哈希锁定

　　哈希时间锁定（HTLC）最早出现在比特币的闪电网络，跨链资产交换支持一定数量的A链资产和一定数量的B链资产进行原子交换。哈希时间锁定巧妙地采用了哈希锁和时间锁，迫使资产的接收方在deadline内确定收款并产生一种收款证明给打款人，否则资产会归还给打款人。收款证明能够被付款人用来获取接收人区块链上的等量价值的数量资产或触发其他事件。

　　如下图所示，我们用一个例子来阐述如何使用哈希时间锁定进行跨链的原子资产交换，假设Alice和Bob有资产交换的需求，Alice想用1个BTC和Bob换20个ETH. 那么首先需要在两条链上设置哈希时间锁定合约，然后执行如下步骤：

　　Alice 随机构建一个字符串s，并计算出其哈希 h = hash(s)；

　　Alice 将h发送给Bob的合约；

　　Alice锁定自己的1个BTC资产，并设置一个较长的锁定时间t1, 并设置了获取该BTC的一个条件：谁能够提供h的原始值s就可以得到该BTC;

　　Bob观察到Alice 合约中锁定了一个BTC, 然后Bob锁定自己的20个ETH资产，并设置一个相对较短的锁定时间t2, t2 < t1, Bob也设置了同样获取条件（谁提供h的原始值s就可以获取20个ETH）；

　　Alice将自己最初生成的字符串s 发送到Bob的合约里取得了20个ETH；

　　Bob观察到步骤5中Alice的s值，将其发送给Alice的合约成功获取1个BTC; 至此Alice和Bob完成了资产的交换。

　　从上述的过程我们可以看出哈希时间锁定合约有一些约束条件：

　　进行跨链资产交换的双方必须能够解析双方的合约内部数据，例如s，例如锁定资产的证明等；

　　哈希锁定的超时时间设置时需要保证存在时间差，这样在单方面作弊时另一方可以及时撤回自己的资产。

　　哈希锁定的思想运用在支付领域较多，例如闪电网络、雷电网络以及跨链资产转移协议Interledger等。但是哈希锁定目前看只适合偏资产或者关键数据的交换，甚至不支持转移因此其试用场景受限。

　　侧链/中继链

　　侧链

　　侧链是相对于主链而言的，最初的侧链提出是针对比特币做新特性的测试和研发。侧链相对主链而言能够验证和解析主链中的区块数据和账本数据。侧链实现的基础技术是双向锚定（Two-way Peg），通过双向锚定技术可以将数字资产在主链上进行锁定，同时将等价的资产在侧链中释放。相反当侧链中相关资产进行锁定时，主链上锚定的等价资产也可以被释放。

　　BTC-Relay是号称的史上第一个侧链，BTC-Relay是通过以太坊构建了一个比特币的侧面，运用以太坊的智能合约允许用户验证比特币的交易。这里我们仍然以Alice 1BTC和Bob的20ETH数字资产交换为例阐述相应原理：

　　Bob将20ETH发送到BTCSwap的合约进行冻结；(该合约只要能够确认BTC网络上Bob接收到来自Alice 1BTC就自动将20ETH转给Alice)

　　Alice 确认Bob冻结信息后，将1 BTC转给Bob比特币账户；

　　BTC Relayer将比特币区块头推送到BTCSwap合约；

　　Alice 接下来就可以调用relay tx;

　　BTCSwap合约结合tx和BTC链的区块链进行SPV验证，验证通过则将20ETH转给Alice以太坊地址。 　　这种跨链的实现方式简单，但是BTC Relay需要额外的信任和维护成本，且智能合约内部的数据存储会有体积膨胀的问题。但是侧链的机制相对哈希锁定而言能够提供更多的跨链交互场景，侧链以及类SPV验证的思想适合所有跨链的场景。

　　中继链

　　中继链本质上算是公证人机制和侧链机制的融合和扩展，目前社区内最活跃的两个跨链项目Cosmos 和 Polkadot 采用的都是基于中继链的多链多层架构，其中Cosmos目前支持的是跨链资产交互而Polkadot则宣称提供任意类型的跨链交互，具体实现还有待观察。

　　Cosmos

　　Cosmos网络是一个多链混合的区块链网格结构，如下图所示，该网络中主要包括两种角色：

　　Hub: 用于处理跨链交互的中继链；

　　Zone: Cosmos中的平行链， Cosmos中平行链需要具备两个前提条件： 1. 快速确定性（fast finality）, 这个特性由共识算法保障，也就是说Cosmos的跨链不直接支持PoW等概率确定模型的区块链； 2. 强监管性（Sovereignty)：每个平行链都具有一组验证者能够决定其出块。

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