CHAINX · PCX

当前的区块链底层技术平台百花齐放，但主流区块链平台间存在两大痛点：异构和孤岛。每种链的共识算法、账本结构、加密机制等技术各不相同，导致了区块链间的异构性。异构链之间缺乏统一的互联互通机制，难以做到价值互通，这形成了区块链生态中的价值孤岛效应。

 

区块链本质是一种去中心化的分布式链式系统，此系统中可包含多条链的相互协作，其特有的分布式链式结构实现了上链数据可追溯，基于密码学技术和共识机制，实现不可篡改和不可伪造等功能，进而协调区块链多链间的安全与数据共享。但因为区块链上各条链的特异性强、种类繁多，加上区块链应用多链通道数量的增多，区块链链间的互通性和一致性问题逐渐凸显。

 

业内已有多种区块链平台，这些平台在整体架构设计上存在很大的不同，包括计算、存储、网络等各个方面。例如，Hyperledger Fabric 采用 EndorserOrderer-Comitter 三层架构，交易先经过 Endorser 节点进行预执行背书，得到状态读写集 RW-Set 返回客户端，客户端再次打包交易发送至 Orderer，Orderer 打包排序后交给 Commiter 节点进行落盘存储。同为金融级、企业级的区块链平台 FISCO BCOS，交易在客户端完成签名之后被发送到区块链节点，节点将交易打包成区块，并且交给 EVM 执行，状态数据以 MPT 树状组织存储。不难看出，这两个底层平台在架构上存在巨大差别，不仅交易处理时序不同，计算与存储结构也不同，想让交易直接在两个平台互通，存在较大挑战。

 

分布式系统的核心技术是共识技术。在区块链的分布式系统的 P2P 网络中，互不信任的节点通过遵循预设机制最终达成数据一致性的过程称为共识过程，使得区块链全网所有节点的数据通过分布式一致协议实现共享。跨链技术越来越受到人们的关注，设计高效的共识机制提高区块链跨链过程的的吞吐量逐渐成为跨链的关键问题之一。目前，普遍默认的有三类较常用的跨链技术：

（1）公证人机制（notary schemes）是指通过选举公证人，实现对某条链上的事件进行监管，并通过智能合约在另一条链上自动执行相应事件。公证人群通过预设的共识机制，对事件进行共识验证。

（2） 侧链或中继（sidechains/relays） 是指以轻客户端验证技术为基础，通过验证某条链的加密哈希树（cryptographic hashtree）以及区块头（block header）来验证此链的某项特定交易、事件或状态信息是否发生，然后通过智能合约在另一条链上自动执行某项特定交易、事件或状态信息。

 

（3） 哈希锁定（Hash-locking） 是指通过在进行交易的双方所在的链上运行特定的智能合约，实现跨链交易与信息交互。通过哈希锁定实现跨链交易的过程包括：a）跨链请求方A生成随机数s，并计算出该随机数的哈希值并发送给跨链请求方B；b）A和B通过智能合约锁定各自的资产；c）若B在某时间内收到正确的s，通过智能合约，自动执行将B的资产转移给A，否则退回给B；d）若A在某时间段内收到正确的随机数s，A的资产将自动转移给B，否则退回给A。

 

然上述跨链方案，仅适用于面向数字资产的跨链转移场景，难以扩展涵盖到更为广阔的跨链消息通信及异构跨链互通的全生态应用场景。

 

目前全球区块链的数量不断增多，不同区块链的网络相互隔离，导致各链之间无法有效执行资产转移和跨链通信等操作。然而，主流跨链技术的设计研发解决的问题主要只包括：不同区块链之间的资产转移、实现设定冻结某个区块链上的资产锁定条件和解锁条件（然后与其他链特定的事件或行为进行关联）、读取和验证其他链的状态或事件、提升区块链交易处理能力。

 

可见，目前的跨链技术不能解决日益增长的区块链对跨链共识的需求，亟待提出更有效的解决方案。

 

ChainX 基于上述背景和现有技术所存在的问题，设计了一种跨链互通方法及系统，构建同构区块链网络和异构区块链全生态体系，实现同构区块链的消息跨链通信和异构区块链的高效全面的跨链互通。

 

其中同构跨链通过公共链识别平行链标识并经平行链间跨链消息传递协议实现； 跨链结构中部署跨管管理合约和中继验证合约，调用跨链管理合约实现异构跨链流转业务的发布、赎回功能；调用中继验证合约验证和存储异构跨链的跨链业务；相邻异构平行链网络通过跨链结构接收异构跨链业务，进一步由跨链结构关联其所属的平行链网络进行内部同构跨链来转换执行所接收的异构跨链业务。

 

目前 ChainX 跨链技术已成功申请专利 ，后续 ChainX 将更进一步探索和完善跨链方案，解决区块链链间的互通性和一致性。

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