作者：Raullen Chai, Cofounder of IoTeX
翻译：Barron Cheng
区块链落地如火如荼，区块链基础设施的研发也在轰轰烈烈地进行中—当前的热门研究区域集中在不牺牲拜占庭式容错性的快速共识、不牺牲安全性的分片和不牺牲效率的跨链。近期由于Cosmos和Polkadot的推出或即将发布，跨链受到了更多的关注。
跨链：一个简单的原则
在讨论跨链之前，我们需要理解为什么我们需要这么多的链，而不基于智能合约做应用。目前看来，需要一条新的链主要是因为：
- 基于现有的区块链可能无法提供应用程序所需的属性 (例如，保护隐私的计算) 和可定制性(例如，处理和存储数据) ;
- 现有公有链治理模式不支持应用场景所期望的治理模型 (在智能合约平台上构建应用程序需要应用程序必须采用底层协议的治理规则) 。
这两点对于绝大多数的DeFi应用、DApp游戏应用不太实用，但是对于很多物联网场景非常适用。因此我们接下来要弄清这些区块链之间如何相互通信。
所有关于跨链的理论都始于Adam Back的论文**“Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains”** ， 该论文阐述了如何将资产X从区块链A转移到区块链B - 这种所谓的“转移”实际上是一种错觉，资产X不是“转移”，而是暂时锁定在区块链A上，而在区块链B上生成相同数量的等价资产X。这种方式被称为锚定 (Pegging) 。如果是两个方向相互“转移”就叫双向锚定 (Two-way pegging, 简称2WP) 。
Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains：
做双向锚定 (2WP) 系统都是基于一组“见证人”的投票，见证人可以看到两个链上发生的事件，投票决定何时解锁资产X以及将其发送到哪里。那么我们应该对这群见证人信任多少？最简单的方法是找一个绝对可信的证人来做这项工作 (例如大型数字货币交易所) 。但更好的方法是，找一组比较可信的人来批准解锁和移动资产。
“比较可信的人”从哪里去找？
人们自然想到了找那些在区块链A和B上都有比较大利益的人，比如矿工、节点代表、区块生产者等。如果这些人能够升任并且区块链A和B互相理解对方的协议，那么A和B之间的资产交换问题就基本就解决了。但是新的问题出现了，如果A想和C跨链，是否又需要A和C互相理解对方的协议，并且再找一波新的见证人呢？
聪明的人就提出了这样一个问题 — 我们为什么不找一个共同的见证人群来促成跨各种链之间的通信呢？
这是Cosmos Hub、Polkadot中继链和IoTeX根链背后的原理。每个项目都使用不同的经济学方法来提高见证人群的作恶成本，期待他们可以好好工作、服务好 (甚至是异构区块链的) 跨链交易。简单地讲，Cosmos假设每个区块链都有自己的见证人群和共识，而IoTeX和Polkadot使用共享的共识池来简化子链挂载的过程。
Polkadot的跨链是对外的，用于实现它宏大的抱负 — 连接世界上所有的区块链，而作为物联网基础设施的IoTeX的跨链是对内的，用于服务IoTeX体系的所有链，为他们提供安全性和互操作性。 围绕链接物理世界，IoTeX体系的链侧重应用的不同方面，如存储、身份、可信计算、物联网数据市场等。
总之，如果把不同的区块链协议比作不同的语言，那么见证人群公共的翻译，来促成信息在不同语言间的流动。因此，跨链也可以视作人类为实现巴别塔 (the Babel tower) 愿景所做的另一努力。
为什么跨链重要？
区块链最重要的性质是去中心化和安全性，这些可以通过跨链进一步增强。具体地说，跨链允许资产在不同的区块链间流动以寻找:
不同的安全级别 (例如, 抑或更快的交易，或者更强的抗审查能力)
不同的属性 (例如, 抑或明文交易， 或者隐私交易)
各种应用程序 (例如, 抑或DeFi去中心化金融， 或者菠菜小游戏)
跨链还支持加密资产与其底层的区块链可分离。尽管这看起来微不足道，但这种可分离性将在很多层面上增强当前区块链基础设置。
首先，跨链允许不同的团队/项目/链关注区块链技术的不同方面，同时使这些努力有效的整合在一起。例如假设有两个区块链: A提供顶级用户体验；B侧重于抗审查 （这通常使得用户操作变得缓慢和困难）。自然会发生的事情是，用户将资产从B转移到A使用 ，然后再转移回来B，以便长期保存。
其次，跨链使得区块链协议能够快速演进。成熟的协议经常面临在安全性和快速迭代之间做抉择—快速迭代通常意味着打破常规，而充足安全性意味着某种程度上的停滞开发。使用跨链，移动资产的成本几乎为零。因此, 理论上可以创建一 个以太坊的副本作为试验场，在其上快速迭代，并最终将所有资产从以太坊移到这个试验场。如果试验进展不顺利，那么所有资产都可以搬回来，这是任何分叉无法提供的一个非常棒的特性。从长远来看，吸引最多资产的那条链将是“主链”，并且是最繁荣的。那些无法吸引资产的链最终会走向消亡。
最后，跨链提供了“桥接安全”，这可能对区块链领域的治理结构产生深远影响。桥接安全的一种具体表现形式是跨链治理。这是怎么样的一个新概念呢？
区块链世界的新范例：跨链治理
当我们在2019年4月首次推出IoTeX根链时，我们面临着一个具有挑战性的问题，即如何安全地启动一个新的区块链， 尤其是假设存在利己节点：一个新的PoS区块链的早期参与者可以很容易地控制许多节点席位，并抛弃那些违背他们利益的治理交易。例如惩罚节点的交易、撤销对其投票的交易、或者对新节点的投票交易来阻止新的节点加入。
为了安全地启动IoTeX主网，我们提出了跨链治理的概念。这意味着治理活动发生在更成熟的区块链上，而治理结果应用于新生的区块链。IoTeX网络目前在两个公链上拥有资产—Ethereum (IOTX-E用于治理) 和IoTeX根链 (IOTX用于实际应用) 。IOTX和IOTX-E构成了100亿通证的总供应量，并且可以使用IoTube进行无缝交换，IoTube是以太坊和IoTeX之间的去中心化桥。
虽然可以互换，但IOTX-E和IOTX具有不同的目的和不同的属性。IOTX-E被设计为具有低流动性 (理想情况下是低交易量，并且移动缓慢) 和高安全性的通证来治理IoTeX网络 (参见http://member.iotex.io) 。
IOTX旨在为IoTeX网络中的操作和应用提供高流动性 (理想情况下是高交易量，快速移动) 。这种区分类似于谷歌股票拥有A类和C类股票— C类股没有投票权，而A类股有一票投票权。由于有了这种结构，利己主义的节点的作恶成本会变得非常高，因为它们需要攻击以太坊来阻止相关交易进入块。
除此之外，我们还发现这种跨链治理可以有效地减轻远程攻击 (Long-range attack) ，这是所有PoS区块链普遍担心的问题。简而言之，远程攻击是指早期节点使用他的通证，从非常初期的区块开始就在链上创建一个分支，最终分支的长度超过了主链，从而形成攻击。由于质押/投票历史是在以太坊上，51%的攻击以太坊是非常非常昂贵的。因此我们说IoTeX从以太坊上桥接了安全性过来。
一些疯狂的想法
跨链为区块链世界带来了一些全新的范例。IoTeX正在探索许多疯狂的事情！比如如何利用跨链使得这样一件事情变得安全 - 在总通证价值为Y的链上承载和运营价值为X (X>Y) 的资产？
理论上来讲，对于所有区块链，具有庞大预算的攻击者可通过控制½ 或者⅔ 的矿工、节点生产者来进行双花和其他攻击。目前解决这个问题的方法是等待这条链慢慢成长、链上资产慢慢变多，这个过程很耗时数年甚至数十年。
我们正进行一个多资产跨链治理的实验——节点们除了质押IOTX-E，还可以质押NUSD(https://neutralproject.com/) 、WETH (https://weth.io/) 、WBTC (https://www.wbtc.network/) 等其他资产来构建一个加密货币篮子。
这个篮子的法币价值可以很容易地使用 Chainlink (https://chain.link/) 等预言机来计算，并被用于节点候选人排名和分享奖励 (IOTX) 。多资产的质押可以迅速增加质押总资产的数量，从而使链变得安全。这种多资产质押只有可能与跨链治理一起实现，因为许多资产都存在于更成熟的区块链上。
结论
总之，跨链为许多有趣的设计和应用打开了大门。在区块链行业，这是第一次我们允许一条链“借用”和桥接其他链的资产、安全和资产。我们认为跨链治理将成为区块链系统设计的一个新范例。
