资产互通是亟待解决的行业难题,在此背景下,跨链成为了技术革新的第一选择。

撰文:阿得

DeFi 爆发的奇点在今年终于出现,烈火燎原下 DeFi 的总锁仓量最高达逾 151 亿。在以太坊 DeFi 推土机式的发展下,高昂的 Gas 费、较低的交易效率、不同底层的资产存在壁垒等问题也逐步浮出水面。部分开发者开始意识到,公链拓展并不能解决 DeFi 生态的所有问题。

DeFi 是区块链发展的递进与深化,其良好发展的基础在于底层设施的完善、资产的互通和生态的构建。资产互通是亟待解决的行业难题,在此背景下,跨链成为了技术革新的第一选择。

跨链的意义

跨链是各种类型的区块链平台互联互通的重要技术手段。简单来说,跨链就是指原本存储在特定区块链上的资产可以转换成为另一条链上的资产,从而实现价值的流通。

2017 年 8 月 14 日,以太坊交易量首次超过比特币。以太坊崛起让市场看到了其他区块链的希望,公有链、私有链、联盟链层出不穷,由于不同链的底层技术存在差异,其生态相互独立,很难互通形成规模效益和网络效应。跨链概念在 2017 年首次爆热,并随着 2018 年基础公链赛道的火热达到顶峰,但明星项目 Cosmos 和 Polkadot 的推迟上线为跨链赛道的发展摁下了暂停键。

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2020 年 DeFi 的爆发,业内对将非以太坊资产(尤其是比特币等主流资产)整合进入 DeFi 领域的需求愈发强烈。在他们看来,比特币充足的流动性,大规模的交易量和受众是推动 DeFi 进一步发展的良好翘板。而从数据来看也是如此,截至 10 月 15 日,Skew 数据显示以太坊上的锚定比特币流通量已超过 14 万枚。跨链让人们看到了更多可能,也被寄予了厚望。如何推出完美适应 DeFi 需求的跨链公链,是摆在开发者和企业面前的第一难题。

主流跨链技术方案对比

目前主流的跨链技术主要可以分为几类:1、公证人机制(Notary schemes);2、侧链 / 中继(Sidechains/relays);3、哈希锁定(Hash-locking);4、分布式私钥控制(Distributedprivate key control)。其特点与代表项目如下图所示:

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公证人机制:通过选举一个或多个组织作为公证人,对链 A 的事件进行自动或请求式监听,并在指定事件发生后,在链 B 执行相应动作,实现对事件的响应。公证人群体通过特定的共识算法,对事件是否发生达成共识;

侧链 / 中继:侧链 / 中继以轻客户端验证技术为基础 ,,即:在链 B 上执行类似区块链轻客户端功能的智能合约,通过验证链 A 的加密哈希树(Cryptographic Hash Tree)以及区块头(Block Header)来验证链 A 的某项特定交易、事件或状态信息是否发生;

哈希锁定:通过在两条链上运行特定的智能合约,实现跨链交易与信息交互。用户 A 生成随机数 s,并计算出该随机数的哈希值 h=hash(s) 发送给用户 B;A 和 B 通过智能合约先后锁定各自的资产;如果 B 在 X 时间内收到正确的 s,智能合约自动执行将 B 的资产将转移给 A,否则退回给 B;如果 A 在 2X 时间内收到随机数 s,A 的资产将自动转移给 B,否则退回给 A。

分布式私钥控制:基于密码学多方计算和门限密钥的共享技术,将私钥分为 N 份,同时分给 N 个参与者,只有收集了 K 个私钥的分配,才能够恢复出一个完整的私钥,才可对私钥中资产进行解锁。通过私钥生成与控制技术,把加密货币资产映射到基于区块链协议的内置资产模板的链上,根据跨链交易信息部署新的智能合约,创建出新的加密货币资产。

两大明星公链 Polkadot 和 Cosmos ,其技术都属于侧链 / 中继的范畴。Cosmos 通过 IBC 技术实现 Comos 生态内部之间的跨链,更多是支持同构链。而 Polkadot 是通过中继和平行链的机制来实现跨链,并将容纳的不同区块链定义为平行链。在平行链拍卖前,波卡目前能接入的主流公链相对较少。

同时,由于侧链 / 中继机制主要通过读取区块头来实现对事件或支付的验证,无法像主链全节点获知网络上所有交易的全貌,因此难以实现交易的全面验证,如追溯所有历史交易的 UTXO(unspent transaction output) 数据、判断是否存在双重支付等。侧链 / 中继机制依赖于矿工的诚实性,在链失效或 51% 攻击情况下,将导致跨链系统无法正常工作。

在这样的背景下,基于其他跨链技术的公链开始显山露水。以 HBTC Chain 为例,10 月 20 日,HBTC Chain 测试网成功上线。通过研发两年的底层设施,HBTC Chain 实现了加密资产的去中心化跨链流通兑换,从而进一步链接了用户、社区、公链和交易所,提高了其内在生态能力。对于如何真正实现底层资产的互通,作为市场中最完整的异构跨链,HBTC Chain 给出了它的最优解:

跨链资产桥:能够实现完整、安全的资产去中心化跨链流通兑换,支持任意公链自由流通兑换;
OpenDex 协议:能够支持 AMM+Orderbook 双模式跨链 DEX;
链上资产 OTC 解决方案:支持链上订单的定向兑换和个性化兑换,对 OpenDex 进行补充。

链闻剥丝抽茧,将 HBTC Chain 的特征总结为跨链资产桥、安全、Opendex 和生态建设四大关键词。

HBTC Chain 的四大关键词

HBTC Chain 选择了基于密码学技术的来做跨链支持,结合椭圆曲线数字签名、零知识证明和可信多方计算等密码学工具,实现跨链托管资产私钥在所有核心节点的分布式生成和签名。在整个过程中,私钥完全不可见也从未真正出现过,只是以碎片的形式分别保管在不同的核心节点上;并且支持 N*N 的跨链模型,支持完整链和链之间的数据互操作性。

跨链资产桥

HBTC Chain 的优势在于,在项目设立之初就以分布式密钥技术为基础,能支持任意的异构链或者同构链的接入,能完整兼容各种跨链技术和标准,不会因为不同的跨链标准造成跨链的兼容性问题,做到真正把所有公链打通。因此从一定程度上来讲,HBTC Chain 是目前市场上可完整支持任意公链安全去中心化跨链接入的公链,在最大程度上满足了投资者对 DeFi 领域跨链的需求。

HBTC Chain 的一大支持应用就是其跨链资产桥,可以实现资产安全去中心化跨链流通兑换。用户可以通过 HBTC Chain 把任意公链的资产引入任意支持智能合约的公链里,助力对应公链的生态建设。

我们以将 BTC 映射发行到以太坊为例(cBTC),其流程如下:

1,用户在以太坊上面部署一个智能合约,发行任意数量的(以 1000 枚为例) cBTC。
2,把 1000 枚 cBTC 充入 HBTC Chain,发起 BTC-cBTC 资产映射提案(主要检测智能合约的安全)。提案通过后,会创建一个 BTC-cBTC 的资产映射对,并锁定所有的 cBTC;
3,用户充值 10 个 BTC 到 HBTC Chain 的托管地址中,通过映射对进行映射兑换出 10 枚 cBTC;
4,将 10 枚 cBTC 提到以太坊智能合约上,有 10 个 cBTC 在流通(完全跟 BTC1:1 锚定);
5,用户兑换到 cBTC 可以再充值进入 HBTC Chain 网络,再映射兑换出 BTC,随后提取到自己的 BTC 地址。

做最完整的异构跨链,四大关键词了解 DeFi 公链 HBTC ChainHBTC Chain 的兑换流程

安全

跨链的痛点在于:多种代币的混合托管中,即便通过第三方也很难保护用户数字资产的绝对安全。基于这一痛点,HBTC Chain 采用了拥有全球专利的 Bluehelix 私钥分片技术,通过验证节点共同协作和共识对私钥进行管理,保证私钥生成完全是去中心化的,从而实现安全可靠的托管和跨链资产管理技术。为了兼容安全性和效率,HBTC Chain 还提出了三层节点模型:普通节点、共识节点和核心节点,架构图如下图所示:

做最完整的异构跨链,四大关键词了解 DeFi 公链 HBTC Chain三层节点模型

在跨链交互方面,HBTC Chain 使用原子性的方式交互,以确保不会存在假充和各种资产安全攻击问题。

Opendex

为了解决以太坊 DeFi 生态面临的流动性问题,HBTC Chain 分别从支持 OpenDex 协议和链上数字资产 OTC 两个方面,为不同用户需求做到完善的交易支持。

(1)支持 OpenDex 协议,支持 AMM+Orderbook 模式跨链 Swap

除了为加密资产搭建跨链通道,HBTC Chain 还为这些跨链资产提供了交易通道,推出了自己的去中心化跨链交易所 OpenDex,方便用户进行链上交易。

HBTC Chain 提供了完整的 OpenDex 协议,通过接入 OpenDex 协议,用户可以完整共享链上任意交易对的流动性和深度。其主要创新功能大致可分为以下几点:

相比于 DEX 龙头 Uniswap,OpenDex 可以提供完整的隐私保护和无门槛接入,同时支持任意跨链接入的币种交易,做到 DEX 和 CEX 一样的币种支持和交易体验,从而解决 Uniswap 支持的资产数量不足的问题。
尽管 AMM (自动化做市商)模式在 Uniswap 等 DEX 颇受追捧,但必须要考虑到习惯于 Orderbook (订单薄)模式的部分中心化用户。因此,OpenDex 支持 AMM+Orderbook 双模式,并使用同一个流动性池,以此满足所有用户的需求。
得益于对基础设施的搭建,HBTC Chain 的 TPS 高达 2000。在交易效率大幅提高的同时,其交易手续费不到以太坊的 1%,从而顺理成章的解决了以太坊网络备受质疑的性能问题。
OpenDex 支持链上的 Saas 模式,社区、用户、交易所接入简单高效,同时 OpenDex 还提供完整的流动性激励方案以及项目方零分成模式,最大程度上保护社区和用户使用。

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(2)链上数字资产 OTC

OpenDex 协议主要针对的是快速资产兑换,但对于大宗交易,不可避免地面临滑点问题以及去中心化的定向安全兑换问题。对此,HBTC Chain 参考 OTC 模式,推出链上数字资产 OTC 解决方案以弥补 OpenDex 的短板。其主要流程如下:

支持用户创建两种类型的 OTC 兑换单(自由兑换和定向兑换),自由兑换可以指定兑换目标资产以及价格,单次兑换的额度范围以及兑换超时时间,定向兑换可以指定兑换的目标地址以及目标资产及数量。
兑换单用户可以随时撤单,兑换完成后会自动销毁订单。
定向兑换必须由指定的地址参与兑换,可以确保兑换双方的安全。
自由兑换用户必须以限定的价格进行兑换,可以支持更大的兑换量。

生态建设

当然,跨链产品的差异化、创新化仅仅是第一步,要达成 HBTC Chain 的目标,生态的建设任务更为艰巨。在智能合约层面,未来 HBTC Chain 将支持 wasm 和 evm 双虚拟机,能够做到现有项目的快速迁移以及在 HBTC Chain 上做到更多的应用开发。作为 DeFi 底层生态设施公链,HBTC Chain 将和积极和社区、交易所、公链,做好链接共建,努力推进 DeFi 生态发展。

小结

HBTC Chain 将自己定义为「异构跨链 DeFi 公链」。在团队看来,异构跨链 DeFi 公链指的是不同特性与构造的公链能够通过 HBTC Chain 进行资产安全去中心化的跨链,同时还能够无缝对接各类去中心化金融应用的公链基础设施。从目前看来,HBTC Chain 正一步步走向自己的目标。但以太坊作为 DeFi 公链的寡头,想要承接到以太坊溢出的项目和资金流量,HBTC Chain 需要做的还有很多。

参考文献:李芳 , 李卓然 , 赵赫 . 区块链跨链技术进展研究 . 软件学报 , 2019, 30(6): 1649-1660.http://www.jos.org.cn/1000-9825/5741.htm