基于侧链的区块链项目：典型案例Rootstock及应用实践

侧链的概念是最早由Blockstream公司提出的，其宗旨是在不改变主链结构和参数的情况下通过侧链来扩展主链的功能。后面有很多基于侧链的项目出现，其中比较典型的为Rootstock。Rootstock与比特币双向挂钩，支持图灵完备的智能合约和即时支付。Rootstock的虚拟机加入了EVM的指令集，因此前行兼容以太坊EVM上的智能合约。Rootstock每20s出块，号称在发布时能支持每秒300笔交易，并逐渐扩展到1000t/s，另外，一个很大的特点是虽然Rootstock有自己的区块链，但却是和比特币区块链联合挖矿，因此它有着和比特币相当的安全性。

Rootstock支持与比特币的双向挂钩。当资产从比特币主链上转到Rootstock时，相应的比特币被锁定在主链，而与之相当的Rootstock原生代币RTC会在Rootstock区块链上解锁。当要把RTC资产转到比特币主链时，对应的RTC会在Rootstock上锁定，而原先在比特币主链上锁定的相对应的BTC将会被解锁。

Rootstock的这种侧链技术，既能在不改变比特币主链架构的情况下扩展支持图灵完备的智能合约，又能前向兼容以太坊智能合约，还可以支持资产在主链和侧链间的流转，支持即时支付。

另一个非常有名的项目是Polkodot。Polkodot是Web3基金会发起的一项计划，由以太坊黄皮书作者Gavin Woods领导的Parity钱包团队开发的一个异构多链系统。其宗旨是让企业或开发者能够利用其平台建立平行区块链（Parachain）。Parachain可以有多条，都共用平台上的权威证明（Proof of Authority）共识机制。每条Parachain可以有不同的特性。所有的平行链都和一种被称为中继链（Relay chain）的通用区块链无缝连接，平行链的跨链整合通过中继链来实现。

每个平行链拥有等量的完全节点，这些节点具体负责一个平行链，被称为核对人（Collator）。这些核对人收集来自用户的交易，并对其进行验证，然后将验证后的交易传输至负责中继链的验证人（Validator），他们在中继链上运行相当于轻节点的节点。验证人负责验证和广播发送自核对人的区块。为此，每接收一个区块，验证人必须抵押他们的DOT（中继链代币）。为了确保验证人做出正确的行为并且不广播无效的交易，另一类参与者，即钓鱼人（Fisherman）来进行监控。他们只要证明验证人的错误行为，就会获得DOT。除此之外，验证人需要获得提名人（Nominator）的批准，提名人也需要抵押他们的DOT来提名验证人。验证人不仅有权抵押，还能够投票通过或否决某条平行链。通过以上机制，Polkodot来保证网络的安全性。

Polkodot如何支持交易由一个平行链转到另一个平行链呢？以下是一个简单的工作流：

1）用户在平行链A上创建一个交易以向平行链B发送信息。

2）该交易被发送至平行链A的一个核对人。

3）该核对人确保该交易有效，并将其包含在一个区块中。

4）该核对人向平行链A的一个验证人展示这个区块以及状态转变证明。

5）该验证人验证得出该接收到的区块只包含有效的交易并抵押出他们的DOT。(www.xing528.com)

6）当有足够的提名人抵押他们的DOT并提名验证人时，向中继链广播其区块将得到授权。

7）执行该交易，同时，来自A的数据被发送到B。

Polkodot的设计可以在无需信任的环境下保证拜占庭容错。一旦核对人传输错误信息，该行为的证明会生成，随后该核对人可能遭受惩罚或清除。同时，验证人处于钓鱼人的监视下；为了保住DOT，提名人会倾向于提名行为好的验证人。

Polkodot可以用来桥接现有的区块链。Polkodot能够通过所谓的内向合约（Break-in Contract）和外向合约（Break-out Contract）来将以太坊主网连接到Polkodot网络上。为了将数据从以太坊传输到Polkodot 平行链上，部分验证人要么需要运行以太坊主网上的完全节点并监听具体合约的日志，要么需要具备一种从绑定的第三方完全节点接收交易证明的机制。在后一种情况下，验证人无需运行整个区块链，但是将依赖默克尔证明（Merkle Proof）实现对交易的验证。为了保证交易的规范性（Canonicality），验证人在广播中继链上的交易前需要等待最少数量的区块确认。

为了将信息从Polkodot发送到以太坊，人们可以赋予某些验证人将他们的DOT抵押到转出交易中的权利。一份知晓授权验证者名单的内向合约，在收集到规定数量验证者签名后即可创建交易。

总之，通过特定的桥接器，大多数现有区块链可以连接至Polkodot网络。为普通区块链搭建桥接器可能不如以太坊简单直接，但也是有可能实现的。与Polkodot的平行链交换信息的同时，这些区块链可以保留它们现有的共识类型以及网络安全参与者。是否开发桥接器将取决于用例及需要。Parity Technologies已经开源了一种可通过权威证明共识将区块链连接至其他任意Parity链的桥接器。

为了解决资产在不同账本中的流转问题，Ripple在2015年提出了Interledger协议。首先Interledger不是一个区块链，而是一个简称为ILP的一套传输资产的规则。也就是说，ILP解决的是不同账本不能互连互通的问题。ILP有四个基本组件：第一个是发送者（Sender）；第二个是接收者（Receiver）；第三个是连接器（Connector）；第四个是账本（Ledger）。

发送者和接收者都比较容易理解，连接器连接发送者和接收者以完成ILP。连接器也可以连接其他连接器，这样可以将更多的发送者和接收者连接起来。账本用来记录各账户的资产余额。在现实世界里，账本可以是传统银行或第三方支付的账本，也可以是区块链的账本。如果发送者和接收者在同一个账本上，那么他们之间就不需要有连接器而可以直接转账。

类似互联网（Internet）的架构有四层（应用层、传输层、跨网络层、网络层），Interledger架构上也同样有四层（应用层、传输层、跨账本层和账本层）。简单地说Interledger是将互联网的概念应用在互连账本上，以达到不同区块链之间、区块链与传统账本之间，甚至传统账本与账本之间能互连互通的目的。Interledger在金融行业能解决账本孤岛的问题，提供安全、高效的跨账本互连，将具有广阔的使用场景。