TAT:技术视点 | 如何解决目前所有跨链方案面临的问题和挑战？_Wrapped Statera

题记：区块链作为一种分布式账本技术，可以被应用在金融、健康医疗、供应链、资产管理等诸多领域，但是受吞吐量、网络孤立性、伸缩性等因素的制约，目前的区块链项目并不能很好的服务于商业应用。在区块链所面临的诸多问题中，网络孤立性阻碍了不同区块链之间的协同操作，极大程度的限制了区块链的发挥空间。

一、引言

在前面的技术视点文章中，我们详细介绍了本体跨链的六大模块的具体设计和实现，相信大家对本体跨链技术有了一个基本的了解。

图|网络

这次我们主要介绍

StarkWare和Herodotus推出技术来验证以太坊历史上任何时刻的数据:金色财经报道，技术公司Herodotus发布了其链上累加器，该累加器使用存储证明加密技术，允许用户在不需要第三方的情况下验证以太坊区块链上任何时刻的数据。该解决方案采用了StarkWare的STARK证明技术。[2023/9/1 13:12:09]

目前所有的跨链方案所面临的问题和挑战，以及为了应对这些问题和挑战给出的进一步改进和优化方案。

二、

侧链作恶

跨链交互中涉及到的一个重要安全问题就是如何防止侧链验证人集体作恶，即

侧链作恶。

在Cosmos中侧链是自治的系统，侧链验证人的选举由侧链自己决定；而在Polkadot中，侧链验证人的管理由Polkadot主链决定。无论是自治的验证人选举还是统一的验证人选举，都会面临一个根本性的问题——

声音 | 焦点科技：公司已对区块链领域理论基础和技术储备进行研究:据全景网消息，焦点科技（002315.SZ）今日在其2019年度业绩说明会上表示，公司已经安排专门团队对区块链领域的理论基础和技术储备进行研究，未来将与跨境电商、产业互联网、保险科技、知识产权保护等场景结合，但目前仍只处于前期阶段，暂时未对公司业绩产生实质性的影响。[2020/2/12]

这些侧链验证人都不一定可靠。若跨链交互的中任意一种或多种资产实际价值大于验证人抵押的实际价值，验证人会有足够的动力去作恶。

例如：

某个dApp的开发者同时在主链和侧链上部署了智能合约，希望进行跨链的资产交互。当该dApp的用户将一部分资产转移到侧链后，如果这部分资产的实际价值大于侧链在主链上抵押资产的实际价值，那么恶意的侧链可以直接将这部分的资产转移到自己的名下，最终转移到主链上并在交易所卖掉了这部分的资产。

声音 | 杨东：区块链比人工智能等技术更能对金融有重大的改造和突破:近日，中国人民大学金融科技与互联网安全研究中心主任杨东在2019新京报金融科技论坛上表示，在所有技术中，区块链比人工智能、大数据等其他技术更能对金融有重大的改造和突破。“区块链与大数据、人工智能联系非常紧密。如果将大数据、人工智能比作河流，区块链就相当于河床，因为人工智能需要数据和算法，如果没有河床，数据不可能像河水一样流动。”（中国经济网）[2019/12/26]

当然，侧链验证人在主链抵押的保证金会赔付用户的部分损失。但是如果侧链验证人在主链上抵押资产的实际价值小于这部分用户资产的实际价值，恶意的侧链验证人会有动力采取集体作恶的方式来获益。

作恶方式

现有的跨链方案中大都采用

声音 | Evaluape：币安下一个Lanchpad项目在技术创新上面临挑战和竞争:据海外区块链研究平台Evaluape，币安的下一个Lanchpad项目Matic Network切入的Layer2 开发方向适配性好，灵活度高，是非常热门的发展方向，团队代码上传活跃，且已经推出了测试网络和Dapp应用，合作方Decentraland 和MakerDAO有着实力强大的去中心化社区，生态建设良好。但Layer2 竞品众多，团队履历和区块链经验稍有不足，项目未来在技术创新上依然面临挑战和竞争。此外，Matic Network的Alpha版主网预计于2019年第二季度上线。[2019/4/3]

?MerkleTree?证明的方式，即侧链会在每一个区块中生成当前区块中所有交易产生状态的StateRoot，侧链验证人会对该StateRoot?进行签名。当有跨链交易发生时，通过验证该StateRoot即可验证跨链状态的合法性。

若侧链验证人发现用户跨链交互的资产实际价值大于这些验证人抵押资产的实际价值，那么侧链验证人可以基于当前区块伪造一个StateRoot，即无视当前区块的执行结果，强行构造一个对自己有利的StateRoot，从而窃取用户锁定在主链上的资产。

三、如何解决侧链作恶

我们可以设置一个

挑战期，在挑战期内可以分为如下几个步骤进行作恶举证：

(1)是否能提交作恶的区块；

(2)是否能提供作恶的交易的前一个状态；

(3)是否能提供作恶的智能合约；

(4)是否在对应虚拟机中运行生成的StatesRoot是否与当前区块的StateRoot一致。

验证人作恶是通过集体在当前区块构造虚假的StateRoot，但区块中的交易因为无法伪造用户签名并不能被改变。因此，针对验证人作恶的情况，我们提出一个解决该问题的设想。

在挑战期内，若发现某一笔交易作恶，可以通过作恶区块、作恶区块中的交易、作恶区块中交易的前一个状态、作恶智能合约去对应的虚拟机中运行结果，并比较运行产生的StateRoot与提交作恶区块中的StateRoot是否一致，从而验证该StateRoot是否合法。

图|网络

同时，不管是否有跨链交易的发生，Relayer都会实时监听侧链的情况，若监听到当前区块头的StateRoot与实际运行StateRoot的不符，可立即提交该证明到主链中，举证侧链的恶意行为，并获得侧链验证人抵押在主链中相应的激励。

可以看到，目前该方案也存在进一步优化的空间。其验证过程稍显复杂，特别是对于异构链而言；另外，挑战期的存在对用户也不是足够的友好。因此，本体会在该方案的基础上继续研究其它更可行、更高效的解决方案。

四、后记

在这一系列关于跨链的技术视点文章中，我们给大家带来了关于跨链设计的相关具体细节。目前，本体提供了详细的跨链使用教程和多链开发手册，希望广大技术爱好者来体验本体跨链测试网络。

多链开发手册

https://github.com/siovanus/documentation/blob/master/multichain/Testnet_Dev_Manual.md

跨链使用教程：

https://github.com/siovanus/documentation/blob/master/multichain/Tutorial_Case.md

来源：本体

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