本文来自 hackernoon
原文作者 | Adam Boudjemaa
译者 | Katie 辜
出品 | Odaily星球日报（ID：o-daily）
设想有一天你进入一家咖啡厅，发现可以用 ETH 支付，但你的钱包里只有比特币。如果这个情况成为现实，那么我们要好好讨论下目前区块链生态“缺乏互操作性”的难题。
什么是互操作性（跨链）？
互操作性简单来说就是“跨链沟通”，两个或两个以上完全不同的系统互相沟通并进行交易。而传统的金融系统大部分支付架构是不具备互操作性的。
根据商店接受付款的方式，你可以使用信用卡或借记卡购买商品。如果你在国外旅行，只要你的银行卡具有互操作性，不管当地的货币是什么都可以支付，这就是互操作性的优势所在。
在区块链领域，互操作性就是两个或两个以上的区块链系统之间互相通讯并进行交易。以咖啡店购买咖啡的例子来说，只要两家店都是去中心化的支付系统，即使是只接受比特币支付的店也可以用 ETH 支付。但是目前这种情况在现实中还未存在。
带有 API（应用编程接口）的网络服务可以跟某个特定的网络服务进行通讯。API 的作用相当于网络服务和这个网络中其它服务器之间的通讯层。但是目前还没有区块链方面的跨链通讯协议，只有各自独立的系统。
你可以注意到整个区块链行业是在进步的，就如以上图表展示的那样，很多协议是类似的。但是不可忽视的是，一些过去的解决方法其实为我们今天的跨链通讯和互操作性平台发展奠定了基础。
为了解决跨链互操作性问题，得先解决目前存在的各种局限性和低效问题。接下来让我们一起来讨论一下。
中心化互操作性
在支付过程中，很多第三方的中心化方法为加密货币转换提供了便利性。但为什么我们仍需要中心化的这个中介呢？
当我需要使用中间媒介的时候，我可以使用信用卡或者像 PayPal 这样的服务商，会更便捷。
大多数中心化系统都有托管钱包。当你用不同的加密货币消费时，可以通过 Atomic Swap（原子互换）或根据市场货币汇率独立进行货币转换。
Atomic Swap（原子互换）
原子互换是一种跨链交易技术，用户在点到点的前提下实现货币转换。
原子互换使用一组名为哈希时间锁定合约（Hashed TimeLock Contracts），简单来说就是 HTLCs。通过 HTLCs，交易可以在不同网络环境下进行。在原子互换过程，双方网络中并未存在真正的跨链通讯，而是双方允许通过时间锁定合约进行跨网交易。
然而，原子互换有一个局限性。两者的区块链网络需使用相同的哈希算法并支持 HTLC（哈希时间锁定合约）的执行，而目前只有少数区块链共享相同的哈希算法。
Wrapped Bitcoin合约（WBTC）
Wrapped Bitcoin 合约（WBTC）是一种在比特币和以太坊网络间提供跨链通讯的特殊智能合约。WBTC 是 ERC-20 通证代币，与比特币以 1:1 的汇率挂钩。
在 WBTC 合约中，其中第三方监托管者持有 BTCs 和发行一定数量的 WBTC 代币，就像 ERC-20 在以太坊上一样。在 WBTC 圈里有一个叫“销毁”的功能，此功能是买回 BTC 的方式，也是商家发行 BTC 的标志。
在 WBTC 合约里存在两个问题。第一个是合约只适用于比特币和以太坊，第二个是仍旧依靠第三方托管，这本质上还是处于中心化。而接收 WBTC 是需要托管者或商家通过 KYC 认证和反洗钱（AML）步骤，只有用户的身份认证成功后整个交易才可完成。
pTokens
pRToken 是由 Provable Things 开发的跨区块链解决方案。所有 pTokens 可以与其它相关资产挂钩。任何人可以在相关 pTokens 智能合约上抵押一定数量的资产（比如 EOS 和 BTC），并且以 1:1 的比率与 pEOS 和 pBTC 挂钩。
pTokens 使用可信执行环境（Trusted Execution Environment），简称 TEE。TEEs是位于 sandbox（沙箱开源工具）的硬件，具有安全特性并提供安全执行环境。
保障 pTokens 基础架构的 TEEs 代表网络的另一层保护层。TEE 运行者则是验证器，确保 pTokens 或其他资产的发行。
为什么跨链互操作性对于DeFi至关重要？
DeFi，或者说去中心化金融，是在去中心化环境下通过区块链上的智能合约传递的一系列金融服务。截止到目前，区块链通过点到点的货币系统颠覆了原有的货币体系。
然而，对于像银行服务、借贷、储蓄等金融服务有什么影响吗？这就是我们要谈到的 DeFi（去中心化金融）将传统的金融服务生态系统带入区块链和加密货币的世界。
“我们已经颠覆了货币体系，接下来让我们重塑整个金融系统吧。”这就是 DeFi 运动背后的动机。
但没有建立起跨链互操作性，DeFi 运动就仅仅只是一场转瞬即逝的盛会而已。试想一下每个区块链代表一种经济发展，如果它们互相间不能合作，那么整个生态系统将无法得到发展更无法接棒整个传统金融。
目前区块链都是独立发展，这造成了链与链之间无法进行通讯和交易，所以有了第三方托管服务的诞生，这使得生态系统越来越中心化，区块链去中心化的本质也变得越来越模糊不清。
DeFi 世界发展迅速，大量的项目开始发展能够解决托管和互操作性问题的跨链通讯平台。这些我们接下去要讨论的平台将改变 DeFi 行业的现象并促进发展和应用落地，区块链网络将为未来的新型金融系统铺路。
Cosmos
Cosmos 致力于实现各个单独区块链之间的通信互联。Cosmos网络以Tendermint作为核心，采用基于权益证明（PoS）的拜占庭容错和像比特币的点到点的Gossiping协议。
为了实现互操作性，Cosmos项目紧跟着Inter区块链通讯协议模式（IBC）。Cosmos 区块链以 Tendermint 为核心并且由下面两者组成：
Hub——Hub 是 Cosmos 的主区块链，并以 Tendemint 为核心基础；Zones——Zones 是自主独立的区块链，并与 Hub 相连接。
独立的 zones 可以发行或与任何外部的区块链网络比如 EOS 或以太坊等连接。Hubs 和 zones 之间的通讯都是通过共同的 IBC 协议实现。比如 hubs 和 zones 是以 Tendermint 协议为基础，但都可以独立发行 ERC-20 通证代币。
既然有了 hubs，为什么我们仍需要 zones 这个独立层呢？这是因为区块链使用不同语言，而zones就是那些外部不可兼容的区块链沟通的桥梁或者说通道。每个外部区块链需要一个独立的 zone 和 hub 连接。
Hub 就像去中心化交易所，所有的通证或代币通过原子互换进行转换，这样使得网络间流通量大大增加。在共识上，Cosmos 区块链使用 ATOM 代币，ATOM 相当于所有参与权益证明（PoS）共识节点的抵押。如果权益证明（PoS）节点遇到恶意攻击，他们抵押的 ATOM 代币就会自动销毁，网络上所有参与的节点也将被转移。
Fusion
Fusion 作为跨链互操作性平台，致力于大众的去中心化金融服务，并提供一系列互操作性金融产品。
Fusion 建立一套金融相关的应用程序接口（APIs），允许开发者建立基于区块链协议的跨通讯金融应用程序，这将引领下一代的金融创新。
Fusion 也被重新定义为“价值互联网”，仅限于通过互联网进行价值交换。Fusion 平台认同互联网价值，实际上价值的实现不止是通过交易，还通过可用性、可扩展性和互操作性。
Fusion 是一个关注互操作性和设定的可拓展性平台。Fusion 使用一些 Ticketed 权益证明（TPoS）的新共识机制，这是保护 Fusion 网络交易的特制共识。Fusion 上平均每个区块时间接近 15 秒并支持 2500 到 3000 的吞吐量。Fusion 目前在 coinstats 上排名第 12 位，成为使用频率最高的网络之一。
为了实现可操作性，Fusion 使用它的专利技术——分布控制权管理（DCRM）。
DCRM 通过使用分片在网络节点上分布储存私钥。在传统的托管模式上，钥匙由中心化服务器保管，这增加了遭受破坏的可能性。而在 DCRM 上，钥匙不是由中央服务器保管，而是分为很多分片，并在全球网络上加密分布。
全球领先创新的加密学家也参与了 DCRM 项目，包括纽约市立大学的计算机科学教授 Rosario Gennaro，康奈尔大学的计算机科学部门的博士后研究员 Steven Goldfeder，凡尔赛大学计算机科学教授 Louis Goubin 和 CtyptoExperts 的高级安全专家兼 CEO 的博士后 Pascal Paillier。
Fusion 是可以建立金融应用程序的平台之一，有着大量的金融应用程序接口。Fusion 有金融行业所有常见的功能，但是在其它链上并不具备这些功能。
凭借时间锁定功能，Fusion 重建基于时间的金融交易，用户可以从他们的数字资产获取时间价值。在如今的金融市场上，一些机构建立金融架构并从资产中获得时间价值，从而满足市场需求，比如债券、期货等。
这种方法是非常昂贵、低效，且花费数天甚至数周的时间才能推出这些金融设施。Fusion 发明了一种从资产中获得时间价值的快速高效方式。Fusion 的时间区块锁定功能在数字化上嵌入时间价值。这样任何人都可以在 Fusion 的去中心化和不可信的量子交换上进行时间价值交换。
Fusion 钱包有一个通用短账号（USAN）的短地址方案。这是生态系统上独一无二的账号，任何使用 Fusion 量子交换的数字资产之间可以进行交易，这给用户每次交易提供了唯一的账号。
有了特有的共识机制和各种技术支持，Fusion 正尝试建立真正意义上的加密货币金融和去中心化金融，并集中发展可行性、可拓展性和互操作性。
Anyswap协议
不像我们前面讨论到的平台，这里要讨论的 Anyswap 与众不同并且以 DCRM 协议为基础。从技术层面看，Anyswap 是自动做市商（AMM），就像 Uniswap 一样。用户在Anyswap上抵押数字资产并和其它资产进行无缝交易，并且都在去中心化环境下进行。
Uniswap 提供的交换对只限于以太坊和 ERC-20 通证代币，而 Anyswap 更加进步并允许跨链代币交换，这带来了更高的流通量。截止到目前，Anyswap 平台支持Fusion（FSN）,Tether（USDT）和以太坊（ETH）。未来比特币，瑞波币和莱特币也将作为交换对加入平台。
Anyswap 的唯一限制就是只能交换代币总量的 95% 或没有进一步更换的代币类型或使用 ECDSA/EdDSA 作为签名算法的代币。
Anyswap 架构由三个主要组成部分组成：
去中心化跨链桥梁——利用 DCRM 协议，用户可以抵押代币和进行数字资产交易；跨链交换——凭借快速资产流动性，用户可以在币币之间进行快速互换；价格程序化和流动性——Anyswap 有由算法设置的自动定价系统，由流通量提供者提供支持。流通量提供者可以添加或者限制进入交换对的流通数量，自动定价系统会重新设置合适的价格。
Anyswap 是建立在 Fusion 的 DCRM 协议的完全去中心化的跨链交换协议。像 Wanchain 和 Anyswap 这样的平台不仅重视互操作性而且关注高速流动性，这满足去中心化金融生态系统发展需求。Anyswap 在它的支持签名算法上有特定的限制，但是技术发展非常迅速，我们可以期待在不久的未来这些问题将一个个被攻破。
波卡
波卡是一个通过统一平台连接不同区块链的网络。从深层面讲，波卡有着与 Cosmos 相同的架构，它的主链是中继链，通过桥链连接不同区块链。
接下来一起分析波卡网络的组成部分，让我们更好地理解平台的运行方式：
中继链——中继链是波卡的主链，就像 Cosmos 网络的“Hubs”一样，将所有独立的区块链连接起来；平行链——平行链就是互相平行的链，建立在波卡层上，以平行的方式运行，就像 Cosmos 网络的“Zones”；桥链——这些单独的区块链将外部的区块链网络比如以太坊连接到主中继链上。外部链的所有的跨链通讯和中继链都需通过桥链；验证器——在波卡网络上有一些负责验证功能的节点，并把区块添加到中继链上；校对器——在平行链上有负责收集所有交易的节点，并把它们添加到区块的交易上，之后会添加到主中继链上。
以上所有的架构都结构清晰。虽然波卡和 Cosmos 在很多方面上很相似，但治理机制不同且提高了操作性和引入独立桥链的跨链通讯。
交易量和验证过程仍然是独立完成的，这意味着更加高效。波卡网络有 DOT 代币作为燃料，在治理和支付手续费时使用。
Wanchain平台
Wanchain 拥有整个独立的基础架构，通过统一架构，重点发展不同区块链网络之间的数字资产交易服务。这是货币不可知平台，在不同的区块链之间提供互操作性。
Wanchain 平台最大的优势是其“跨链资产交易”功能与其它竞争平台不同。Wanchain 可以和所有主要的区块链平台连接，像比特币、以太坊、EOS 等。在不需要交换任何原有资产或通过桥链情况下，Wanchain 可以实现资产转换。
所有的区块链集团，包括公司，无论是公有链还是私有链，都能直接连接到 Wanchain 协议上并将资产转移到 Wanchain 平台上。这种转换是双向的，资产也可以从 Wanchain 平台上转换到原有的区块链网络上。
Wanchain 协议有高度的安全性和内置的隐私功能，所以资产在转换过程中是绝对安全的。Wanchain 有多方算力、门限密匙共享、环签名和一次性地址的共同作用下才可达到高度安全。
Wanchain 提供的互操作架构更加注重数字资产转换、交易、投资、借贷和交易所，而不再把重点放在数据共享上。如果去中心化应用（DApp）使用了传输协议（IPFS）或任何去中心化云端储存方案，数据阅读和修改将不被允许，而只能进行“数字资产”的相关操作。
在去中心化行业，我们确实需要像 Wanchain 这样的平台，因为这将为市场带来更高的流通量。去中心化金融是关于去中心化生态系统的数字金融。像 Wanchain 这样的平台为所有去中心化服务比如借贷、投资资产转换和成熟的交易所提供了便利。
Ren
Ren 是另外一个致力于通用互操作性的优质项目。在任何链上，任何资产都可以转换到任何应用程序上，并且总量不限。听起来很神奇对吧？接下来让我们一起深入探讨一下 Ren 是如何做到的：
Ren 通过各种技术，特别是的 RenVM，一种使用代币化呈现模式的去中心化无限制的免信任托管来实现通用互操作。
在代币化呈现模式上，用户通过托管者锁住资产。托管者在其它链上开发 1:1 比率的备用代币。这个模式上存在的问题就是在大多数情况下，托管者只能完全或部分中心化。从另一方面上看，RenVM 解决了这个问题，但是是完全去中心化且免信任的方式。
RenVM 使用 RZL MPC 算法管理 ECDSA 密匙，而不需要通过修改或留下任何记录。使用结合和算法上调整费用的方法从而确保遭受攻击时对方没有可乘之机。RenVM 解决了很多现存的互操作性设计问题上的技术和经济难题。
RenVMZ 支持以下三种跨链交易：
锁定和铸造——用户启动交易并使用原始链和主链。比如：把 BTC 从比特币发送到以太坊上，交易经过 RenVM 过程时被锁定，通过验证后，以与锁定资产 1:1 的比率重新铸造新的代币；销毁和发行——接下来的交易是跟锁定和铸造相反操作的，用户把资产从主链转换到原始链上，来自主链的挂钩资产会被销毁。原生资产则被发送回原始链上；销毁和铸造——有几种非常有趣的交易类型，用户可以把资产从主链转移到其它链上，同样也包括“销毁和发行”和“锁定和铸造”交易。但是交易要求在 RenVM 上进行多轮操作，而原有区块链费用本身就不便宜，这使得最终交易费用非常高。为了解决这个问题，当用户销毁主链上的挂钩资产和在另外的主链上铸造等量的资产时，RenVM 支持销毁和铸造交易。比如，把以太坊上的 BTC 转移到波卡上的过程。
总结
去中心化这辆列车正以加速方式向前行驶，缺乏互操作性是目前平台发展最大的拦路虎。过去也有很多相对应的解决方法，但是都存在大大小小的局限性。但都为未来平台的发展奠定了基础和积累了专业知识。
以上所有提及到的平台中，Fusion 是去中心化程度较高的平台，有了DCRM协议的协助，真正的去中心化才得以实现。而门限签名方案（TSS）和分片密匙的多方算力（MPC）让托管者这种中心化的服务不再满足去中心化金融条件。在 Anyswap 上的 Fusion 的 DCRM 协议提高了数字资产的流通量。Fusion 奠定的基础为其它平台和开发中的去中心化应用程序的低手续费和一体化发展提供了参考。单凭一个平台是无法解决所有跨链互操作性问题，我们期待未来有更多的平台共同协作，一起应对这些挑战。
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