区块链:跨链 如何建立链间信任？_SAT

在一条区块链中，链上各参与方借助区块链共识机制建立信任体系。那么问题来了，在多条区块链的跨链场景中，链与链间的信任如何传递？链间的信任，信的是什么？这种跨链信任，又该如何建立？

链间的信任，信的是什么？

先说结论：链间的信任，以信任对方链的执行机制为前提，信的是符合执行机制的执行结果。

其中缘由，得从跨链的基础操作谈起。

跨链的基础操作为：对方链执行某个操作完成后，本地链才可执行另一个操作。如下图所示：区块链A成功执行操作X后，区块链B执行操作Y。X操作是Y操作执行的前提条件。

上述操作中，一个请求X经过签名，变成一笔交易发到区块链A上，经过区块链A共识，生成区块。区块中包含了块头、交易列表等信息，块头中又包含了共识结果信息。上述信息都可统称为区块链的执行结果，具体流程如下图所示：

区块链A的执行结果被发到区块链B上。区块链B在执行请求Y前，必须先判断X是否上链。

WOOFi推出由Arbitrum和LayerZero提供支持的跨链质押:5月25日消息，WOOFi Stake 2.0 通过与 LayerZero 的跨链消息技术集成改进了该模型。现在用户可以将 WOO 押在两条新的受支持链上，包括 Ethereum 和 Optimism，但奖励将合并并可在 Arbitrum 上领取，从而简化多链用户体验。WOO 代币现在可以跨七个链进行质押，以通过 WOOFi swap费在 Arbitrum 上赚取 USDC。[2023/5/25 10:39:49]

判断的方法是，在区块链B的运行环境中，验证区块链A与X相关的执行结果是否有效。验证通过，表示X已上链，区块链B可继续执行后续步骤：发送请求Y，在区块链B进行上链。

需要注意的是，此操作基于一个前提，即区块链B必须信任区块链A的执行机制。区块链A上正确的执行结果，代表的是区块链A上各方意愿。区块链B要验证区块链A上某个交易是否有效，必须信任区块链A的执行机制，并按照区块链A的执行机制，验证区块链A的执行结果，才可判断区块链A上的某个交易已上链。

跨链保证金平台Prime Protocol上线Arbitrum:金色财经报道，跨链保证金平台Prime Protocol今天在Arbitrum上推出了其测试网，这将是第一家允许用户从其整个账户中提取保证金的跨链经纪商。

Prime Protocol使用Axelar的消息传递技术来实现跨链交易。它还与Wormhole集成，从而使Prime Protocol与非基于以太坊的链建立连接。

Prime Protocol创始人Colton Conley表示，目前没有代币上线，但可能会在未来某个时候上线。一旦上线，它计划运行激励措施来引导流动性。[2023/2/3 11:44:35]

可见，在整个过程中，通过验证对方链的执行结果来判断请求是否上链，是建立跨链信任的核心步骤。因而，链间的信任，以信任对方链的执行机制为前提，信的是符合执行机制的执行结果。

建立链间信任，需经四层验证

执行结果虽然在不同区块链有不同实现方式，但万变不离其宗，区块链的核心数据结构是以区块为单位的链式结构，交易存在于区块中。

Ava Labs推出面向Web3用户的Core网站，拥有跨链、交易等多项功能:10月20日消息，据官方公告，Avalanche开发公司Ava Labs宣布推出面向Web3用户的Core网站，这是一款免费的一体化“指挥中心”产品，帮助用户查看和使用Avalanche网络、Avalanche子网和以太坊中的Web3应用。Ava Labs表示该产品与其他投资组合dApp不同的是其对Avalanche、比特币和以太坊网络进行了全面优化，拥有跨链、交易、法币购买、控制、搜索等多项功能。[2022/10/20 16:31:09]

因此，我们可将执行结果的验证划分为以下四层：

验区块连续：在验证开始时，需确认数据来源，基于区块链的连续性，验证区块是否归属于指定区块链，防止攻击者用任意区块链的区块进行伪造。

验区块共识：在确认来源后，需验证区块是否代表对方链的整体意愿。此步骤验证区块的共识信息是否符合要求，防止攻击者用未经过共识的区块进行伪造。

Baby Doge正式跨链ETH:据官方消息，宝贝狗狗币 (Baby Doge Coin) 项目正式从BSC链跨链到以太坊链，目前已经在Uniswap上架。

宝贝狗狗币 (Baby Doge Coin) 持币用户已达100万，将推出NFT，游戏大厅，支付系统等。[2021/11/26 22:19:52]

验交易存在：区块被验证合法后，需验证指定交易是否属于此区块。不同链有不同验证方法，下一节会展开描述。

验交易正确：交易存在性得到验证后，并不能代表此交易确实是跨链场景下预期的操作，还需结合业务场景，判断交易的具体内容是否符合预期。

只有通过上述四层才算验证通过。验证通过后，说明操作已在对方链上上链，本地的链可执行后续步骤。?

各层次验证机制的实现方案

上节所述四层验证，在不同区块链上有不同的实现方式。WeCross的插件化框架，定义了通用的编程接口，开发者只需按照链类型实现四个层次的验证逻辑即可。

Kava Labs公布跨链货币市场Harvest.io的提案:Kava Labs正式公布关于新产品“Harvest”的提案。Harvest.io是全球首个跨链货币市场。通过Harvest平台，用户可以用BTC、XRP、BNB、BUSD、KAVA和USDX等资产进行借贷和挖矿赚取收益。Harvest第一个版本提交时，会支持BTC、BNB、BUSD、USDX的供应方存币和HARD激励措施。第二个版本将为这些资产提供借贷功能以及针对贷方的借贷激励，并扩大HARD链上治理的范围。

根据发展路线图， 9月21日，Harvest v1测试网内部测试以及外部审计。10月15日，Harvest v1将随着Kava-4主网上线，HARD分配启动；BTC、BNB、HARD&USDX的流动性提供和HARD激励开始。12月30日，Harvest v2扩展Harvest治理。

HARD代币最大供应量为2亿，分配如下：对流动性提供者和借贷用户的激励（40%）、基金会（25%）、Kava Stakers（20%）、团队（10%），IEO（5%）。（Kava中文社区）[2020/9/19]

下面，我们来看看各层次的具体实现方案。

验区块连续

在不同区块链上的实现大同小异。当前区块中记录着上一个区块的哈希值，当前区块的哈希值又在下一个区块中被记录，多个区块依次相连形成区块链。不同区块链只在哈希算法和计算区块哈希的字段上存在差异。

在WeCross中，验证区块链连续性，只需按照相应链的实现，验证区块依次相连成链即可。

验区块共识

验区块共识，即验证区块的共识信息是否符合对应的算法条件。不同算法有不同的实现。此处给出最具代表性的两种共识算法：POW和PBFT。

POW属于最终一致性共识算法，通过最长链和延迟确认的方式逐渐让共识结果收敛一致。WeCross提供了POW验证所需步骤：

验难度：验证区块的nonce是否满足工作量证明条件

验延迟：验证当前块是否低于已知最高块N个块

验最长链：引入多方，验证当前区块处于最长链上，防止单方面谎造最高块高和伪造分叉链进行作恶

PBFT算法在多方共识后立即达成一致，区块链不存在分叉和回滚的可能。在算法中，节点通过多次相互广播签名以达到共识。

在区块中，足够数量的签名代表了区块的合法性。因此，WeCross中对PBFT的验证较为简单：

配置公钥：事先配置对方链共识节点的公钥

验签名：用事先配置的公钥验证区块中签名的有效性，并判断有效签名数量是否达到PBFT共识条件

验交易存在

验交易存在同样需要根据不同实现判断，比较有代表性的是SPV和背书策略。

SPV的初衷是为了实现轻客户端，目前已在大多数区块链上实现。随着跨链技术兴起，此技术也被用作验证区块中某数据的存在性。

以交易为例，区块头中记录了当前区块内所有交易哈希组成Merkle树的树根，即“交易根”。任何一笔交易，都唯一对应了一条通向交易根的Merklepath。区块内不存在的交易，无法伪造出通向交易根的MerklePath。

因此，在WeCross中只需验证某交易的MerklePath，即可判断某交易是否属于某区块。

背书策略为HyperledgerFabric所采用。在Fabric中，每笔交易都需满足某个事先定义好的背书策略。

交易在执行时会被多个背书节点签名，当各方签名满足背书策略时，此交易才被认为有效。Fabric将背书节点签名信息作为交易的一部分保存于区块中。多笔交易组成区块内的交易列表。交易列表以二进制形式计算哈希值，此哈希值被记录于区块头中。

因此，在WeCross目前的实现中，仅需判断交易是否在交易列表中，并校验交易列表哈希值，即可初步判断交易的存在性。

WeCross后续将结合背书策略，验证交易的背书节点签名，进一步增强交易存在验证的有效性。

验交易正确

验交易正确，是根据业务的预期参数判断前三步验证的交易哈希是否是业务预期的那个操作。

例如，预期操作为transfer(a,b,100)，则相应的交易内容不能是get(a)。验证时，需根据交易的编码方式和哈希算法，校验业务预期参数与交易哈希是否对应。不同区块链实现的差别只体现在交易编码和哈希算法上，根据链实现采用相应方法进行校验即可。

WeCross中不同链的插件实现了不同的校验逻辑。FISCOBCOS插件采用的是RLP编码和SHA-256哈希算法，验证的是交易哈希是否正确；而Fabric插件则采用ProtoBuf编码，验证的是交易二进制是否正确。

完整验证过程举例

为了更直观进行说明，下图给出了FISCOBCOS的完整验证过程。

当某条链拿到了对方链的执行结果后，即可在本地进行验证。

在验区块连续上，FISCOBCOS通过比对区块头中父区块哈希与真实的父区块哈希，验证此区块是对方链的区块。

在验区块共识上，通过校验当前区块的签名列表，判断合法签名数量是否满足PBFT共识条件，确认当前区块代表了对方链的整体意愿。

通过验证交易哈希通向交易根的MerklePath的正确性，可判断交易已存在于区块链上。

通过验证业务预期、交易二进制、交易哈希的对应关系，可判断交易是业务预期的那个操作。四个层次验证通过后，说明业务所预期的操作已在对方链上上链，验证完成。

总结

链间的信任，以信任对方链的执行机制为前提，信的是符合执行机制的执行结果。执行结果是否正确，验的是四个层次的数据。验证机制在不同链有不同的实现，WeCross以插件化的方式提供支持。

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