并不只是由桥梁来完成的，在初期阶段，人们会更愿意使用船只来横跨大陆，一是因为大陆间距离太过遥远，修建桥梁不太现实，二是船只更为自由，想去哪就去哪 。

另外，在比特币社区，很多人也不希望其他区块链大陆通过桥梁来直接与BTC大陆相连，因为这对他们而言是不利的。

或许是出于类似或其它的原因，现阶段，人们会更倾向于使用中心化交易所来进行区块链资产之间的兑换，这就好比是现实当中的船只，人们需要信任这些中心化且没有技术难度的设施。

而目前市场上存在的跨链解决方案，就好比是在建造飞机或者桥梁，但是由于它们的技术和实现难度较大，尚未被广泛应用。

四、对于跨链在未来的一点思考

其实，跨链的意义与整个市场的分布情况也是非常相关的，比如当比特币占据绝对统治地位时（占比超过70%），跨链基本就没有太多的意义，因为市场上基本只有BTC的价值是明显的，其余的都只能算是shitcoin，中心化的交易所就基本能够满足人们的交互需求。

而当各个区块链应用真正落地，市场百花齐放（比特币的市场占比没有那么过分，比如长期低于50%）时，跨链的价值才会真正的体现出来，但这绝不会是由一个跨链项目或协议所能够垄断的市场。

总的来说，这一市场会需要飞机、轮船和桥梁，至于目前市场上的这些跨链项目各自会担任什么角色，那就是仁者见仁智者见智的事情了。

参考资料：

1、https://tokeneconomy.co/the-state-of-crypto-interoperability-explained-in-pictures-654cfe4cc167

2、https://101blockchains.com/blockchain-interoperability/

3、https://coinjournal.net/flaw-discovered-in-lightning-networks-cross-chain-functionality/