一文读懂区块链侧链生态

链闻 ChainNews：

本文详细介绍什么是侧链？侧链不只用于连接比特币，理论上能连接比特币之外的任何链，最终构建一张全球共用、必然可信的互联网，这也是区块链最大的价值。纵向看，区块链未来会像互联网协议一样分层；横向看，应用层也会凝聚成一个个价值群落。纵横一体，即为生态。生态可以万千，但底层逻辑永远不变：提高效率，这也是所有侧链的价值所在：通过代理信任提升商业世界的效率。

来源 | 链圈子

作者 | 汤强

你去工行，转账给建行的朋友，填单输密码，完成第一步：支付。

但钱并没有到你朋友账上，此时工行开始第二步：结算——把收款人信息发送建行，把钱交给人民银行。

人行负责第三步：清算——左手收下工行的钱，右手把钱交给建行。最终，建行依照工行发来的收款人信息，把人行送来的钱塞进你朋友账户。

明明是件小事，为什么要麻烦三家单位、叠出一个倒三角？

因为效率。事实说明，用人民币满足全国支付需求，图 1 的倒三角效率最高。

人民币是人民银行挖出来的币，光挖就已很辛苦，如果还要管全国人民两两间的支付，一定积劳成疾。

所以，人行只做清算，支付这种小事就拜托商业银行。商业银行是人民银行的帮手，如果换成区块链世界的语言，可以说：商业银行是人民银行的侧链。

一、什么是侧链？

侧链指镶嵌在两条主链间的区块链，相当于一座桥，连通主链数据。广义侧链泛指跨链技术，可以在链和链之间交换信息和价值。

实际应用中的两条主链，常常一条是清算链，一条是应用链，而侧链架在中间 :

清算链类似人民银行，负责清算资金。最被公认的清算链是比特币，因为没有一个币像它那样被全世界黑客冲撞 9 年依然滴水不漏。

应用链承担应用功能，可以理解为购物或玩游戏的 App，需要付款时，就拜托侧链与清算链沟通，快速完成收付。

可是，为什么不直接用比特币支付？因为效率，用比特币确认一笔交易短则一小时、多则几天，谁如果因为渴想用比特币买水，等币付到账，那人多半就不行了，所以这时有根侧链就能救命。

那侧链是如何连接清算链和应用链的呢？核心逻辑并不复杂：

1、将清算链的密钥存在侧链上 2、在侧链上建立快速支付通道 3、把清算链上的资金充值到应用链上

如果把图 1 的人民币清算系统上推一层，到我们熟悉的场景，就很容易理解侧链：

支付宝是架在商业银行和商户中间的侧链。银行卡密码相当于私钥，可以充钱进支付宝，进行快速支付。

上文所指都为广义侧链，它包含三种模式：公证人、狭义侧链、哈希锁定。

公证人指由第三方人或机构担任信任中介，属于中心化解决方案，一般用于私有链或联盟链；

狭义侧链指拥有主链所有功能、但不被主链所知的链。具体而言，是把主链的区块头写入侧链，侧链和主链使用同样的共识算法。比如，有种狭义侧链能连通比特币和以太坊网络，用比特币去跑以太坊上的智能合约。

哈希锁是指用哈希技术锁定资产，在无需信任中介的前提下完成交易，哈希锁最著名的案例，来自比特币闪电网络。

二、什么是比特币闪电网络？

比特币闪电网络（Bitcoin Lightning Network）由 Poon 和 Dryja 在 2015 年提出，它的思路特别简单：把交易踢到比特币区块链之外处理，相当于把比特币接上支付宝，建立链下快速支付通道。

「链下」指交易记录不在比特币区块显现，而是记在闪电网络上，但全程都能保证双方权益，具体如何实现呢？

如果你经常要付 1 个比特币给你朋友，每次都心疼手续费，那闪电网络就能帮到你：锁定 10 个币，「锁定」的意思是把币打进一个地址，而这个地址的私钥存在闪电网络上，需要用双方在闪电网络上的私钥才能打开。

这样，你和你朋友之间就建立了一条通道，所有支付都像支付宝那样即时到账、并且免费。

你支付 8 次后，锁定的 10 个币中，2 个仍属于你，8 个归你朋友。同样，你朋友也可以付给你币，可以来回无数次，但 10 个币的总量始终不变。

交易可以热热闹闹，但在最终结清之前，比特币区块链上并不能查到任何一笔交易，“结清”的意思就是把账记到比特币主链上，但只记双方往来后的最终结果，记完账后，原来锁定的 10 个币各归其主，通道关闭。

同样的逻辑，可以通过第三方在陌生人之间搭建支付通道：

A 和 C 之间没有直连，但 AC 都和 B 有连接，于是，A 就能通过 B 支付给 C，可此时有个信任问题：如果 A 把币给 B，B 不给 C 该怎么办？

这时，A 就需要一个随机数 s 来帮忙。

随机数 s 相当于密码，A 把随机数 s 的哈希值 H 告诉 B。B 只凭 H 无法取到 A 的钱，所以只能在自己和 C 建立的通道里把钱给 C，但是 C 也拿不到这个钱。

此时，A 把随机数 s 告诉 C，C 哈希随机数 s，若等于 H，则取到 B 给 C 的钱。B 的钱被 C 支取后，B 也看到 s，凭 s 取到 A 给 B 的钱。

用哈希锁接力信任，最终让三方了清。

如果闪电网络能跑起来，最可能变成 B 的是各大交易所，它们会演变成中转节点，一些人会锁定比特币，和交易所建立通道，能提升全网支付效率。

闪电网络今年 3 月悄悄上线，目前还在试验性打磨，麻省理工学院 5 月下旬在模拟环境中测试出闪电网络能达百万级吞吐量，并且能够实现更加复杂的智能合约。

但开发者和市场都很谨慎，目前还未铺开。作为广义侧链技术的一种，闪电网络不仅需要被人了解，更需要被时间了解。但在此之前，最需要的是澄清很多人对区块链的误解。

三、真的会一条链通吃全世界么？

很多人认为：比特币是第一代区块链应用，以太坊算第二代，EOS 等属于第三代的萌芽尖。这种观点看似合理，但却暗含一个前提：未来有一条能通吃全世界的链。

不过这条提前未必成立。

因为太阳底下没有新鲜事，我们回溯历史，回顾区块链的前身 TCP/IP 协议，就能估算大概率的演化脉络。

TCP/IP 协议是互联网的基座，我们第二季写过一篇专题（戳此复习），但核心逻辑用下图就能说清。

顶层的 HTTP 协议能让所有人看到五彩网页，它种在 TCP 之上。TCP 协议保证数据传输无误，它种在 IP 协议之上。

IP 协议负责找对到接收方，是当今互联网的底层。出人意料的是，IP 协议极其简单，用 5 张纸就能写完所有技术细节。IP 没有安全功能，没有加密协议，不支持大数据包，不能解析地址，也不管传输质量好坏，简单到简陋。

可 IP 协议为什么能在过去 50 年中，成为整个互联网不可替代的支点？

因为它足够简单，IP 只负责找准点，其他问题一概不管。至于那些问题的解决方案，并不是通过完善 IP 协议本身完成，而是在 IP 之上叠加其他协议完成：UDP、TCP、HTTP、IPsec、QoS、MPLS、HTTPs 等都在其列。

最终，互联网变成我们今天层层叠叠的协议组群。可问题是，为什么没有公司做一套完整的协议、解决所有问题？

不是没有试过，很多软硬件厂商都尝试用一套协议打天下的方案，其中包括：

几大通信业巨头组建的 ATM 协议（异步传输模型），技术高大上，从底层一路通吃到顶层，但现已绝迹。

IBM 的 SNA 协议、微软的 Netbeui 协议、苹果的 Appletalk 协议，甚至国际标准化组织 ISO 的 CLNS 协议……都试图用全能方案摆平问题，但这些尸体都横在历史的血泊中。无数精英卖命，为什么拼不过一纸 IP 协议？

用技术口吻说，就是耦合性太低，“耦合性低”的意思是繁文缛节多，使用难度大，最终市场抛弃所有复杂方案，只留下 IP 协议一个活口。

在 IP、TCP 和 HTTP 的帮衬下，互联网已解决信息传递的准确性和多样性，还没有解决价值传输和不可篡改问题，于是往上再搭协议。

互联网的历史注定是一局无尽的积木游戏，规则是找出最朴素、但最能扛住时间磨洗的一块积木堆上去，暂时缺失的功能就留给更上层的积木解决。

于是，后 50 年发生的事，大概率会重演 50 年的逻辑。我们无法铁口直断必然如此，但可以推测一种可能：

首先，由市场选出一条清算链，放在区块链的底层，补足 TCP/IP 下不能传递价值的短板，在所有法币之外，比特币概率最高。接着，在清算链之上搭建应用链，解决不可篡改问题。最后，在清算链和应用链之间，用侧链缝合。

如果寄希望用一根链包圆所有功能，可能重演 ATM、Appletalk 等协议的悲剧。那些协议不是不好，而是为了通用，必然牺牲本该鲜明的核心能力。

核心能力，并不非被人设计出来，而是由历史筛选出来。

从这个角度来看，以太坊是一根源生逻辑有缺陷的链。因为它从一开始就希望通吃从清算层到应用层的所有功能。但是，论清算安全性，它不如比特币；论应用执行速度，也不如很多币，还要受制于手续费。

如果以太坊不能做出发币功能以外的长板，那么它的长线命运似乎已经写进历史的注脚，历史只愿意在每个功能层留一个活口，因为这样最有效。

区块链的演化路径只有一个：专业的链做专业的事，其他事让更专业的链去做。侧链作为管道，连接成果。

结语

侧链不只用于连接比特币，理论上能连接比特币之外的任何链，最终构建一张全球共用、必然可信的互联网，这也是区块链最大的价值。

纵向看，区块链未来会像互联网协议一样分层；横向看，应用层也会凝聚成一个个价值群落。纵横一体，即为生态。

生态可以万千，但底层逻辑永远不变：提高效率，这也是所有侧链的价值所在：通过代理信任提升商业世界的效率。

我们每个人都是世界的一根侧链，你不只享有你生命的代理权，而且享有世界某个重要角落的代理权。你不必精通所有专长，只需找准一块长板，不断强化它，把短板留给其他长板去补足。

参考文献： 1、Vitalic Buterin: Chain Interoperability 2、闪电网络官网文件：http://lightning.network/docs/ 3、古土雷柏：https://www.zhihu.com/question/27256432/answer/309072431

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来源：链闻研究院

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