互联网潮词web3的互操作性

发布日期：2022/7/25 10:20:57      浏览量：

未来的加密时代

Web3，一个用于指代互联网下一个时代的术语，正在区块链技术之上发展。区块链为数据生产、分发和处理提供了一种新方法。互操作性是指我们需要享受使用它的互连性。

我们的生活变得越来越数字化，技术教育的进步导致对构建常用互联网应用程序的关键基础设施的审查更加严格。用户要求设计应用程序以增强他们的能力，并且他们希望能够跨空间和时间有效地移动他们的数字账户和数据，而没有界限。

赋予用户权力是 Web3 和互操作性价值主张的核心。

Web3 和去中心化

为了更好地理解 Web3，重要的是要了解它相对于 Web2 的竞争优势，即去中心化。如果系统由少数参与者控制，则该系统被认为是中心化的。如果所有参与者都对系统做出同等贡献，那么它就是去中心化的。

集中式系统可能更高效，提供良好的用户体验并根据用户的数据分析提供高级服务。但是，去中心化系统可以降低主要节点被破坏或损坏的风险，也称为单点故障，使系统更加健壮和安全，并为用户提供对其数据的主权所有权。

数据所有权

去中心化系统为用户提供数据的稳健性、安全性和所有权。当今大多数流行的互联网应用程序都在集中式系统之上工作并保管其用户的数据。这种集中式架构赋予这些应用程序控制和操纵用户信息的权限，并迫使用户相信服务提供商会妥善保管他们的资产和数据。

Web3 提供了另一种选择，它为用户提供了声称拥有其账户、资产和数据的权利。数字资产的真正所有权意味着基于密码学的技术保证，只有所有者才能访问或使用它。即使 Web 服务正在存储资产或数据，它们也只能存储它而无权访问它。

Web3 中的互操作性

互操作性是跨计算机系统和软件交换和利用信息的手段。在提供广泛应用的集中式网络的情况下，可以通过启用对集中存储数据的访问权限来实现互操作性。用户可以通过多种方式从这种互操作性中受益，例如共享账户信息可以更快地跨应用程序登录。

在 Web3 中，凭借分散的网络和账户和数据的主权所有权，用户变得独立于这些中介。尽管如此，用户仍将继续期待和渴望各种应用程序交换和使用其数据所带来的便利。

为了实现跨异构区块链的互操作性，已经开发了几种技术。在这里，我们将介绍三种跨链交易的技术方案，分析它们的特点并讨论潜在的风险。这三种解决方案是公证人、哈希时间锁和中继模型。

公证人模式

实现跨链互操作最直观的方法是设置一个可信的第三方，例如公证人，通过负责跨链交易的验证和转发来协调跨链操作。可以使用两种类型的公证人；单签公证人或多签公证人。

单签名公证人，也称为中心化公证人，从源链收集交易数据，对其进行验证并在目标链上启动交易的执行。它是一个简单的模型，具有很高的处理速度。然而，它的缺点是它容易受到单个节点的故障或不当行为的影响。

使用多重签名公证人，由“区块链 1”中的“账户 A”发起的跨链请求需要得到大多数公证人的成功验证。验证后，签名将发布在相应的交易上，以在“区块链 2”上执行。为了容忍拜占庭式的错误，跨链交易只有在三分之二以上的公证人达成共识并签署交易的情况下才能处理。

哈希时间锁

区块链 2.0 首次为智能合约提供了一个可靠的去中心化执行环境，可在无信任条件下实现资产管理自动化。智能合约是由代码控制的自动化协议，提供读写功能作为用户界面，并根据用户的交易触发特定操作，在去信任的环境中运行。

哈希时间锁模型是智能合约部署的跨链技术。具体流程如下：

1. 跨链交易的发起者选择一个机密随机数 S，然后计算 S 的哈希值 h=Hash(S) 发送给跨链交易的响应者
2. 发起者和响应者将他们的资产锁定在智能合约中，目的是在各自的区块链上相互交易。两个合约都使用密钥 h 锁定，而解锁资产的密钥是随机数 S。资产被锁定在智能合约中的时间分别由 T1 和 T2 表示，其中 T1 必须大于 T2。只有发起者和响应者可以使用随机数 S 解锁各自的资产。
3. 发起人通过在时间 内宣布 S 来解锁合约中的资产。如果时间超过发起方设置的时长，合约会自动将资产返还给响应方。

哈希时间锁模型有效解决了跨链过程中固有的信任问题。只要发起方保持随机数 S 和时间窗口的机密性，(T1 - T2) 为响应方提供足够的时间解锁资产，双方就可以以去中心化的方式实现跨链交易。

继电器模型

跨链交易的中继模型是对跨链操作的抽象，将跨链过程中的数据验证抽象为中继层的共识问题。在此抽象层上开发了具有改进可扩展性的区块链，然后出现了第三个区块链中继链以实现互操作性。

在中继模型中，每个区块链网络中部署了一系列中继节点，负责监控该区块链的交易数据并将其同步到中继链。中继链的共识节点验证跨链交易的有效性并触发相应交易的执行。

上图列出的步骤展示了一个典型的中继模型跨链交易

1. 用户在源链发起跨链交易请求
2. 中继节点监控并同步交易数据到中继链
3. 中继链共识节点验证交易的有效性
4. 共识节点构建对应的交易
5. 绝大多数共识节点签署交易，形成签名集
6. 中继节点监控交易和签名
7. 中继节点携带交易到目标链

中继链的共识机制决定了跨链服务的性能和安全性。经典的拜占庭容错算法，例如 PBFT，能够在绝大多数节点正确的情况下实现高吞吐量。拜占庭容错算法的改进版本，例如 HotStuff，进一步降低了通信的复杂性，并支持更大规模的节点参与共识。

中继链在技术上难以实现，因为它们需要高度的工程复杂性，但是，它们具有优势。带有智能合约的中继链可以形成跨链服务网络，一条中继链在多个区块链之间进行信息通信，拓宽了价值传递的范围。Poly Network 是成功实现跨链中继模型的一个例子。

中继模型实现了互操作性的抽象层，允许异构区块链之间的数据安全地交换和验证。在 Poly Network 的案例中，已经构建了一个中继链，以实现更有效的数据交换和验证。除此之外，由于其完整的区块链基础设施，本地经济有可能在 Poly Network 的生态系统中蓬勃发展。

对可互操作区块链的需求

在加密领域，关于区块链之间是否会出现赢家通吃的情况，或者多个区块链是否可以共存一直存在争议。这种共存被正式称为多链假说。近年来，多链假说已被证明是正确的。

已经开发了不同的基础设施层，为之前的以太坊 Layer 1 垄断增加了多样性，如下图所示。

L1 市场份额（占总 TVL 的百分比）