資產互通是亟待解決的行業難題，在此背景下，跨鏈成為了技術革新的第一選擇。
撰文：阿得
DeFi 爆發的奇點在今年終於出現，烈火燎原下 DeFi 的總鎖倉量最高達逾 151 億。在以太坊 DeFi 推土機式的發展下，高昂的 Gas 費、較低的交易效率、不同底層的資產存在壁壘等問題也逐步浮出水面。部分開發者開始意識到，公鏈拓展並不能解決 DeFi 生態的所有問題。
DeFi 是區塊鏈發展的遞進與深化，其良好發展的基礎在於底層設施的完善、資產的互通和生態的構建。資產互通是亟待解決的行業難題，在此背景下，跨鏈成為了技術革新的第一選擇。
跨鏈的意義
跨鏈是各種類型的區塊鏈平臺互聯互通的重要技術手段。簡單來說，跨鏈就是指原本存儲在特定區塊鏈上的資產可以轉換成為另一條鏈上的資產，從而實現價值的流通。
2017 年 8 月 14 日，以太坊交易量首次超過比特幣。以太坊崛起讓市場看到了其他區塊鏈的希望，公有鏈、私有鏈、聯盟鏈層出不窮，由於不同鏈的底層技術存在差異，其生態相互獨立，很難互通形成規模效益和網絡效應。跨鏈概念在 2017 年首次爆熱，並隨著 2018 年基礎公鏈賽道的火熱達到頂峰，但明星項目 Cosmos 和 Polkadot 的推遲上線為跨鏈賽道的發展摁下了暫停鍵。
2020 年 DeFi 的爆發，業內對將非以太坊資產（尤其是比特幣等主流資產）整合進入 DeFi 領域的需求愈發強烈。在他們看來，比特幣充足的流動性，大規模的交易量和受眾是推動 DeFi 進一步發展的良好翹板。而從數據來看也是如此，截至 10 月 15 日，Skew 數據顯示以太坊上的錨定比特幣流通量已超過 14 萬枚。跨鏈讓人們看到了更多可能，也被寄予了厚望。如何推出完美適應 DeFi 需求的跨鏈公鏈，是擺在開發者和企業面前的第一難題。
主流跨鏈技術方案對比
目前主流的跨鏈技術主要可以分為幾類：1、公證人機制（Notary schemes）；2、側鏈 / 中繼（Sidechains/relays）；3、哈希鎖定（Hash-locking）；4、分佈式私鑰控制（Distributedprivate key control）。其特點與代表項目如下圖所示：
公證人機制：通過選舉一個或多個組織作為公證人，對鏈 A 的事件進行自動或請求式監聽，並在指定事件發生後，在鏈 B 執行相應動作，實現對事件的響應。公證人群體通過特定的共識算法，對事件是否發生達成共識；
側鏈 / 中繼：側鏈 / 中繼以輕客戶端驗證技術為基礎 ,，即：在鏈 B 上執行類似區塊鏈輕客戶端功能的智能合約，通過驗證鏈 A 的加密哈希樹（Cryptographic Hash Tree）以及區塊頭（Block Header）來驗證鏈 A 的某項特定交易、事件或狀態信息是否發生；
哈希鎖定：通過在兩條鏈上運行特定的智能合約，實現跨鏈交易與信息交互。用戶 A 生成隨機數 s，並計算出該隨機數的哈希值 h=hash(s) 發送給用戶 B；A 和 B 通過智能合約先後鎖定各自的資產；如果 B 在 X 時間內收到正確的 s，智能合約自動執行將 B 的資產將轉移給 A，否則退回給 B；如果 A 在 2X 時間內收到隨機數 s，A 的資產將自動轉移給 B，否則退回給 A。
分佈式私鑰控制：基於密碼學多方計算和門限密鑰的共享技術，將私鑰分為 N 份，同時分給 N 個參與者，只有收集了 K 個私鑰的分配，才能夠恢復出一個完整的私鑰，才可對私鑰中資產進行解鎖。通過私鑰生成與控制技術，把加密貨幣資產映射到基於區塊鏈協議的內置資產模板的鏈上，根據跨鏈交易信息部署新的智能合約，創建出新的加密貨幣資產。
兩大明星公鏈 Polkadot 和 Cosmos ，其技術都屬於側鏈 / 中繼的範疇。Cosmos 通過 IBC 技術實現 Comos 生態內部之間的跨鏈，更多是支持同構鏈。而 Polkadot 是通過中繼和平行鏈的機制來實現跨鏈，並將容納的不同區塊鏈定義為平行鏈。在平行鏈拍賣前，波卡目前能接入的主流公鏈相對較少。
同時，由於側鏈 / 中繼機制主要通過讀取區塊頭來實現對事件或支付的驗證，無法像主鏈全節點獲知網絡上所有交易的全貌，因此難以實現交易的全面驗證，如追溯所有歷史交易的 UTXO(unspent transaction output) 數據、判斷是否存在雙重支付等。側鏈 / 中繼機制依賴於礦工的誠實性，在鏈失效或 51% 攻擊情況下，將導致跨鏈系統無法正常工作。
在這樣的背景下，基於其他跨鏈技術的公鏈開始顯山露水。以 HBTC Chain 為例，10 月 20 日，HBTC Chain 測試網成功上線。通過研發兩年的底層設施，HBTC Chain 實現了加密資產的去中心化跨鏈流通兌換，從而進一步鏈接了用戶、社區、公鏈和交易所，提高了其內在生態能力。對於如何真正實現底層資產的互通，作為市場中最完整的異構跨鏈，HBTC Chain 給出了它的最優解：
跨鏈資產橋：能夠實現完整、安全的資產去中心化跨鏈流通兌換，支持任意公鏈自由流通兌換；
OpenDex 協議：能夠支持 AMM+Orderbook 雙模式跨鏈 DEX；
鏈上資產 OTC 解決方案：支持鏈上訂單的定向兌換和個性化兌換，對 OpenDex 進行補充。
鏈聞剝絲抽繭，將 HBTC Chain 的特徵總結為跨鏈資產橋、安全、Opendex 和生態建設四大關鍵詞。
HBTC Chain 的四大關鍵詞
HBTC Chain 選擇了基於密碼學技術的來做跨鏈支持，結合橢圓曲線數字簽名、零知識證明和可信多方計算等密碼學工具，實現跨鏈託管資產私鑰在所有核心節點的分佈式生成和簽名。在整個過程中，私鑰完全不可見也從未真正出現過，只是以碎片的形式分別保管在不同的核心節點上；並且支持 N*N 的跨鏈模型，支持完整鏈和鏈之間的數據互操作性。
跨鏈資產橋
HBTC Chain 的優勢在於，在項目設立之初就以分佈式密鑰技術為基礎，能支持任意的異構鏈或者同構鏈的接入，能完整兼容各種跨鏈技術和標準，不會因為不同的跨鏈標準造成跨鏈的兼容性問題，做到真正把所有公鏈打通。因此從一定程度上來講，HBTC Chain 是目前市場上可完整支持任意公鏈安全去中心化跨鏈接入的公鏈，在最大程度上滿足了投資者對 DeFi 領域跨鏈的需求。
HBTC Chain 的一大支持應用就是其跨鏈資產橋，可以實現資產安全去中心化跨鏈流通兌換。用戶可以通過 HBTC Chain 把任意公鏈的資產引入任意支持智能合約的公鏈裡，助力對應公鏈的生態建設。
我們以將 BTC 映射發行到以太坊為例（cBTC)，其流程如下：
1，用戶在以太坊上面部署一個智能合約，發行任意數量的（以 1000 枚為例） cBTC。
2，把 1000 枚 cBTC 充入 HBTC Chain，發起 BTC-cBTC 資產映射提案（主要檢測智能合約的安全）。提案通過後，會創建一個 BTC-cBTC 的資產映射對，並鎖定所有的 cBTC；
3，用戶充值 10 個 BTC 到 HBTC Chain 的託管地址中，通過映射對進行映射兌換出 10 枚 cBTC；
4，將 10 枚 cBTC 提到以太坊智能合約上，有 10 個 cBTC 在流通（完全跟 BTC1:1 錨定）；
5，用戶兌換到 cBTC 可以再充值進入 HBTC Chain 網絡，再映射兌換出 BTC，隨後提取到自己的 BTC 地址。
HBTC Chain 的兌換流程
安全
跨鏈的痛點在於：多種代幣的混合託管中，即便通過第三方也很難保護用戶數字資產的絕對安全。基於這一痛點，HBTC Chain 採用了擁有全球專利的 Bluehelix 私鑰分片技術，通過驗證節點共同協作和共識對私鑰進行管理，保證私鑰生成完全是去中心化的，從而實現安全可靠的託管和跨鏈資產管理技術。為了兼容安全性和效率，HBTC Chain 還提出了三層節點模型：普通節點、共識節點和核心節點，架構圖如下圖所示：
三層節點模型
在跨鏈交互方面，HBTC Chain 使用原子性的方式交互，以確保不會存在假充和各種資產安全攻擊問題。
Opendex
為了解決以太坊 DeFi 生態面臨的流動性問題，HBTC Chain 分別從支持 OpenDex 協議和鏈上數字資產 OTC 兩個方面，為不同用戶需求做到完善的交易支持。
（1）支持 OpenDex 協議，支持 AMM+Orderbook 模式跨鏈 Swap
除了為加密資產搭建跨鏈通道，HBTC Chain 還為這些跨鏈資產提供了交易通道，推出了自己的去中心化跨鏈交易所 OpenDex，方便用戶進行鏈上交易。
HBTC Chain 提供了完整的 OpenDex 協議，通過接入 OpenDex 協議，用戶可以完整共享鏈上任意交易對的流動性和深度。其主要創新功能大致可分為以下幾點：
相比於 DEX 龍頭 Uniswap，OpenDex 可以提供完整的隱私保護和無門檻接入，同時支持任意跨鏈接入的幣種交易，做到 DEX 和 CEX 一樣的幣種支持和交易體驗，從而解決 Uniswap 支持的資產數量不足的問題。
儘管 AMM （自動化做市商）模式在 Uniswap 等 DEX 頗受追捧，但必須要考慮到習慣於 Orderbook （訂單薄）模式的部分中心化用戶。因此，OpenDex 支持 AMM+Orderbook 雙模式，並使用同一個流動性池，以此滿足所有用戶的需求。
得益於對基礎設施的搭建，HBTC Chain 的 TPS 高達 2000。在交易效率大幅提高的同時，其交易手續費不到以太坊的 1%，從而順理成章的解決了以太坊網絡備受質疑的性能問題。
OpenDex 支持鏈上的 Saas 模式，社區、用戶、交易所接入簡單高效，同時 OpenDex 還提供完整的流動性激勵方案以及項目方零分成模式，最大程度上保護社區和用戶使用。
（2）鏈上數字資產 OTC
OpenDex 協議主要針對的是快速資產兌換，但對於大宗交易，不可避免地面臨滑點問題以及去中心化的定向安全兌換問題。對此，HBTC Chain 參考 OTC 模式，推出鏈上數字資產 OTC 解決方案以彌補 OpenDex 的短板。其主要流程如下：
支持用戶創建兩種類型的 OTC 兌換單（自由兌換和定向兌換），自由兌換可以指定兌換目標資產以及價格，單次兌換的額度範圍以及兌換超時時間，定向兌換可以指定兌換的目標地址以及目標資產及數量。
兌換單用戶可以隨時撤單，兌換完成後會自動銷燬訂單。
定向兌換必須由指定的地址參與兌換，可以確保兌換雙方的安全。
自由兌換用戶必須以限定的價格進行兌換，可以支持更大的兌換量。
生態建設
當然，跨鏈產品的差異化、創新化僅僅是第一步，要達成 HBTC Chain 的目標，生態的建設任務更為艱鉅。在智能合約層面，未來 HBTC Chain 將支持 wasm 和 evm 雙虛擬機，能夠做到現有項目的快速遷移以及在 HBTC Chain 上做到更多的應用開發。作為 DeFi 底層生態設施公鏈，HBTC Chain 將和積極和社區、交易所、公鏈，做好鏈接共建，努力推進 DeFi 生態發展。
小結
HBTC Chain 將自己定義為**「異構跨鏈 DeFi 公鏈」**。在團隊看來，異構跨鏈 DeFi 公鏈指的是不同特性與構造的公鏈能夠通過 HBTC Chain 進行資產安全去中心化的跨鏈，同時還能夠無縫對接各類去中心化金融應用的公鏈基礎設施。從目前看來，HBTC Chain 正一步步走向自己的目標。但以太坊作為 DeFi 公鏈的寡頭，想要承接到以太坊溢出的項目和資金流量，HBTC Chain 需要做的還有很多。
參考文獻：李芳 , 李卓然 , 趙赫 . 區塊鏈跨鏈技術進展研究 . 軟件學報 , 2019, 30(6): 1649-1660.http://www.jos.org.cn/1000-9825/5741.htm
