区块链资讯网>区块链>正文

主链和侧链的区别,主链和侧链之间安全流转是什么

摘要
主链和侧链的区别,主链和侧链之间安全流转是什么,侧 链 (sidechain) 协议允许资产在比特币区块链(blockchain) 和其他区块链之间互转。

    主链和侧链的区别,主链和侧链之间安全流转是什么,侧 链 (sidechain) 协议允许资产在比特币区块链(blockchain) 和其他区块链之间互转。这一项目也来自比特币社区,最早是在201 3年 1 2 月提出的,201 4年 4 月立项,由B lockstream公司主导研发。侧 链 协 议 于 2 0 1 4年 1 0 月 在 白 皮 书 《 Enabling BlockchainInnovations with Pegged Sidechains》中公开 〇侧链诞生前,众 多 “山寨币”的出现正在碎片化整个数字货币市场,再加上以太坊等项目的竞争, 一 些比特币开发者希望借助侧链的形式扩展比特币的底层协议。


侧链,主链,侧 链协议,区块链44.jpg


    简单来讲,以比特币区块链作为 主 链 ( parent chain) ,其他区块链作为侧链,二者通过双 向 挂 钩 (two-way peg),实现比特币从主链转移到侧链进行流通。侧链可以是一个独立的区块链,有自己按需定制的账本、共识机制、交易类型、脚本和合约的支持等。侧链不能发行比特币,但可以通过支持与比特币区块链挂钩来引人和流通一定数量的比特币。当比特币在侧链流通时,如前面章节所述,在比特币系统中验证交易时,涉及交易合法性检查、双重花费检查、脚本检查等。由于验证过程需要完整的UTXO记录,通常要由运行着完整功能节点的矿工来完成。


    而很多时候,用户只关心与自己相关的那些交易,比如当用户收到其他人发来的所谓比特币时,只希望能够知道交易是否合法、是否已在区块链中存在了足够的时间(即获得足够的确认),而不需要自己成为完整节点做出完整验证。


    中本聪设计的简单支付验证( Simplified Payment Verification, SPV) 可以实现这一点。S P V 能够以较小的代价判断某个支付交易是否已经被验证过(存在于区块链中),以及得到主链上对应的比特币会被锁定,直到比特币从侧链回到主链。可以看到,侧链机制可将一些定制化或高频的交易放到比特币主链之外进行,实现了比特币区块链的扩展。


    侧链,主链,侧 链协议,区块链副本.jpg


    在描述侧链协议的工作原理前,首先介绍侧链中用到的简单支付验证证明( SPV Proof)。


    SPV 证明


    如前面章节所述,在比特币系统中验证交易时,涉及交易合法性检查、双重花费检查、脚本检查等。由于验证过程需要完整的UTXO记录,通常要由运行着完整功能节点的矿工来完成。


    而很多时候,用户只关心与自己相关的那些交易,比如当用户收到其他人发来的所谓比特币时,只希望能够知道交易是否合法、是否已在区块链中存在了足够的时间(即获得足够的确认),而不需要自己成为完整节点做出完整验证。


    中本聪设计的简单支付验证( Simplified Payment Verification, SPV) 可以实现这一点。S P V 能够以较小的代价判断某个支付交易是否已经被验证过(存在于区块链中),以及得到了多少算力保护(定位包含该交易的区块在区块链中的位置)。SPV客户端只需要下载所有区块的区块头( block header) ,并进行简单的定位和计算工作,就可以给出验证结论。


    侧链协议中,用 SPV来证明一个动作确实已经在区块链中发生过,称 为 SPV证明(SPV Proof)。SPV证明包括两部分内容:一组区块头的列表,表示工作量证明;一 个特定输出确实存在于某个区块中的密码学证明。


    双向挂钩


    侧链协议的设计难点在于如何让资产在主链和侧链之间安全流转。简而言之,接受资产的链必须确保发送资产的链上的币被可靠锁定。


    具体来说,协议采用双向挂钩机制实现比特币向侧链的转移和返回。主链和侧链需要对对方的特定交易做SPV验证。完整过程如下:


    侧链,主链,侧 链协议,区块链22.jpg


    1 .当用 户 要 向 侧 链 转 移 比 特 币 时 ,首 先 在 主 链 创 建 交 易 ,待 转 移 的 比 特 币 被 发 往 一 个特 殊 的 输 出 ,这些 比 特 币 在 主 链 上 被 锁 定 ;


    2.等 待 一 段 确 认 期 ,使 得 上 述 交 易 获 得 足 够 的 工 作 量 确 认 ;


    3.用 户 在 侧 链 创 建 交 易 提 取 比 特 币 ,需 要 在 这 笔 交 易 的 输 人 指 明 上 述 主 链 被 锁 定 的 输出 ,并 提 供 足 够 的 SPV证 明 ;


    4.等待一段竞争期,防止双重花费攻击;


    5.比 特 币 在 侧 链 上 自 由 流 通 ;


    6.当 用 户 想 让 比 特 币 返 回 主 链 时 ,采 取 类 似 的 动 作 。首 先 在 侧 链 创 建 交 易 ,待 返 回 的比 特 币 被 发 往 一 个 特 殊 的 输 出 。等 待 一 段 确 认 期 后 ,在 主 链 用 足 够 的 对 侧 链 输 出 的 S P V 证明 来 解 锁 最 早 被 锁 定 的 输 出 。等 待 一 段 竞 争 期 后 ,主 链 比 特 币 恢 复 流 通 。


    最新进展


    侧链技术最早由Blockstream公司进行探索,于 2015年 1 0月联合合作伙伴发布了基于侧链的商业化应用Liquid。


    经 过 一 年 多 的 探 索 ,Blockstream于 2017 年 1 月 发 表 文 章 《 Strong Federations:AnInteroperable Blockchain Solution to Centralized Third Party Risks》,被 称 为 对 侧 链 早 期 白 皮书的补充和改良。白皮书中着重描述了联合挂钩( Federated Peg) 的相关概念和应用。


    此 外 ,还 有 一 些 其 他 公 司 或 组 织 也 在 探 索 如 何 合 理 地 应 用 侧 链 技 术 ,包 括 c 〇nsenSys、Rootstock、 Lisk 等 。


    设计中的权衡


    比 特 币 的 设 计 目 标 在 于 支 持 一 套 安 全 、开 放 、分 布 式 的 数 字 货 币 系 统 。 围 绕 这 一 目 标 ,


    比 特 币 协 议 的 设 计 中 很 多 地 方 都 体 现 了 权 衡 (trade-off) 的 思 想 。


    区 块 容 量 :更 大 的 区 块 容 量 可 以 带 来 更 高 的 交 易 吞 吐 率 ,但 会 增 加 挖 矿 成 本 ,带 来中 心 化 的 风 险 ,同 时 增 大 存 储 的 代 价 。兼 顾 多 方 面 的 考 虑 ,当 前 的 区 块 容 量 上 限 设定 为 1MB。


    出 块 间 隔 时 间 :更 短 的 出 块 间 隔 可 以 缩 短 交 易 确 认 的 时 间 ,但 也 可 能 导 致 分 叉 增 多 ,降 低 网 络 可 用 性 。


    脚 本 支 持 程 度 :更 强 大 的 脚 本 指 令 集 可 以 带 来 更 多 的 灵 活 性 ,但 也 会 引 入 更 多 的 安全 风 险 。


    分叉


    比 特 币 协 议 不 会 一 成 不 变 。 当 需 要 修 复 漏 洞 、扩 展 功 能 或 调 整 结 构 时 , 比 特 币 需 要 在全网的配合下进行升级。升级通常涉及更改交易的数据结构或区块的数据结构。


    由于分布在全球的节点不可能同时完成升级来遵循新的协议,因此比特币区块链在升级时可能发生分叉。对于一次升级,如果把网络中升级的节点称为新节点,未升级的节点称为旧节点,根据新旧节点相互兼容性上的区别,可分为软分叉(soft fork) 和硬分叉(hard fork)。


    如果旧节点仍然能够验证接受新节点产生的交易和区块,则称为软分叉。旧节点可能不理解新节点产生的一部分数据,但不会拒绝。网络既向后又向前兼容,因此这类升级可以平稳进行;


    如果旧节点不接受新节点产生的交易和区块,则称为硬分叉。网络只向后兼容,不向前兼容。这类升级往往引起一段时间内新旧节点所认可的区块不同,分出两条链,直到旧节点升级完成。


    尽管通过硬分叉升级区块链协议的难度大于软分叉,但软分叉能做的事情毕竟有限,一些大胆的改动只能通过硬分叉完成。


    交易延展性


    交 易 延 展 性 ( Transaction Malleablility) 是比特币的一个设计缺陷。简单来讲,是指当交易发起者对交易签名(sign) 之后,交 易 ID 仍然可能被改变。


    下面是一个比特币交易的例子。发起者对交易的签名(scriptSig) 位于交易的输人(vin)当中,属于交易内容的一部分。交 易 ID (txid) 是整个交易内容的Hash值。这就造成了一个问题:攻 击 者 (尤其是签名方)可以通过改变scriptSig来 改 变 txid,而交易仍旧保持合法。


    例如,反 转 ECDSA签名过程中的S 值 ,签名仍然合法,交易仍然能够被传播。


    这种延展性攻击能改变交易ID ,但交易的输入和输出不会被改变,所以攻击者不会直接盗取比特币。这也是为什么这一问题能在比特币网络中存在如此之久而仍未被根治。


    然而,延展性攻击仍然会带来一些问题。比如,在原始交易未被确认之前广播I D 改变的交易可能误导相关方对交易状态的判断,甚至发动拒绝服务攻击;多重签名场景下,一个签名者有能力改变交易ID , 会给其他签名者的资产带来潜在风险。同时,延展性问题也会阻碍闪电网络等比特币扩展方案的实施。


    扩容之争


    比特币当前将区块容量限制在1M B 以下,随着用户和交易量的增加 ,这一限制已逐渐不能满足比特币的交易需求,使得交易日益拥堵,交易手续费不断上涨。


    关于比特币扩容的持续争论从201 5年便已开始,期间有一系列方案被摆上台面,包括各种链上扩容提议、用侧链或闪电网络扩展比特币等。考虑到比特币复杂的社区环境,其扩容方案早已不是一方能说了算,而任何一个方案想要达成广泛共识都比较困难,不同的方案之间也很难调和。


    当前,扩容之争主要集中在两派:代表核心开发者的Bitcoin C o re团队主推的隔离见证方案,以及Bitcoin U nlim ited团队推出的方案。


    1.隔离见证方案


    隔离见证( Segregated W itness, 简 称 SegWit) 是指将交易中的签名部分从交易的输入中隔离出来,放到交易末尾的被称为见证(Witness) 的字段当中。


    对交易ID 的计算将不再包含这一签名部分,所以这也是延展性问题的一种解法,给引入闪电网络等第二层协议增强了安全性。


    同时,隔离见证将区块容量上限理论上提高到4MB。对隔离见证的描述可详见五个比特币改进协议( Bitcoin Improvement Proposal): BIP 141 ~ BIP 145。


    2. Bitcoin Unlim ited 方案


    Bitcoin Unlimited方 案 (简 称 BU) 是指扩展比特币客户端,使矿工可以自由配置他们想要生成和验证的区块容量。


    根据方案的设想,区块容量的上限会根据众多节点和矿工的配置进行自然收敛。BitcoinUnlimited Improvement Proposal (BUIP)0 0 1 中表述了这个对比特币客户端的拓展提议,该方案已获得一些大型矿池的支持和部署。


    【免责声明】以上文章是今日小编为您介绍主链的个人观点,请读者仅作参考,投资有风险,入市须谨慎!本站不拥有所有权,不承担相关法律责任。如需了解“侧链”请关注:【前沿资讯网 www.hjhfxw.com】,如若转载,请注明。


什么是区块链?区块链的分布式特性有那些智能合约?

什么是区块链?区块链的分布式特性有那些智能合约?区块链没有中央系统,这就免除了集成的需要。物料提供商启动链并授权承运商和收货工厂添加到链中。

04月26日 14:54

什么是区块链应用?真正读懂区块链的书,你看过多少本?

什么是区块链应用?真正读懂区块链的书,你看过多少本?从比特币开始,到区块链技术的骨骼——密码算法和灵魂——共识算法,再到目前知名的区块链框架介绍,

04月23日 15:31

什么是区块链技术?区块链吸引个大科技公司注意

什么是区块链技术?区块链吸引个大科技公司注意,根据世界智慧财产权组织(WIPO)统计,2017年全球区块链专利高达406件,其中中国就佔了225件。

04月22日 11:35

智慧机器人结合区块链技术 加密技术护使用者隐私

智慧机器人结合区块链技术 加密技术护使用者隐私,近期在美国募资平台 INDIEGOGO 上出现一款外型可爱的居家机器人“ Robelf 机器人”,

04月19日 14:24

什么是区块链技术?什么是区块链的分布式特性?

什么是区块链技术?什么是区块链的分布式特性?区块链协议用于序列化HTML协议对网页的作用。无需自定义安装软件,每个人都可以阅读和交换信息。

04月19日 14:15