OSS:微眾銀行區塊鏈：跨鏈該怎么跨？_區塊鏈技術通俗講解中山大學

李輝中：微眾銀行區塊鏈底層平臺研發負責人

在區塊鏈技術領域，關于跨鏈的研究從來都是熱潮迭起。其實分析起來也不奇怪。區塊鏈經過幾年的喧囂、沉淀、升華，尤其是在國家政策的大力支持下，區塊鏈應用落地逐步成熟。落地應用的成熟發展，逐漸催生與其他應用交互的外聯需求，而跨鏈作為解決這種需求的基礎設施，自然而然會被重視起來。

跨鏈不是個新鮮話題，早在2016年9月， Vitalik Buterin所著的《Chain Interoperability》就對跨鏈的技術方案和應用價值進行了詳細闡述。其中提到，較為實用的三種跨鏈技術為「公證人機制」、「側鏈/中繼」、「哈希鎖定」；幾種可能的跨鏈應用場景包括資產交換、原子交易、預言機、信息互通等。

此后國內外討論跨鏈的各類話題，大多繞不開這三種跨鏈技術，正如同早期大家討論區塊鏈時，都在討論共識機制一樣。但其實，共識機制的先進性只是區塊鏈平臺設計的維度之一，譬如安全性、易用性、可擴展性等其他維度，也是區塊鏈平臺設計的考慮重點。再者，區塊鏈的性能也不單純依賴共識機制，全流程處理機制、異步化、并行性以及其他編碼、壓縮、傳輸機制等，均對區塊鏈性能有所影響。

微眾銀行區塊鏈負責人范瑞彬：產業區塊鏈發展有三個關鍵:金色財經現場報道，首屆區塊鏈服務網絡（BSN）全球技術創新發展峰會暨湖北區塊鏈技術創新大會11月27日在武漢舉行。微眾銀行區塊鏈負責人范瑞彬在會上表示，數據已經成為重要的生產要素，但也面臨著數據孤島、數據濫用等問題。區塊鏈結合其他技術如人工智能、云計算和大數據等可以一起構建數據要素解決方案。他還表示，產業區塊鏈發展有三個關鍵：國產開源、標準制定、生態共建，需要一攬子開源區塊鏈解決方案支撐業務應用。[2020/11/27 22:21:43]

好比共識機制之于區塊鏈，前面所提三種技術對于跨鏈而言，只是保證跨鏈訪問安全可信的一種機制。機制固然重要，但站在應用落地的角度看，如何設計合理的跨鏈架構、如何設計簡便的適配協議、如何提供易用的跨鏈接口、如何保證可信的跨鏈治理等等問題，都是跨鏈設計所應考慮的。

因此，本文不再贅述跨鏈三種技術的解析，而嘗試從跨鏈的技術必要性分析切入，挖掘出跨鏈的基本訴求，進而思考跨鏈的設計理念，以及跨鏈整體解決方案的設計。

聲音 | 微眾銀行李斌：區塊鏈可以解決普惠金融一部分痛點:微眾銀行金融科技首席研究員李斌表示，區塊鏈能夠幫助解決普惠金融一部分痛點。其舉例稱，微粒貸把區塊鏈用在了機構間對賬，可以降低運營成本和摩擦曾本。此外，用區塊鏈給銀行、仲裁機構等之間搭建聯盟鏈，可以讓企業貸款電子合同仲裁的效率提到一倍，成本降低10%;另外，微眾銀行的開源社區，通過區塊鏈把一些應收帳款進行數字化憑證，再把農產品放在物流網進行存證，可以讓農村金融的保險、數據更可信，降低金融成本;而對于隱私問題，區塊鏈的隱私保護算法加上人工智能的聯盟學習算法，允許兩個機構在不交換數據的情況下，也可以互相訓練自己的模型，各機構可以用這種技術做黑名單共享和分享，讓普惠金融環境更可信。[2019/12/12]

本文從聯盟鏈角度分析。

當下，聯盟鏈底層平臺的數量已經雙手都數不過來，這些平臺或多或少存在獨有的特性，且各自落地了多領域應用。這些基于同構平臺（通常為同一個底層平臺），或基于異構平臺（通常為不同廠商的底層平臺）構建的應用之間，要實現互聯互通，就會面臨一些技術上的挑戰。

聲音 | 微眾銀行副行長：銀行可通過區塊鏈技術快速建鏈合作，提高多個合作方的連接效率:《中國金融》2019年第21期刊發微眾銀行副行長兼首席信息官馬智濤的文章《積極應對開放銀行的挑戰》。文章表示，銀行可通過前沿區塊鏈技術，快速建鏈合作，提高多個合作方的連接效率。目前，微眾銀行聯合金鏈盟其他多家機構共同開發的FISCO BCOS聯盟鏈開源平臺已實現了“群組架構”功能。在某一類業務的生態中，因具體合作方不同，往往存在多個不同的區塊鏈賬本，該功能則允許各參與方根據業務關系需要，快速選擇加入對應賬本的數據共享和共識過程，使得建鏈合作像建聊天群一樣簡單快捷，大幅提升連接效率。同時，各參與方可通過聯盟鏈真正實現對等、透明地合作，權益、隱私、安全都得到保障，合作過程中的信任成本和運營管理成本也大大降低。[2019/11/13]

然而，區塊鏈作為構建和傳遞信任的機器，是基礎設施層面的技術，而基礎設施就如同網絡協議、存儲協議一樣，最終都將走向趨同的標準化方向。因而，聯盟鏈當前狀態是發展中的一個過渡狀態，不是最終穩定態。

隨著技術進一步發展，聯盟鏈底層平臺在基本功能、協議、接口、數據、安全機制等多方面會日漸趨同，朝標準化方向演進，但在增強功能、內部架構、性能以及技術選型等方面，仍然會呈現異彩紛呈的形態。這也符合“合久必分、分久必合”的規律，只有走向基本同構，才能進一步釋放聯盟鏈的活力，進一步推動聯盟鏈應用的發展。

現場 | 微眾銀行張開翔：區塊鏈解決信任問題和協作問題:金色財經現場報道，4月10日，微眾銀行區塊鏈首席架構師張開翔在“第七屆中國電子信息博覽會”現場以“區塊鏈在金融業的應用和開源生態建設”為主題發表演講。他表示，區塊鏈是最底層、最核心的部分，解決信任問題和協作問題，但是如果沒有外圍諸如監管、司法等部分的配合無法形成完善的系統。但是，他也指出，現在區塊鏈的系統已經越來越趨于成熟，基于區塊鏈的應用已經初成規模。[2019/4/10]

在“所有的鏈會基本同構”那一天到來之前，當下最明智的策略莫過于要求同存異，尋找最優設計，推動標準化進程，盡早實現基本同構目標。

講到這里，可能你會問，既然聯盟鏈本身發展將走向基本同構，為何還需要研究跨鏈呢？這其中，跨鏈是聯盟鏈走向基本同構的動力源泉和技術支撐，是這個過程必不可少的催化劑。

首先，聯盟鏈之所以會走向基本同構，本質上不是技術驅動，而是業務驅動。隨著應用落地數量增多，一家機構可能要面對多個底層平臺，機構與機構之間要面對更多底層平臺。

微眾銀行打造健康有序區塊鏈生態:據《深圳晚報》報道，日前，IEEE（電氣與電子工程師協會）區塊鏈國際標準化圓桌會議在深圳前海微眾銀行股份有限公司舉行。IEEE標準化協會的專家以及工信部中國電子技術標準化研究院、微眾銀行、萬向區塊鏈、中國平安、螞蟻金服、眾安科技、海航科技等中國區塊鏈技術和產業發展論壇理事會成員單位代表出席了本次會議。標準化是區塊鏈技術廣泛應用的關鍵突破口。微眾銀行一直高度重視和積極參與國際標準化工作，并以其在區塊鏈領域的深入探索和實踐積累，積極對接工信部電子技術標準化研究院、ISO、IEEE等組織，參與制定了多項區塊鏈相關的國際、國家、行業與團體標準，致力于打造規模化全球化的健康有序的區塊鏈生態。[2018/4/26]

作為業務方，這些機構肯定希望低成本、便捷地接入不同底層平臺，聯通應用孤島，此時，這些機構將面臨以下幾種情形：

同一種底層平臺，同一種應用，不同鏈如何互通

同一種底層平臺，不同的應用，不同鏈如何互通

不同的底層平臺，同一種應用，不同鏈如何互通

不同的底層平臺，不同的應用，不同鏈如何互通

上述問題均需要通過跨鏈來解決，而底層異構給跨鏈帶來的性能和安全等技術挑戰，將會迫使聯盟鏈技術進行迭代升級，走向標準化。

其次，聯盟鏈走向基本同構的過程中，需要跨鏈作為技術支撐。為滿足一段時間內基本異構情況下的聯盟鏈應用互通，跨鏈方案將會先于底層平臺進行接口、協議、數據結構、基本功能的抽象整合，而這些工作將反哺各底層平臺，支撐聯盟鏈走向基本同構。

舉個例子，為了做跨鏈交易的合法性證明，需要有類似SPV的機制，包括Merkle、MPT、AVL等，可能就會促使底層平臺去支持這個功能。再比如，跨鏈為了統一訪問區塊鏈資源的方式，對訪問協議設計相關規范，可能也會激發底層平臺去調整協議，從而更好地與其他鏈互通。

跨鏈作為聯盟鏈發展過程中必不可少的催化劑，要解決“不同鏈如何互通”的問題，本質上是要解決“聯盟鏈擴展”的問題。關于區塊鏈擴展的方案，主要有以下三種不同方向：

跨鏈是Scale Out的重要技術支撐，Scale Out依賴跨鏈才有辦法進行。

Scale Out提供可平行擴展、無限擴容的可能，是必不可少的擴展方案，事實證明，已經有越來越多的平臺支持多鏈、多通道、多群組等方式進行Scale Out擴展。但是，要進行這種平行擴展，尤其是涉及多種平臺多種鏈交錯交互的時候，這里就給業務方帶來巨大的擴展成本，包括部署建設、管理管控、安全保障、信任傳遞等。

跨鏈的核心就是要降低擴展成本，要從東西和南北兩個方向提供低成本、快速便捷的解決方案。南北方向因部署方式、接口協議、業務模式等不同，需要給出簡化的接入和管理方案，東西方向因底層架構、安全機制、數據結構等不同，需要封裝安全可信的互通方案。

圍繞降低擴展成本的核心訴求，跨鏈技術要在東西和南北兩個方向提供簡化的、封裝的解決方案，在跨鏈方案的設計和落地中，需融入以下三個理念：

通用化設計，提煉共識的基本同構點

先讓代碼跑起來，快速適配主流平臺

建立開源開放的社區文化，讓協議盡早傳播開來

在通用化設計方面，跨鏈方案要承擔起“催化劑”的作用，提煉廣泛共識的基本同構需求點，在架構、協議、資源等方面進行抽象提煉。

例如，在IEEE C/BDL目前公布的幾個跨鏈相關提案中，P3203有關資源命名和尋址方式，P3204有關跨鏈交易證明的模型、交互協議，P3205涉及跨鏈訪問協議以及數據認證等，這些都是在廣泛共識的需求點上進行提煉設計。

“粗略的共識，可運行的代碼”——這句話是TCP/IP協議工作組的座右銘，也非常適合跨鏈設計。先讓代碼跑起來，能夠快速適配各種主流平臺，滿足跨鏈業務協作的需求，在發展中實踐，在實踐中發展，這一點很關鍵。

更重要的是，跨鏈本身涉及多條鏈，已經不是某一個平臺，或者某一個機構的事兒，其方案的建設離不開眾多平臺建設方、使用方、愛好者的參與。因而，建立一個開源開放的跨鏈協作社區就非常重要，所謂“萬人操弓，用射一招，招無不中”，通過社區的群智群策，可以讓協議盡早傳播開來。

WeCross是微眾銀行區塊鏈團隊打造的跨鏈協作平臺，是以上理念的實現方案。WeCross在設計上秉持了“通用化設計”的理念，提煉了通用區塊鏈接口、異構鏈互聯協議、可信事務機制和多邊跨域治理四個核心技術，相關細節我們在白皮書中做了詳細闡述，敬請查看WeCross 白皮書。

同時，WeCross秉持先讓“代碼跑起來”的理念，實現了總體跨鏈架構，提供了快速適配底層鏈的Stub擴展方案，目前已支持FISCO BCOS、Hyperledger Fabric等平臺，歡迎體驗：

https://github.com/WeBankFinTech/WeCross

不僅如此，WeCross還是一個完全開源的開放社區，擁有完備的社區規范、CIP（CrossChain Improvement Proposal）規范、多元活動等，歡迎加入社區一起玩轉跨鏈：

https://github.com/WeBankFinTech/WeCross/wiki

正如WeCross白皮書中所言——風起于青萍之末，一場圍繞區塊鏈技術的變革正在徐徐拉開帷幕。與一個具備無限潛力的趨勢共同成長，現在，正是最好的時節。 

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