區塊鏈:技術視點 | 如何解決目前所有跨鏈方案面臨的問題和挑戰？_Nodestats

題記：區塊鏈作為一種分布式賬本技術，可以被應用在金融、健康醫療、供應鏈、資產管理等諸多領域，但是受吞吐量、網絡孤立性、伸縮性等因素的制約，目前的區塊鏈項目并不能很好的服務于商業應用。在區塊鏈所面臨的諸多問題中，網絡孤立性阻礙了不同區塊鏈之間的協同操作，極大程度的限制了區塊鏈的發揮空間。

一、引言

在前面的技術視點文章中，我們詳細介紹了本體跨鏈的六大模塊的具體設計和實現，相信大家對本體跨鏈技術有了一個基本的了解。

圖|網絡

這次我們主要介紹

Casa首席技術官：比特幣NFT藝術興起是加密熊市造成區塊空間價格低廉導致:金色財經報道，比特幣托管公司Casa首席技術官Jameson Lopp表示，比特幣 NFT 的興起是加密熊市導致，由于比特幣價格一直處于低位，因此比特幣區塊空間的價格低廉，如果在牛市中，昂貴的交易費會讓Ordinals協議支付數千美元的成本來鑄造比特幣NFT，因此會讓更多人選擇放棄。Jameson Lopp還稱，NFT 藝術相當愚蠢且從未發現代幣化藝術的價值，更不是愿意花費數萬美元買的東西。（decrypt）[2023/2/19 12:15:53]

目前所有的跨鏈方案所面臨的問題和挑戰，以及為了應對這些問題和挑戰給出的進一步改進和優化方案。

二、

側鏈作惡

平安人壽推出以區塊鏈技術為核心的“免申請·省心賠”服務:平安人壽保險股份有限公司從客戶需求出發，依托數字化能力提升，創新推出“免申請·省心賠”理賠服務，并率先于寧波進行試點。據介紹，“免申請·省心賠”理賠服務模式以區塊鏈技術為核心，全面聯通地級市衛健委所轄醫院，在客戶有效授權的前提下，實現身份信息、就診記錄、交易信息等的網絡加密互信驗證和點對點傳輸，將過去被動等待客戶理賠申請的模式，變革為主動為客戶完成理賠服務。（新浪財經）[2022/1/1 8:17:37]

跨鏈交互中涉及到的一個重要安全問題就是如何防止側鏈驗證人集體作惡，即

側鏈作惡。

在Cosmos中側鏈是自治的系統，側鏈驗證人的選舉由側鏈自己決定；而在Polkadot中，側鏈驗證人的管理由Polkadot主鏈決定。無論是自治的驗證人選舉還是統一的驗證人選舉，都會面臨一個根本性的問題——

現場 | 北郵在線數字經濟研究員：區塊鏈技術能夠讓人快速達成共識:金色財經現場報道，中部區塊鏈大會暨區塊鏈應用促進委員會成立新聞發布會今日在長沙舉辦，北郵在線數字經濟研究院研究員黃若誠在會議中提到，全社會所有人都能參與進來，用區塊鏈技術達成共識——數學算法能夠快速讓人產生認同。 他認為，區塊鏈經濟的本質是：更為清晰的價值記錄(行為數據化、數據資產化)；更為高效的價值互聯(資產貨幣化、跨時空流轉)；更為公平的價值互配(貨幣資本主義-全要素資本主義)；更為可信的履約機制(智能合約、機器信任) 和更為柔性的組織協作(分布式協作、社區化協作）。[2018/9/26]

這些側鏈驗證人都不一定可靠。若跨鏈交互的中任意一種或多種資產實際價值大于驗證人抵押的實際價值，驗證人會有足夠的動力去作惡。

沃爾瑪食品安全與健康副總裁：沃爾瑪已準備好在線下食品業務使用區塊鏈技術:據彭博社消息，沃爾瑪食品安全與健康副總裁Frank Yiannas周一在麻省理工區塊鏈業務會議上表示，沃爾瑪已準備好使用區塊鏈技術開展其線下食品業務。區塊鏈能夠將產品追蹤時間從6天縮短至2秒。[2018/4/24]

例如：

某個dApp的開發者同時在主鏈和側鏈上部署了智能合約，希望進行跨鏈的資產交互。當該dApp的用戶將一部分資產轉移到側鏈后，如果這部分資產的實際價值大于側鏈在主鏈上抵押資產的實際價值，那么惡意的側鏈可以直接將這部分的資產轉移到自己的名下，最終轉移到主鏈上并在交易所賣掉了這部分的資產。

當然，側鏈驗證人在主鏈抵押的保證金會賠付用戶的部分損失。但是如果側鏈驗證人在主鏈上抵押資產的實際價值小于這部分用戶資產的實際價值，惡意的側鏈驗證人會有動力采取集體作惡的方式來獲益。

作惡方式

現有的跨鏈方案中大都采用

?MerkleTree?證明的方式，即側鏈會在每一個區塊中生成當前區塊中所有交易產生狀態的StateRoot，側鏈驗證人會對該StateRoot?進行簽名。當有跨鏈交易發生時，通過驗證該StateRoot即可驗證跨鏈狀態的合法性。

若側鏈驗證人發現用戶跨鏈交互的資產實際價值大于這些驗證人抵押資產的實際價值，那么側鏈驗證人可以基于當前區塊偽造一個StateRoot，即無視當前區塊的執行結果，強行構造一個對自己有利的StateRoot，從而竊取用戶鎖定在主鏈上的資產。

三、如何解決側鏈作惡

我們可以設置一個

挑戰期，在挑戰期內可以分為如下幾個步驟進行作惡舉證：

(1)是否能提交作惡的區塊；

(2)是否能提供作惡的交易的前一個狀態；

(3)是否能提供作惡的智能合約；

(4)是否在對應虛擬機中運行生成的StatesRoot是否與當前區塊的StateRoot一致。

驗證人作惡是通過集體在當前區塊構造虛假的StateRoot，但區塊中的交易因為無法偽造用戶簽名并不能被改變。因此，針對驗證人作惡的情況，我們提出一個解決該問題的設想。

在挑戰期內，若發現某一筆交易作惡，可以通過作惡區塊、作惡區塊中的交易、作惡區塊中交易的前一個狀態、作惡智能合約去對應的虛擬機中運行結果，并比較運行產生的StateRoot與提交作惡區塊中的StateRoot是否一致，從而驗證該StateRoot是否合法。

圖|網絡

同時，不管是否有跨鏈交易的發生，Relayer都會實時監聽側鏈的情況，若監聽到當前區塊頭的StateRoot與實際運行StateRoot的不符，可立即提交該證明到主鏈中，舉證側鏈的惡意行為，并獲得側鏈驗證人抵押在主鏈中相應的激勵。

可以看到，目前該方案也存在進一步優化的空間。其驗證過程稍顯復雜，特別是對于異構鏈而言；另外，挑戰期的存在對用戶也不是足夠的友好。因此，本體會在該方案的基礎上繼續研究其它更可行、更高效的解決方案。

四、后記

在這一系列關于跨鏈的技術視點文章中，我們給大家帶來了關于跨鏈設計的相關具體細節。目前，本體提供了詳細的跨鏈使用教程和多鏈開發手冊，希望廣大技術愛好者來體驗本體跨鏈測試網絡。

多鏈開發手冊

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

跨鏈使用教程：

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

來源：本體

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