自中本聰2009年推出比特幣以來，數(shù)以百計的競爭幣被開發(fā)出來。以太坊、比特股等類比特幣網(wǎng)絡的出現(xiàn)，已經(jīng)對比特幣網(wǎng)絡的權威帶來了極大的挑戰(zhàn)。如何提升比特幣網(wǎng)絡的競爭力，激活比特幣網(wǎng)絡的創(chuàng)新，成了區(qū)塊鏈信徒們比較關心的問題。

側鏈真是在這樣的情況出現(xiàn)的。

一、側鏈的概念

側鏈（sidechains）實質(zhì)上不是特指某個區(qū)塊鏈，而是指遵守側鏈協(xié)議的所有區(qū)塊鏈，該名詞是相對與比特幣主鏈來說的。側鏈協(xié)議是指：可以讓比特幣安全地從比特幣主鏈轉移到其他區(qū)塊鏈，又可以從其他區(qū)塊鏈安全地返回比特幣主鏈的一種協(xié)議。

顯然，只需符合側鏈協(xié)議，所有現(xiàn)存的區(qū)塊鏈，如以太坊、萊特幣、暗網(wǎng)幣等競爭區(qū)塊鏈都可以成為側鏈。

側鏈協(xié)議具有重大意義，它意味著比特幣不僅可以在比特幣區(qū)塊鏈上流通，還可以在其他區(qū)塊鏈上流通，其應用范圍和應用前景會更加廣泛；有創(chuàng)意的人們會研發(fā)出各種各樣的應用以側鏈協(xié)議與比特幣主鏈對接，使得比特幣這種基準自由貨幣的地位越牢固。

側鏈協(xié)議產(chǎn)生的幾個原因：

（1）應對其他區(qū)塊鏈的創(chuàng)新威脅以太坊（Ethereum）區(qū)塊鏈、比特股（Bitshares）區(qū)塊鏈后來居上，對比特幣區(qū)塊鏈產(chǎn)生相當大的威脅，智能合約和各種去中心化應用在以上兩個區(qū)塊鏈上興起，受到人們歡迎；而基于比特幣的應用則因為開發(fā)難度大，項目不多。

（2）比特幣核心開發(fā)組不歡迎附生鏈基于比特幣區(qū)塊鏈也有合約幣（Counterparty）、萬事達幣（Mastercoin）和彩色幣（ColoredCoin）等附生鏈，但是比特幣核心開發(fā)組并不歡迎，覺得它們降低了比特幣區(qū)塊鏈的安全性。他們曾經(jīng)一度把OP_RETURN的數(shù)據(jù)區(qū)減少到40字節(jié)，逼迫合約幣開發(fā)團隊改用其他方式在比特幣交易中附帶數(shù)據(jù)。

（3）BlockStream商業(yè)化考慮2014年7月份以太坊眾籌時，獲得了價值1.4億人民幣的比特幣，還有20%的以太幣，開發(fā)團隊獲得了巨大的回報。但是比特幣核心開發(fā)組并沒有因為他們辛勤工作獲得可觀回報，因而他們成立了BlockStream，擬實現(xiàn)商業(yè)化價值?；谝陨先齻€原因，提出側鏈協(xié)議、把比特幣轉出比特幣區(qū)塊鏈、另行開發(fā)二代區(qū)塊鏈，這樣的選擇既能保證比特幣區(qū)塊鏈的安全，又能應對二代幣的沖擊，還能針對不同應用場景實現(xiàn)商業(yè)化，因而成了BlockStream的必然選擇。側鏈協(xié)議側鏈協(xié)議的目的是實現(xiàn)雙向錨定（Two-way Peg），使得比特幣可以在主鏈和側鏈中互轉。

比特幣主鏈與側鏈關系圖雙向錨定的幾個階段：

（1）發(fā)送鎖定交易，把比特幣鎖定在主鏈上。由比特幣持有者操作，發(fā)送一個特殊交易，把比特幣鎖定在區(qū)塊鏈上。

（2）等待一個確認期確認期的作用是等待鎖定交易被更多區(qū)塊確認，可防止假冒鎖定交易和拒絕服務攻擊，典型的等待時間是1-2天。

（3）在側鏈上贖回比特幣確認期結束后，用戶在側鏈上創(chuàng)建一個交易花掉鎖定交易的輸出，并且提供一個SPV工作量證明，輸出到自己在側鏈上的地址中去。該交易稱為贖回交易，SPV工作量證明是指贖回交易所在區(qū)塊的工作量證明。

（4）等待一個競爭期競爭期的作用是防止雙花。在此期間（1）贖回交易不會被打包到區(qū)塊（2）新傳輸?shù)絺孺湹谋忍貛挪荒苁褂茫?）如果有工作量更大的工作證明出現(xiàn)，即該贖回交易包括了比特幣主鏈更大難度的SPV證明，則上一個贖回交易將被替換。競爭期結束后，該贖回交易將被打包到區(qū)塊中，用戶可以使用他的比特幣。

從側鏈轉比特幣到主鏈的過程也是如此，這就是側鏈雙向錨定協(xié)議。

二、幾個側鏈列舉

當前，比較著名的比特幣側鏈有ConsenSys的BTC Relay、Rootstock和BlockStream推出的元素鏈，非比特幣的側鏈如Lisk等。

1、BTC-Relay

由ConsenSys團隊推出BTC Relay被認為是區(qū)塊鏈上的第一個側鏈， BTC Relay項目是在以太坊基金會之下誕生并成長起來的，BTC Relay其主要原理是BTC Relay把以太坊網(wǎng)絡與比特幣網(wǎng)絡以一種安全去中心化的方式連接起來。BTC Relay通過使用以太坊的智能合約功能可以允許用戶在以太坊區(qū)塊鏈上驗證比特幣交易。側鏈機制不僅允許用戶將交易發(fā)送到其他的地址或賬戶，還可以發(fā)送到其他的區(qū)塊鏈。BTC Relay使用區(qū)塊頭創(chuàng)建一種小型版本的比特幣區(qū)塊鏈，以太坊DApp開發(fā)者可以從智能合約向BTC Relay進行API調(diào)用來驗證比特幣網(wǎng)絡活動。BTC Relay進行了跨區(qū)塊鏈通信的有意義的嘗試，打開了不同區(qū)塊鏈交流的通道。其主要示意圖如下：

2、RootStock

RootStock是一個建立在比特幣區(qū)塊鏈上的智能合約分布式平臺。它的目標是將復雜的智能合約實施為一個側鏈，為核心比特幣網(wǎng)絡增加價值和功能。RootStock實現(xiàn)了以太坊虛擬機的一個改進版本，它將作為比特幣的一個側鏈，使用了一種可轉換為比特幣的代幣作為智能合約的“燃料”，其原理示意圖如下：

根鏈和以太坊在功能上是高度重合的，它們都是一個點對點的分布式計算網(wǎng)絡嘛，根鏈沒有發(fā)行任何代幣，它是和比特幣一起挖礦的，叫聯(lián)合挖礦。

3、Elements（元素鏈）

元素鏈是Blockstream公司的開源側鏈項目，是一個側鏈的參考實現(xiàn)。元素鏈使用了比特幣雙向掛鉤技術，側鏈協(xié)議的目的是實現(xiàn)雙向錨定（Two-way Peg），使得比特幣可以在主鏈和側鏈中互轉。元素鏈給比特幣快速帶來許多創(chuàng)新技術，除了智能合約外，他還給比特幣快速帶來許多創(chuàng)新技術，包括私密交易、證據(jù)分離、相對鎖定時間、新操作碼、簽名覆蓋金額等等特性。這些技術可以被任意組合應用到任意側鏈中。

作為一個與比特幣測試網(wǎng)絡相對接的側鏈，。元素鏈有可能被其他技術取代。

4、LISK

LISK是新一代的區(qū)塊鏈平臺，它把每個應用加到LISK的單獨側鏈上。用過比特幣和以太坊的朋友都知道，由于比特幣和以太坊只有一條主鏈，所有功能和數(shù)據(jù)都加入這條主鏈導致區(qū)塊快速膨脹，超大的區(qū)塊體積，超長的同步時間，這個一個很痛苦的經(jīng)歷。Lisk的側鏈模式給在處理高交易量下如何解決網(wǎng)絡擁堵的問題提供了一種方法，用戶只有用到相關的應用時才需要下載對應的側鏈，大大減小了無效的同步數(shù)據(jù)，保持了整個Lisk網(wǎng)絡的高效運行，而且，Lisk網(wǎng)絡的速度隨著時間的推移會繼續(xù)加快，越顯示他的特別優(yōu)勢。

三、何璽對側鏈的理解

何璽認為，側鏈實質(zhì)是一種比特幣網(wǎng)絡擴張的中間件，它的價值在于打破了比特幣網(wǎng)路的邊界，并將“分裂”的各區(qū)塊鏈大陸重新鏈接起來，成為一個可以互通的區(qū)塊鏈世界。同時，側鏈也是一個獨立的區(qū)塊鏈，在上面也可以開發(fā)自己的獨立應用，并形成自己的生態(tài)。

自中本聰2009年推出比特幣網(wǎng)絡以來，它帶來了眾多計算機科學和數(shù)字貨幣方面的創(chuàng)新，人們對去中心化加密貨幣的潛力有了極大的興趣。經(jīng)過這些年的發(fā)展，比特幣網(wǎng)絡的不足也開始凸顯。如何提升比特幣網(wǎng)絡的性能，是大家都關心的問題。與之相對應的，是比特幣網(wǎng)絡保守的改進機制阻礙了它的進一步提升。換句話來說，比特幣網(wǎng)絡的當下已經(jīng)更難于適應新需求和采納新創(chuàng)新了。

比特幣網(wǎng)絡已經(jīng)成了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的創(chuàng)新落后分子。

作為區(qū)塊鏈跨鏈技術的一種，側鏈不但擴大了比特幣網(wǎng)絡的邊界，也成為了鏈接比特幣網(wǎng)絡和其他區(qū)塊鏈應用的“中間層”生態(tài)。

（區(qū)塊鏈讀書筆記二）

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