跨链 如何建立链间信任？

在一条区块链中，链上各参与方借助区块链共识机制建立信任体系。那么问题来了，在多条区块链的跨链场景中，链与链间的信任如何传递？链间的信任，信的是什么？这种跨链信任，又该如何建立？

链间的信任，信的是什么？

先说结论：链间的信任，以信任对方链的执行机制为前提，信的是符合执行机制的执行结果。

其中缘由，得从跨链的基础操作谈起。

跨链的基础操作为：对方链执行某个操作完成后，本地链才可执行另一个操作。如下图所示：区块链A成功执行操作X后，区块链B执行操作Y。X操作是Y操作执行的前提条件。

上述操作中，一个请求X经过签名，变成一笔交易发到区块链A上，经过区块链A共识，生成区块。区块中包含了块头、交易列表等信息，块头中又包含了共识结果信息。上述信息都可统称为区块链的执行结果，具体流程如下图所示：

区块链A的执行结果被发到区块链B上。区块链B在执行请求Y前，必须先判断X是否上链。

Injective将集成Wormhole以增强跨链可访问性:据官方消息，Injective宣布，正与Wormhole合作，将 10 个新的区块链引入其已经可互操作的网络。Injective集成Wormhole将使Injective成为Solana等跨链原生资产进入Cosmos世界的主要网关。[2022/5/25 3:41:42]

判断的方法是，在区块链B的运行环境中，验证区块链A与X相关的执行结果是否有效。验证通过，表示X已上链，区块链B可继续执行后续步骤：发送请求Y，在区块链B进行上链。

需要注意的是，此操作基于一个前提，即区块链B必须信任区块链A的执行机制。区块链A上正确的执行结果，代表的是区块链A上各方意愿。区块链B要验证区块链A上某个交易是否有效，必须信任区块链A的执行机制，并按照区块链A的执行机制，验证区块链A的执行结果，才可判断区块链A上的某个交易已上链。

可见，在整个过程中，通过验证对方链的执行结果来判断请求是否上链，是建立跨链信任的核心步骤。因而，链间的信任，以信任对方链的执行机制为前提，信的是符合执行机制的执行结果。

Panther Protocol将在Polygon上部署跨链桥、质押等功能:2月27日消息，DeFi端到端隐私协议Panther Protocol宣布，计划在Polygon上部署其多项解决方案，包括跨链桥、ZKP智能合约、治理投票、质押等。Panther将在未来几周内发布部署Polygon软件包的正式提案。[2022/2/27 10:18:44]

建立链间信任，需经四层验证

执行结果虽然在不同区块链有不同实现方式，但万变不离其宗，区块链的核心数据结构是以区块为单位的链式结构，交易存在于区块中。

因此，我们可将执行结果的验证划分为以下四层：

验区块连续：在验证开始时，需确认数据来源，基于区块链的连续性，验证区块是否归属于指定区块链，防止攻击者用任意区块链的区块进行伪造。

验区块共识：在确认来源后，需验证区块是否代表对方链的整体意愿。此步骤验证区块的共识信息是否符合要求，防止攻击者用未经过共识的区块进行伪造。

慢雾：BXH于BSC链被盗的ETH、BTC类资产已全部跨链转至相应链:11月3日消息，10月30日攻击BXH的黑客（BSC: 0x48c94305bddfd80c6f4076963866d968cac27d79）在洗币过程中，多次使用了 AnySwap、PancakeSwap、Ellipsis 等兑换平台，其中部分 ETH 代币被兑换成 BTC。此外，黑客现已将 13304.6 ETH、642.88 BTCB 代币从 BSC 链转移到 ETH、BTC 链，目前，初始黑客获利地址仍有 15546 BNB 和价值超 3376 万美元的代币。慢雾 AML 将持续监控被盗资金的转移，拉黑攻击者控制的所有钱包地址，提醒交易所、钱包注意加强地址监控，避免相关恶意资金流入平台。[2021/11/3 6:28:49]

验交易存在：区块被验证合法后，需验证指定交易是否属于此区块。不同链有不同验证方法，下一节会展开描述。

验交易正确：交易存在性得到验证后，并不能代表此交易确实是跨链场景下预期的操作，还需结合业务场景，判断交易的具体内容是否符合预期。

Equilibrium：Curve Finance团队正在监督开发跨链版本:2月10日，波卡生态跨链货币市场协议Equilibrium在推特表示，更准确的说是，根据我们与Curve Finance的协议，我们正在开发该技术（Curve Finance 的跨链版本），而Curve Finance团队正在监督开发，并将在我们的Polkadot平行链上运行该应用程序。我们的开发由Web3基金会赠款支持。

此前消息，CoinDesk称去中心化交易所Curve Finance正在向波卡Polkadot区块链扩展。

而Curve Finance表示，拒绝在产品中未使用任何东西之前，就承认任何合作关系。与我们的合约整合不会算合作。[2021/2/10 19:27:42]

只有通过上述四层才算验证通过。验证通过后，说明操作已在对方链上上链，本地的链可执行后续步骤。?

各层次验证机制的实现方案

上节所述四层验证，在不同区块链上有不同的实现方式。WeCross的插件化框架，定义了通用的编程接口，开发者只需按照链类型实现四个层次的验证逻辑即可。

Speed Network将跨链至TRC20和推出通证Speed key:据Speed Network官方消息，为了更好的保障用户权益，避免Defi繁荣带来的以太坊拥堵及手续费攀升问题，Speed基金会决定实行跨链，由ERC20跨到TRC20。

同时，Speed Network主网生态通证Speed key也将发布，总量100π亿 ，可用于手续费抵扣、节点投票竞选激励、挖矿燃料、DeFi质押权证、主网印射燃料等，且可参与所有生态应用及销毁，并获得speed Network主网印射份额。

Speed Network是一款通过传统CDN架构+边缘计算以及区块链技术形成的分布式内容分发网络，可对全球计算、存储、带宽资源进行有效分配，为内容分发需求企业降低分布式云计算及数据流动成本，大大提高资源利用率。[2020/9/3]

下面，我们来看看各层次的具体实现方案。

验区块连续

在不同区块链上的实现大同小异。当前区块中记录着上一个区块的哈希值，当前区块的哈希值又在下一个区块中被记录，多个区块依次相连形成区块链。不同区块链只在哈希算法和计算区块哈希的字段上存在差异。

在WeCross中，验证区块链连续性，只需按照相应链的实现，验证区块依次相连成链即可。

验区块共识

验区块共识，即验证区块的共识信息是否符合对应的算法条件。不同算法有不同的实现。此处给出最具代表性的两种共识算法：POW和PBFT。

POW属于最终一致性共识算法，通过最长链和延迟确认的方式逐渐让共识结果收敛一致。WeCross提供了POW验证所需步骤：

验难度：验证区块的nonce是否满足工作量证明条件

验延迟：验证当前块是否低于已知最高块N个块

验最长链：引入多方，验证当前区块处于最长链上，防止单方面谎造最高块高和伪造分叉链进行作恶

PBFT算法在多方共识后立即达成一致，区块链不存在分叉和回滚的可能。在算法中，节点通过多次相互广播签名以达到共识。

在区块中，足够数量的签名代表了区块的合法性。因此，WeCross中对PBFT的验证较为简单：

配置公钥：事先配置对方链共识节点的公钥

验签名：用事先配置的公钥验证区块中签名的有效性，并判断有效签名数量是否达到PBFT共识条件

验交易存在

验交易存在同样需要根据不同实现判断，比较有代表性的是SPV和背书策略。

SPV的初衷是为了实现轻客户端，目前已在大多数区块链上实现。随着跨链技术兴起，此技术也被用作验证区块中某数据的存在性。

以交易为例，区块头中记录了当前区块内所有交易哈希组成Merkle树的树根，即“交易根”。任何一笔交易，都唯一对应了一条通向交易根的Merklepath。区块内不存在的交易，无法伪造出通向交易根的MerklePath。

因此，在WeCross中只需验证某交易的MerklePath，即可判断某交易是否属于某区块。

背书策略为HyperledgerFabric所采用。在Fabric中，每笔交易都需满足某个事先定义好的背书策略。

交易在执行时会被多个背书节点签名，当各方签名满足背书策略时，此交易才被认为有效。Fabric将背书节点签名信息作为交易的一部分保存于区块中。多笔交易组成区块内的交易列表。交易列表以二进制形式计算哈希值，此哈希值被记录于区块头中。

因此，在WeCross目前的实现中，仅需判断交易是否在交易列表中，并校验交易列表哈希值，即可初步判断交易的存在性。

WeCross后续将结合背书策略，验证交易的背书节点签名，进一步增强交易存在验证的有效性。

验交易正确

验交易正确，是根据业务的预期参数判断前三步验证的交易哈希是否是业务预期的那个操作。

例如，预期操作为transfer(a,b,100)，则相应的交易内容不能是get(a)。验证时，需根据交易的编码方式和哈希算法，校验业务预期参数与交易哈希是否对应。不同区块链实现的差别只体现在交易编码和哈希算法上，根据链实现采用相应方法进行校验即可。

WeCross中不同链的插件实现了不同的校验逻辑。FISCOBCOS插件采用的是RLP编码和SHA-256哈希算法，验证的是交易哈希是否正确；而Fabric插件则采用ProtoBuf编码，验证的是交易二进制是否正确。

完整验证过程举例

为了更直观进行说明，下图给出了FISCOBCOS的完整验证过程。

当某条链拿到了对方链的执行结果后，即可在本地进行验证。

在验区块连续上，FISCOBCOS通过比对区块头中父区块哈希与真实的父区块哈希，验证此区块是对方链的区块。

在验区块共识上，通过校验当前区块的签名列表，判断合法签名数量是否满足PBFT共识条件，确认当前区块代表了对方链的整体意愿。

通过验证交易哈希通向交易根的MerklePath的正确性，可判断交易已存在于区块链上。

通过验证业务预期、交易二进制、交易哈希的对应关系，可判断交易是业务预期的那个操作。四个层次验证通过后，说明业务所预期的操作已在对方链上上链，验证完成。

总结

链间的信任，以信任对方链的执行机制为前提，信的是符合执行机制的执行结果。执行结果是否正确，验的是四个层次的数据。验证机制在不同链有不同的实现，WeCross以插件化的方式提供支持。

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