读书笔记N244：跨链以及Irisnet

读书笔记N244：跨链以及IRISNET

跨链这个概念的提出，会出现两种情况。第一种情况是，在现有链之间相互跨。比如让以太坊和比特币相互跨。第二种情况是，我造一个标准，以后大家按这个标准来设计新的链，所有这些新链就可以非常方便相互跨。在跨链概念的早期，大家都想着第一种情况。最著名的就是闪电网络，中继和侧链三大技术。

现在的跨链热门，其实都包含了造链技术。就是我自己设计一条区块链，如cosmos，polkadot，vsystem。这些区块链里都包含了一组造链协议，就是按照特定的标准来设计一条新的链。只要在这个标准下设计出来的链，那相互跨就非常容易了。这些标准协议就是跨链的基础设施。
在第二种情况下往往是包含了第一种情况的。其中cosmos和polkadot都是使用类似于中继的技术来实现和现有的链跨。

2014年BlockStream首次明确提出侧链概念。2014年10月，BlockStream发布白皮书《Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains》，首次明确提出侧链的概念，按照白皮书中的定义，侧链是验证来自另一条区块链的数据的区块链，通过双向锚定（two-way peg）机制，加密资产能够按照某种汇率在侧链和主链之间转移。

BTC Relay是ETH上的一个智能合约，通过存储BTC区块头验证BTC交易。由于BTC区块链的交易信息以Merkle tree的形式存储在区块头中，BTC Relay可以利用SPV机制验证BTC交易。BTC Relay的功能实现依赖于Relayer提交正确的区块头数据，及时提交正确的区块头数据的Relayer将会得到奖励。BTC Relay通过相对简单的设计实现了ETH用户能够创建依赖于BTC区块链事件的智能合约，但是BTC Relay只实现了BTC到ETH的单向跨链。

总体而言，跨链技术在过去几年间得到了迅速发展，相关的项目层出不穷。现有的跨链相关项目中，基于侧链/中继模式的项目占比最高；基于哈希锁定的闪电网络自主网上线以来节点数量、通道数量和网络容量不断增长，技术可行性得到了较好的验证；除了上述的三种跨链主要模式，还有一类项目通过规定一系列通信数据格式与协议规范等实现区块链接入，这类项目称为通信协议簇类项目，这类项目未来能否成为主流跨链方案一定程度上取决于业界对于相关标准规范的接受度。

Cosmos整体分为两层，底层叫Tendermint Core，包含了共识层和网络层，业务层叫Cosmos SDK，封装了通用的业务功能。Cosmos业务层通过调用Tendermint Core的接口ABCI（Application Blockchain Interface），完成与底层的交互。

NULS整体分为三层，底层叫NULSTAR，是一个区块链微服务底层框架，业务层又分为两层，分别是区块链基础服务层NULS模块仓库和DAPP应用层。NULS模块仓库与Cosmos SDK类似，内置了通用的功能模块。 NULS根据区块链的业务，将所有区块链都需要用到的功能，拆分成了通用模块。
与Cosmos不同的是， NULS专门设计了DAPP应用层，添加了对智能合约的支持。

Cosmos的共识机制叫Tendermint，是由Cosmos的核心开发团队Tendermint研发的。NULS的共识机制叫POC（Proof of Credit），是由NULS核心团队研发的。POC和Tendermint都是POS类型的共识算法，并且都结合了拜占庭容错。

Cosmos整体更侧重跨链领域的发展，在造链领域，Cosmos通过Cosmos SDK实现了插件式造链。NULS将发展阶段分为造链和跨链两个阶段，在造链阶段，NULS实现了模块化造链，未来计划通过核心产品链工厂，实现“一键造链”。

https://mp.weixin.qq.com/s/wlWDesP1LkCiBqiiVFde0g 主流跨链机制概述 具体实现过程说明

以太坊的Plasma是Layer2扩容的一个方案。Plasma其原理是将交易移到off-chain并在一条次链（Secondary Chain）中进行处理，其想法来自side chain，但完全一样。但Plasma不如State Channel来的成熟，目前只有在支付上的应用，数量也很少，正在进行支付以外领域的使用研究。

达尔文网络，是使用Polkadot的Substrate的技术构建的跨链游戏网络。达尔文网络的技术其实可以看成是在Polkadot的Substrate之上的二次开发，将其改进成专门用于游戏资产和游戏操作的跨链交互。目前主要用于支撑进化星球及相关的业务体系（进化星球是一个建立在区块链上的游戏虚拟世界，也是一个DAO，类似于区块链上的《我的世界》）。主网Token是RING。
达尔文网络的运行模式有Solo模式和Polkadot模式（值得注意的是，在不同的运行模式下具体的激励方案会有所不同

之前的达尔文网络面向的主要是游戏，而IRIS面向的是商业应用(其团队有一位曾在中科院计算技术研究所担任过研究员的博导站台)。IRIS预设企业和IRIS以Consumer(服务消费方)/Provider(服务提供方)的方式进行合作：IRIS为企业和项目方提供了更易用的SDK，来帮助他们利用分布式账本所带来的好处。

ChainX是基于Polkadot的Substrate的资产跨链项目。ChainX通过去中⼼化的⽅式将链间资产进⾏统⼀转化，任何链只要建⽴与ChainX的连接，就可以与所有链进⾏资产互通。Polkadot旨在做底层基础建设，实现任意消息跨链，而ChainX则专注于资产跨链。ChainX的主网Token为PCX。

Edgeware是一个智能合约平台。一旦Polkadot上线主网，用户可以使用Edgeware在Polkadot上快速部署智能合约。支持WebAssembly，用户可以使用Rust编写Edgeware智能合约，在WASM中执行合约相比大部分虚拟机更快、更高效。

相对于Cosmos而言，Polkadot的管理哲学更偏向于中心包办式。从某种角度上说，Polkadot更像是为Dapp这样的架构服务的，由于Dapp没有验证人生态，只对接用户和链数据，所以整个安全由Polkadot本身提供，Dapp使用者的代币也都是Polkadot的代币Dot。
未来是互联网项目区块链化，还是互联网项目直接Dapp化，或者这二者之间会出现一个过渡期，现在还很难判断。

至于接入的便利性，从币安选择Cosmos的Tendermint共识引擎来搭建去中心化交易所也可以看出来，可插拔的共识有足够大的自由度，这种自由度对于开发团队是非常有吸引力的。世界最大的中心化交易所币安之所以会选择Cosmos，还是能够说明一定问题的。
而Polkadot的接入，则需要抵押Polkadot的代币Dot，同时还需要已有验证人准许。

资产跨链简单来说是两条链的币相互发给对方。但这怎么发？币的跨链技术有很多，有双向锚定（two-way-peg），哈希时间锁，原子交换，资产质押转移，网关，联邦签名等等。
双向锚定是比特币侧链技术中非常重要的概念，用来实现比特币主链币和侧链币之间的跨链。双向锚定能够让侧链“知道”主链上的特定币是否处于锁定状态，并且依此锁定状态来解锁或销毁对应数量的侧链币。

比特股是一个去中心化的交易所，里面可以交易比特币，哎，这里面的比特币是怎么出现的呢？用的就是网关技术。原理很简单，就是用户将比特币发给一个叫“网关”的地方，然后“网关”会生成一个比特币稳定币在比特股流通。用户要提比特币时，就反过来，网关会销毁比特币稳定币，然后将相同数量的比特币发给用户。

币的跨链有一个非常重要的概念叫“原子交换”。所谓的原子交换是指：A链上的一笔交易，和B链上的一笔交易，要么同时成立，要么同时不成立。

资产跨链的过程，其实是可以拆分为映射资产的发行和销毁。
要进行跨链的资产在源链上进行安全锁定，再在目标链上发行等额的映射资产，这是资产跨链出去，也是映射资产的发行过程。在目标链上销毁映射资产，再在源链上进行资产解锁，这是资产跨链回来。在这两个过程中，技术方案的目标是使得锁定-发行、销毁-解锁的安全原子性。
简而言之，资产跨链的本质是严格100%的安全透明映射。

资产跨链的技术方案可以简单分为两类，中心化方案和去中心化方案。
中心化方案：商业机构或中心化组织以信誉或资产担保，承担跨链中介，通过中心化记账系统完成资产跨链过程的资产锁定发行和销毁解锁过程。典型如交易所的币币兑换，用户从BTC钱包充值BTC到交易所，在交易所将BTC兑换成ETH，再将交易所的ETH提现到用户ETH钱包，这也是完整资产跨链过程。
去中心化方案：要求去除人的中介，力求以去中心化技术来承担中介，强调对密码学安全的信任，做到严格的100%安全透明映射。需要搭建通信桥梁。在通信桥梁选择上，也有去中心化程度不同的选择。通常来说分为三大类：哈希锁定； 见证人； 轻节点式侧链中继
总的来说，在资产跨链的技术方案选择上，双向的轻节点式侧链中继是最优方案，其次是见证人方案。

市面上几种跨链BTC产品。
XBTC：跨链项目ChainX推出的跨链BTC产品。ChainX基于Substrate技术，自带区块链3.0时代的创新基因。对轻节点、运行时计算有强大支持。因此，对跨链天然友好。也由于ChainX的跨链技术的去中心化特性，推动了市场多款主流BTC钱包对OP_RETURN的广泛支持，OP_RETURN是比特币进入去中心化跨链时代的必备条件。
WBTC是第一个以足额BTC背书在以太坊平台上发行映射token的产品。社区主导，由多家DEX和DEFI开发商、钱包、中心交易所组成联盟所支持。旨在为以太坊生态注入比特币流动性和交易价值。WBTC由托管人、兑换商组成。
tBTC也是发行于以太坊平台上使用足额BTC抵押发行映射token的可赎回的产品。tBTC在抗审查、去中介化、去信任化、去中心化和安全性上面做到了跨越式提升。但其借鉴了WBTC和类MakerDao思路，整体是个超额抵押系统，机制极为复杂，非常极客化的开放系统。
imBTC，钱包厂商imToken推出的BTC资产token化产品。imBTC基于以太坊，采用BTC资产锚定方式发行等量映射token。通过token化，使得BTC资产间接获得以太坊图灵完备能力，可以无缝接入DEFI、DEX等链上闭环应用生态。同时BTC资产的市场价值、流动性价值也进一步扩大。
BTCx是BTC锚定币的统称。常见于中心化交易所，譬如币安交易所发行的BTCB。一般来说，都是以中心化机构组织商业信誉担保，采用储备金的方式按等额发行。储备金可以是链上公开，接受审计，或者是托管于第三方专业托管机构，或者是完全不公开，只凭信誉担保。最近还有火币的HBTC

https://www.8btc.com/media/508237 深度 | 如何进行资产跨链？ 专业全面

区块链有几个我们认为最重要的特性，如果用好它将如虎添翼。
1.生产关系的改变；
2.自由人的无门槛加入；
3.区块链产生的陌生人之间的大规模协作所带来的能量；
4.信任等人类思想意识所蕴含的更高阶的价值可以被泛货币化

公证人撮合就是中心化方案，也是目前最普及的方案。虽然撮合效率高，然而天下苦公证人撮合久矣。我们有超过一万家中心化交易所自诩为公证人，各种虚增资产、不让提币、虚假交易、被盗等负面层出不穷。人们呼唤着去中心的解决方案，投资者需要把私钥放在自己手里。哈希锁定呢，在解决一对一跨链的时候倍儿棒，效率好且去中心化。可是要解决n多公链的互联呢？其中需要彼此验证的工作就会指数级上涨，网络难堪重负。这就导致哈希锁定的应用场景被大大局限了。好了，逻辑上跨链的突破希望就在于侧链中继了。

Random Capital 的刘毅认为：通过解除性能瓶颈，跨链技术有望释放 DApp 创新潜力，引发去中心化应用的第三次浪潮。然而比特傻补充一句，接着跨链技术，Dapp可能被淘汰，取而代之的是特定应用区块链。依托跨链技术，崛起的浪潮不属于dapp，而是属于一条条解决特定问题的链。跨链如果成功，其实是对智能合约模式的替代和差异化竞争。

跨链的第一个挑战在于科技树复杂且需要考虑兼容性。由于跨链需要兼容各类型的公链，一旦考虑到兼容性，就需要开发很多模块去对接现有公链。工作量大且易出错。其次，公链层的跨链需要面对应用层级别的跨链竞争。ArcBlock CEO 冒志鸿认为：99% 都只需要应用级的跨链，只有很少需要 interledger （跨账本）级别的跨链。从市场终局看，跨链将面临强大的较为集中的公链挤压。而上文说过了，跨链自身也具备一定的“公链性质”，这又会提升跨链在市场终局时的话语权，从而导致这个问题颇为复杂。

Polkadot/Cosmos的出发点不是连接现有的公链，而首先在于支持开发者快速低成本地开发出新区块链。新区块链可以是应用平台（支持智能合约），但更多的新区块链会是去中心化应用，例如以独立区块链形式存在的去中心化预测市场、TCR、稳定币、借贷市场、交易所等等，我们不妨称之为应用链。Polkadot/Cosmos不但为开发应用链提供工具（Substrate/Cosmos SDK），而且为应用链之间实现可信互操作提供基础设施（Polkadot Relay/Cosmos Hub）。由此可见，Polkadot/Cosmos的跨链，核心在于DApp的新形态——应用链，以及应用链之间的可信互操作。

智能合约混淆了去中心化和可验证两个不同的概念，误导了开发者，令DApp在长达4年的时间里几乎在原地打转。Polkadot/Cosmos（尤其是Polkadot）赋予了DApp链上治理能力。通过解除性能和治理两大发展瓶颈，跨链技术有望释放DApp创新潜力，引发去中心化应用的第三次浪潮。Substrate/Cosmos SDK开发的应用链可以很容易地达到1000tps以上的处理能力，而且成本很低，能够满足大多数DApp的需求。

微众银行区块链开源版图再添新成员，新成员命名WeCross，是一款区块链跨链协作平台，由微众银行区块链团队自主研发并完全开源。目前，WeCross已完成 v1.0.0-rc1 版本的开发与发布，支持市面上多种主流开源区块链，如 FISCO BCOS 、Hyperledger Fabric 等。
https://www.8btc.com/article/557418

蚂蚁区块链一直在跨链技术上进行突破，比如支持千链互联的跨链网络规模、万级跨链流量、毫秒级延时等应用友好特性；在跨链的核心机制方向上，蚂蚁区块链引入以可信计算为基础的组件，解决异构链带来的差异性难题，同时结合分布式身份，定义跨链治理模型，有望构建统一的标准跨链模式。可以预期，跨链协作将进一步拓展价值互联网的边界，实现万链互联。

https://www.8btc.com/article/418195 跨链释放 Dapp 创新潜能
https://www.jinse.com/blockchain/436568.html 刘毅：Web3的技术演进、应用与创业
以上两篇文章是技术出身的投资人解读，专业

IRISnet 的主网 IRIS Hub 是 Cosmos 生态中第一个上线的 Hub，早于 Tendermint 团队自己开发的「Cosmos Hub」。在广阔的 Cosmos 生态中，「IRIS Hub」和「Cosmos Hub」平行存在，各有独到之处。
IRISnet 不仅支持数据和复杂计算跨链操作，更是对亚洲市场和生态拓展进行了布局。IRISnet 通过 iService 已经完成了客户项目的最小可行性验证，并能开启对 DeFi 应用的支持。随着区块链生态的蓬勃发展、数据经济的爆发以及 IBC 的成熟发展，未来跨链带来的分布式商业将有更多想象空间。

IRISnet 通证经济的四大模块可以分 3 个层次： 共识层的 BPoS 模块、治理层的链上参数治理升级模块，以及应用层的 DeFi 支持模块和 iService 服务模块。这些都值得细细研究：
BPoS 共识算法属于 PoS 共识的分支，PoS 共识里通证最主要的功能就是通过 Staking 来维护网路安全，越多的通证参与 Staking，则该网路就具备经济安全性，IRISnet 的治理层可以支持多种治理形式：文本提案，自动链上参数修改，软件升级， 网络终止提案，Tax 收入分配提案。应用层的 iService 服务是开发一个个分布式商业应用的构建模块，也是一个「超级适配器」，可以很好的串联起链上、链下的服务供给方与需求方。

应用层另外一个模块则是火热的 DeFi 开放式金融。IRISnet 本身底层架构是经过验证的 Tendermint 算法及 BPoS 共识，并加上独立开发出来的多资产（Multi-asset）模块，具备了支持各种稳定币、资产通证化及去中心化交易所在 IRIS Hub 上发布或链接的能力。每一次多资产发布，都需要质押一定数量的 IRIS 通证，或消耗 IRIS 通证。此外，DeFi 场景只要通过 IRIS Hub 进行跨链操作，也会使用到 IRIS 作为消耗通证。

在 BPoS 共识中，通证持有人将 Token 委托给网络中节点质押并参与网络验证。在「Bonded PoS」中，「Bonded」就是通过质押绑定权益的意思。如果我们套用近期非常火热的 Staking 经济来看，将 Token 委托给节点质押参与网路的动作就叫做 Staking。目前根据 IRIS 浏览器的数据显示，已经有 100 多位节点参与网路共识（但前期只有投票权重前 100 的节点才能代表出块，以每年多 13% 的比例逐渐开放）

iService 可以简单的解释为一个「超级服务适配器」。如果更通俗的解释，可以理解为一个京东商城，在这个平台上面同时存在着服务提供方及服务的需求方，双方通过 iService 智能地进行撮合，并链接彼此。此外，iService 还可以撮合机构与机构之间的数据服务调用。当然，不仅仅是数据，有了 IRISnet 跨链服务，各种应用可以不用自己去实现复杂的存储和隐私技术，数据可以存储在专注于分布式存储的区块链上，比如 IPFS，然后通过跨链服务，用提供隐私计算的区块链来完成代理重加密。

IRIS SDK 打造的 IRISnet 是一个跨链枢纽，也可以叫做「 IRIS Hub」, 专注于支持跨链服务请求，可以看作是跨链服务的开放市场。

IRISnet选择与致力于降低DeFi门槛的投资社区Axonomy合作。主网 IRIS Hub作为底层公链将支持Axonomy 产品的通证化，为Axonomy链上业务提供随机数、Uniswap等功能支持，为DeFi应用提供稳定、安全、高性能、可持续升级的区块链基础设施。未来，用户可以在IRIS Hub上自由使用Axonomy的DeFi产品（比如理财、借贷）；同时，随着IRIS Hub自身去中心化交易所的上线，用户可以在链上自由地进行交易。

IRISnet还会与比特股网络上著名的网关和交易所项目GDEX开展合作，通过GDEX网关把比特股网络上的bitCNY稳定币引入到IRIS Hub。在跨链通信协议IBC实现之后，bitCNY将经由IRIS Hub进入整个CosmosNetwork，成为全网都可使用的锚定人民币的稳定币； 有了GDEX网关，IRIS Hub还会为DeFi应用引入多种主流通证，包括BTC、ETH以及USDT。随着IBC的成熟和发展，主流通证可以实现自由的跨链转移，GDEX网关也将逐渐演进为Cosmos Network中的一个IBC中继网络。

IRISnet 链上治理的过程包括 3 个阶段：提议抵押阶段、投票阶段、统计阶段，并设立了 2 种机制：销毁机制、惩罚机制。
链上治理从提议抵押阶段开始，任何持有 token 的地址均可以发起参数治理或者软件升级的治理提案，但是需要在指定时间内 (系统参数) 提供一定量的通证（根据链上规则）作为抵押。如果发起人的抵押不满足链上规则限制的最低有效值，网络中其他地址可以支付押金增加抵押，只要累计抵押的通证数达到系统指定数量即可进入投票阶段。在投票阶段之后，统计阶段会最终在链上统计提案通过与否的结果。

使用Substrate开发应用链具备以下特点：
独享高性能：Substrate实现了网络层、共识层的核心模块封装，其选择的Libp2p传输协议、WASM标准、Rust语言皆为行业趋势技术——DApp开发者可低成本快速开发应用链，并独享高达数千TPS的性能；
功能模块化：Substrate中的基础功能被划分成模块，开发灵活度极高，模块包括：共识机制、网络系统、交易模块、治理投票、Staking、账户系统等等——DApp开发者可根据需求灵活定制所需模块，大量节省研究/开发资源；
链上治理与升级：Substrate提供的链上治理模块围绕权益者票决进行，社区所有人都可清晰知晓和参与项目决策——DApp开发者可以进行在线升级，系统也不会因为分叉降低网络效应；
快速最终性：共识模块保证了出块的快速最终性，不像POW的出块是概率最终性，正如Polymath在解释为何选择Substrate作为应用链开发工具时所说：“Polymesh并不是一个通用区块链，实际上它主要为规范市场的合规资产生...对于资本市场，具有T+0结算的公链会是非常大的一个优势。”

Cosmos SDK是构建多资产POS区块链的开发框架，相对Substrate来说，它的优势在于以下两点：
卓越的共识引擎：Cosmos-SDK默认的共识引擎是Tendermint，Tendermint将网络层和共识层进行了封装，具备快速、稳定、卓越的市场认可度等特点，目前市场超过40%的POS项目使用Tendermint共识（Cosmos Hub、Binance DEX等），它已经承载了超过10亿美金的价值；
跨链协议：IBC是目前最有可能成为异构区块链跨链通信标准的协议，通过集成IBC模块，DApp将获得万链互联的能力，可以实现与跨链网络内所有资产的价值交换与信息通信

https://github.com/irisnet/irisnet/blob/master/%E7%99%BD%E7%9A%AE%E4%B9%A6.md
IRISNET白皮书