rsk 莱特币peg(温故知新之侧链未来（上）)

侧链协议是一种跨区块链的解决方案。通过这种解决方案，可以实现数字资产从一个区块链到另一个区块链的转移，之后又可以从第二个区块链返回到前一个区块链中。其中第一个区块链被称为主链，第二个区块链则被称为侧链。最初，主链通常指的是比特币区块链，而现在主链可以是任何区块链。侧链协议被设想为一种允许数字资产在主链与侧链之间进行转移的方式，这种技术为开发区块链技术的新型应用和实验打开了一扇大门。主链技术发展成熟的现在，侧链技术及优秀的侧链应用才是未来的方向。

0背景

比特币从最早期极客们相互转账的玩物，到现在演变成了千万用户的庞大生态。区块链技术也从最初的 1.0 向着 3.0 的概念演进，从最简单的点对点支付、到智能合约的部署应用，从数字资产的发行向着全行业包括存储、游戏、物联网、人工智能等领域广泛铺设。为满足行业的需求，越来越多的技术构想被应用到了区块链的场景中，侧链、跨链、DAG、分片等技术也发挥了他们重要的价值。

比特币发展至今，交易量呈一个线性增长的态势，从最初几乎无人使用到 2017年 12 月份全网发生了一千万笔交易。伴随着交易量的激增，币价也达到了几百万倍的涨幅，这其中的关联性可以用梅特卡夫定律做一个很好的总结：网络的价值等于网络节点数的平方，网络的价值与联网的用户数的平方成正比。

也就是说，对于像比特币这样的网络，其价值的增长不在于人们凭借信仰的加持，而在于用户人数(活跃地址数)与使用频率(交易数量)的增加。但是作为一条去中心化的网络，公链的性能也制约着比特币使用频率增长，为了保证去中心化程度主链目前只能承受每秒不到 7 笔的交易，倘若大量的交易在同一时间段内发生，主网就会陷入拥堵。

除此之外，以太坊网络也面临着同样的问题，因为除了 ETH 的转账之外，区块链上还记录着成百上千的代币交易信息。在以太坊上运行着的大量 DAPP，譬如加密猫、Fomo3D，除了会弄堵以太坊网络，也会因为拥堵的网络制约着项目本身的发展。

因此，社区的参与者提出在主链进行扩容之外，还提出了通过搭建第二层网络即侧链技术来解决主链的拥堵问题。

1诞生

在 2012 年前后，比特币聊天室首次出现了关于侧链的对话，当时比特币核心的开发者们正在考虑如何安全地升级比特币的协议。其中的一个想法是进行单向锚定技术“one-way peg”，即用户可以将比特币移动到一个单独的区块链来测试一个新客户端;然而，一旦这些资产被转移走，它们就不能在被转移回主链上去了。

在此后的一年的事件内，在比特币 IRC 的频道上，比特币核心开发者 GregMaxwell 提出了一种“two-way peg(双向锚定)”的想法，即价值可以转移到另一个链上，然后再回到原先的比特币链上。在当时，一个双向锚定的技术又引起了另一个日益增加的担忧，即其他的币种，像是莱特币和域名币，正变得越来越流行。人们担心的是这些“山寨币”会稀释比特币的价值。比特币的核心开发者认为，把比特币作为一种储备货币，并将新功能转移到侧链上，这是有道理的。

为了将侧链的概念变成现实，在 2014 年，Back 与 Maxwell 和其他一些比特币核心开发者一起组建了 Blockstream。作为著名的区块链技术公司，Blockstream的代表作就是用于解决比特币网络拥堵的第二层解决方案——闪电网络。

2技术对比

侧链技术只是优化区块链性能的一种解决方案，相比于其他技术有其一定的优势与不足。

2.1主链与侧链

区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了若干网络交易的信息，用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块，对于普通用户来说它就像一个公有账本，记载所有的交易记录，对于开发者来说可以理解为一个分布式的数据库。区块链这个数据库的特点是去中心化、开放、自治、不可篡改，区块链与去中心化应用息息相关，非常适合为去中心化应用提供存储功能。

侧链是一种特殊的区块链。它使用一种叫做“SPV 楔入”的技术实现与其他区块链之间的资产转移，这使得用户能用已有的资产来使用新的加密货币系统。人们 不必再担心比特币难于采纳创新和适应新需求，只要创造一个侧链，然后对接到比特币的区块链中即可，通过继承和复用比特币强大的区块链，还避免了新货币 的流动性短缺和市场波动等问题。并且由于侧链是一个独立的、隔离的系统，侧 链中出现的严重问题只会影响侧链本身，这极大地降低了创新的风险和成本。

通俗来说，主链可以理解为正式上线的、独立的区块链网络；而侧链则不然。它不会特指某个区块链，是遵守侧链协议的所有区块链的统称。

侧链旨在实现双向锚定，让某种加密货币在主链以及侧链之间互相“转移”。以 比特币为例:通过侧链技术，比特币可从主链“转移”到其他区块链之上，并在 “转移”后的区块链上使用，同时还能安全“返回”主链；整个过程比特币保持着相同的价值。所以说，侧链的概念是相对主链而言的；只要符合侧链协议，所有现存的区块链，如以太坊、莱特币、Zcash 等等都可成为侧链。

另一方面，由于侧链本是独立的区块链，有自己的节点网络，代码以及数据也是相对独立的；所以它在运行过程中不会增加主链的负担，避免数据过度膨胀的情况出现。不过侧链技术较为复杂，需要支持可被后期重组证明失败交易的脚本以及足够多的运行节点，来确保其安全性。

在主链上部署侧链技术，就意味着用户可以使用他们已有的资产访问新的加密货 币系统，从而实现在主链上无法达到的操作目的。举个例子，使用 RootStock 技术将能让比特币通过智能合约技术进行更为复杂的交易操作，如微支付。与此同时，加密货币还可通过在主链以及侧链上的双向流通，来扩大其应用范围。

2.2侧链与跨链

通常说侧链服务于主链，而跨链志在打通链与链之间价值和功能的连通。因此，侧链与跨链，在技术内容上大体相似，同一条链既可以做侧链也可以承担跨链的功能，比如阿希链，只在谈到他们所服务的对象时才需要做细致的区分。

相比于侧链，跨链的范围更为广泛，它可以使两条链上的不同数字资产通过信用机制可以相互转换，打通链与链之间的价值流通。跨链技术中，两条链之间不再是主从关系，而是相对等的关系，也因此跨链的应用场景比侧链更为丰富。

2.3扩容技术

为了解决区块链网络延展性的问题，目前主要有以下几种技术方案：

主链扩容的方式是通过直接增加区块大小来实现的。为了解决比特币网络的拥堵 问题，关于扩容的方式一直争议不下，以大矿工为代表的主链扩容派在 2017 年 8 月 1 日硬分叉出了 8M 区块大小的 BCH，结束了这场扩容的纷争。

下图是开发者制作的针对 BTC&BCH 实时交易的可视化网站，将区块大小比作搭 载乘客的大巴车，BTC 只有一辆大巴，通过旁边的隔离见证可以缩减交易大小， 而相应的 BCH 有 32 辆大巴，通常我们会看到 BTC 那边会发生交易拥堵，而扩 大了区块容量的 BCH 则不会发生。

主链扩容的优势在于简单粗暴，技术含量较低施行周期短;另外还可以保证主链的健壮，让更多的用户去使用主链，增加主链手续费从而保证矿工的收入，有利于维护网络安全。主链扩容的问题在于对节点服务器的性能要求过高，增加小矿工搭建节点的成本，不利于交易信息的同步，最终导致节点减少，去中心化程度降低。代表项目：BCH

侧链扩容是通过双向锚定的方式搭建了第二层网络，将比特币从主链“转移”到另一条链上去使用。

侧链扩容的优势在于搭建第二层网络，不需要修改主链的底层(闪电网络增加了 隔离见证，是个例外)，因此保证了主链的去中心化。其缺陷在于，技术进展周 期比较长，目前比特币两条知名的侧链闪电网络与 RSK 都处于测试阶段，对主链 拥堵的解决效果尚未可知。另外，侧链扩容是建立在牺牲矿工手续费基础之上的， 未来比特币区块奖励减少容易影响网络安全。代表项目:闪电网络、RSK、RDN

分片技术是一种基于数据库分片传统概念的扩容技术，它将数据库分割成多个碎片并将这些碎片放置在不同的服务器上。

在公共区块链的情境中，网络上的交易将被分成不同的碎片，其由网络上的不同节点组成。因此，每个节点只需处理一小部分传入的交易，并且通过与网络上的其他节点并行处理就能完成大量的验证工作。将网络分割为碎片会使得更多的交易同时被处理和验证。因此，随着网络的增长，区块链处理越来越多的交易将成为可能。这种属性也称为水平扩容。

分片技术的缺陷在于过于复杂，目前仍处于探索中，正式施行需要一定的时间，另外过分的追求 TPS 也一定程度上影响到了网络的安全。代表项目:ETH、ZIL

DAG（Directed Acyclic Graph），中文译为“有向无环图”，是计算机领域常用的一个数据结构。

DAG 技术摒弃了区块链的概念，它使交易进入全网中，并把交易确认的环境直接下放给交易本身，无需矿工打包成区块后同意交易顺序。因此，DAG 技术的交易速度比区块链要快很多，手续费低适合小额高频交易。但是 DAG 也存在一些问题，网络数据增加、影子链攻击、智能合约开发难度大以及网络安全性都难以协调。代表项目：IOTA、NANO、GBYTE

目前各种扩容技术都无法尽全尽美，或许将主链适度扩容并且通过侧链网络来缓解主链压力会是扩容的一个最佳方案。

「力场 lichang.io」公链挖矿第一社区！