区块链: 一种以密码学方式保证数据不可篡改、不可伪造的分布式账本。
公有链: 任何人都可读取、发送交易且可修改其中任意节点的区块链。
私有链: 读写权限被某个节点控制,拥有权限的用户才可使用的区块链平台。
联盟链: 读写权限仅对于加入联盟的节点开放的区块链平台。
共识机制: 区块链中通过特殊节点的投票即可完成对交易的验证和确认。特殊节点的投票代表了所有节点的意见。
激励机制: 节点一旦成为特殊节点,可获得公有链提供的代币激励。激励机制的实行是鼓励节点参与到成为特殊节点的竞争中来,并不断维护区块链系统安全运行。
TPS: 系统每秒可处理的交易数量。
侧链是平行于主链的一条区块链,可以针对目前主链无法实现的功能进行特定的功能拓展和性能提升,比如2017年的时候,由于牛市来袭,这两条区块链上的交易量大幅提升,远远超过比特币每秒7笔,以太坊每秒30多笔的吞吐能力,于是出现大面积的拥堵和延迟,所以会出现一个加密猫游戏的火爆搞瘫痪整个以太坊网络的事情,现在可以将主链上的小额零散交易全部转移到侧链上进行,这样可以大大的减缓主链的交易压力,这样做还有一个好处那就是可以保证一定的安全性,我相信你是不会愿意让其他的人都知道你拥有大量BTC/ETH,同时因为侧链可以进行简单支付验证,不需要将所有的交易都过一遍比特币的原生区块链系统,所以侧链在交易的处理速度上也具有相当的优势。
现在的比特币具备基本的区块链功能,但是智能合约功能没有,所以侧链还可以在对主网进行价值锁定的同时开发智能合约的功能,也就是在比特币的区块链主链之外添加智能合约的功能,这样比特币自身就拥有智能合约,想象一下这样做的结果,会使以太坊等以智能合约为主要卖点的区块链项目会被比特币削弱,更多的应用可以基于比特币的智能合约框架进行开发,这样做的目的是可以促进数字货币在一个统一的框架体系下进行发展,从长远来说,有利于统一底层协议标准。
同时侧链以融合大于竞争的方式对现有的区块链系统进行改造,不像其他的新创建的区块链系统,与现有的区块链系统有排斥影响。侧链的技术扩展性非常高,可以在侧链的基础上对现有的比特币进行金融生态的构建,可以轻松的建立各种基于比特币的智能化的金融合约,例如股票、期货、衍生品等等,未来可以有基于比特币的成千上万个侧链系统,其需要满足的特性和目的可以各不相同,所有这些侧链都依赖于主区块链,在这种一拖N的架构基础上,会极大的扩展现有区块链系统的应用范围和创新空间,使得传统的区块链可以进行多资产类型的资产支付,另外很多其他的功能也可以上线,诸如前面提到过的小微支付、智能合约、安全保障机制、认证注册等等。
虽然侧链是基于原生区块链建立的,但是侧链系统本身也可能存在安全性的问题,在侧链的方案中攻击者只需要攻击最薄弱的侧链就可以破坏掉整个侧链系统,单一的侧链系统发生安全性问题,对于原生链和其他的侧链系统也会造成一定程度的影响,一旦恶意成员对某个侧链完成51%的攻击,就可以黑化一条侧链,同时生成一个伪造的最长侧链,用伪造的侧链币在原生比特币链中兑换成比特币,这样就会造成比特币的损失。另外需要说明的一个问题是,所有的侧链并不会共享同一个公共的块单元,这样的含义是从一条侧链到另外一条侧链转移代币的过程中,绝大多数的侧链项目仅依赖技术体系中的SPV证明,简单来说就是侧链只会对交易是否来自最长的链做出验证,而不会真正的去验证交易信息。
解决上面说到的侧链攻击问题,有一个办法就是进行合并挖矿,通过确保所有的侧链同时以相同的哈希率进行开采,也就是利用比特币的矿工进行合并挖矿,在这种情况下,所有的侧链使用相同的哈希算法,可以同一个时刻为两个侧链生成工作量证明,矿工只需要进行一次哈希运算就有相同概率完成两个工作量证明,但是这样做的方式有一个很大的问题是,合并挖矿需要矿工运行所有侧链的完整节点,这会造成挖矿工作的进一步中心化,原来的矿工只是掌握比特币一家的挖矿权力,现在掌握了包括比特币主链在内的所有侧链的挖矿权力,比特币系统中的矿工权力进一步提升,不过这一点现在在比特币的系统中已经出现,同时达到一个微妙的平衡,之前出现过一个新闻是比特币矿池里的矿工会在某个矿池可能超过51%算力的时候切换自己的算力到其他的矿池中,所以这一点存在风险但是也无需过多担心。
目前对于跨链项目还有一个比较大的问题是,如何保证跨链项目的稳定性,因为目前还没有任何一个跨链项目已经进行成功稳定的运行,所以还无法进行最终的定性,只能说等待技术的成熟,另外还有一点是如何进行不同共识机制下的跨链操作,目前也是一个比较大的难题,终归一句话,目前跨链项目的稳定性还无法进行评判。
侧链的起源:
侧链(sidechains)实质上不是特指某个区块链,而是指遵守侧链协议的所有区块链,该名词是相对与比特币主链来说的。
侧链协议是指:可以让比特币安全地从比特币主链转移到其他区块链,又可以从其他区块链安全地返回比特币主链的一种协议。
显然,只需符合侧链协议,所有现存的区块链,如以太坊、莱特币、暗网币等竞争区块链都可以成为侧链。元素链(Elements)就是这样一种侧链,所不同的是,它是由Blockstream公司,即侧链协议所提出的公司,所开发的一个侧链的参考实现。
侧链协议具有重大意义,它意味着比特币不仅可以在比特币区块链上流通,还可以在其他区块链上流通,其应用范围和应用前景会更加广泛;有创意的人们会研发出各种各样的应用以侧链协议与比特币主链对接,使得比特币这种基准自由货币的地位越牢固。
公链三大共识机制:
POW: 节点可以自由加入退出,平等竞争特殊节点权利,节点成为特殊节点的概率和其拥有的算力有关,算力指CPU或GPU计算时间,btc网络中矿工通过解数学题,首个发现特定属性哈希的矿工将成为特殊节点。
优势:去中心化程度高,节点自由进出,避免某些节点长期成为特殊节点。
劣势:算力是成为特殊节点的决定性因素,算力解题耗费大量电力,造成资源浪费。
POS: 按节点持有的权益占网络中所有节点的比例来决定该节点鞥能否成为特殊节点。权益通常指的是:节点持有的代币数量和持有代币的时间,意味着:节点持有的代币越多,持有时间越长,成为特殊节点的可能性越大。
优势:无需耗费算力,缩短了共识达成的时间。
劣势:长时间运行该机制会造成马太效应,早期持有代币较少的节点话语权逐渐减弱,特殊节点长时间被某些节点霸占。
DPOS: 每个持有代币的节点均可进行投票选择一定数量的特殊节点,若特殊节点后续表现并未达到预期,其余节点可再次重新投票。
优势:投票权被分散到各个持币节点,因此公有链的去中心化得到保证。
劣势:投票需要时间、精力及技能,90%持币节点不参与投票,节点投票积极性较低。
跨链: 各个公有链之间资产和功能状态不能互相传递、转移、交换,极大限制了区块链生态的融合拓展。跨链技术用于解决公链间连接问题。
难点:
1、公链A的交易信息对公链B来说相当于是外部信息,跨链技术需要保证外部信息传递进入该公链时是准确的。
2、跨链技术要确保原链上代币总量不会在跨链过程中减少或增多。
3、跨链双方为独立的公有链,具有不同的公式机制、数据结构和交易处理逻辑,跨链技术需要保证交易环节的一致性,即:不会出现公链A交易成功,公链B却交易失败,造成用户双重支付的情况发生。
已有跨链技术:公证人机制、中继、哈希锁定。
1、公证人机制: 两条公链之间通过第三方"连接器"互相自由传递交易信息和数字资产,第三方连接器采用密码算法为两条公链提供资金托管服务,一旦交易双方对交易达成共识时,即可实现交易。代表:瑞波Interledger协议。 劣势:第三方连接器类似于公证人,由公有链节点投票产生,效率较低。
2、中继 : 利用中继链实现交易双方的交易信息校验工作,再通过创建平行链实现交易。代表:Polkadot 。劣势:区块状态同步在同一个共识机制内运行,造成交易时间拉长,资源过分消耗。
3、哈希锁定: 公有链A和公有链B达成协议,这个协议先锁定公有链A上的交易资产,若公有链B能在指定时间前正确输入"暗号",协议执行。并将交易资产交由公有链B,至此完成整个交易。代表:闪电网络。 劣势:用户需在指定时间内正确输入"暗号"
未来跨链技术特点:
可能会融合公证人机制技术和中继技术,资金托管账号由公证人保管,交易信息由中继完成验证工作,最后通过平行链完成整个交易过程。