区块链互操作性分析

2020-10-13 11:53 栏目:经验之谈 来源:网络整理 查看()

目前,区块链科技正处于百花齐放、百家争鸣的火热阶段。各种区块链技术和产品层出不穷,相互自由竞争。不同行业的应用系统选择不同的底层区块链技术平台。这些平台在数据结构、共识机制、通信协议等方面差异很大,导致生态碎片化、网络碎片化严重,将严重制约区块链在全社会的大规模应用。

区块链互操作性分析

首先,很难实现不同区块链系统之间的跨链互操作性。区块链跨链互通不仅涉及数据互通,还需要实现身份互认、共识转化、治理协调。但不同系统在这些方面的实施方案不同,加剧了跨链互通的难度,导致“链级孤岛”问题日益突出,极大地限制了区块链网络规模的扩大。

第二,很难实现不同底层链之间的平滑切换。应用开发者、参与者管理员、系统管理员通过底层链提供的相关接口使用底层链功能,但是不同底层链提供的接口互不兼容的现实使得应用无法在不同底层链之间顺利迁移,导致应用被底层链锁定。

第三,难以保证链上链下数据的可信交互。一般来说,应用在链上的正常运行离不开链下数据的支持和触发。在上下链交互过程中,需要从数据源可信度、传输可信度和计算可信度三个方面来保证数据的可信度,但目前还没有标准化的数据可信度交互方案。

要想解决不同链之间的互联互通,实现集群化、网络化,共同构建一个广泛互联的可信区块链生态系统,必须考虑以下几个方面。

首先,应用层互操作性

应用层互操作性是指上层应用系统实例和底层区块链系统实例之间交换信息和使用交换信息的能力,具体包括两层含义:1)不同应用之间通过底层链的数据流通和价值共享;2)上层应用系统实例和下层区块链系统实例的对接交互要求接口设计面向标准化,促进不同区块链系统接口的相互兼容,简化上层应用和下层区块链之间的适配和对接工作。

区块链链接种类繁多,不同底层链支持的接口类型参差不齐,接口实现形式也不尽相同,大大增加了上层应用与底层链的对接成本,提高了区块链的使用门槛,阻碍了区块链更快更好地服务更多行业。要解决这个问题,需要从行业角度梳理接口层,比如:1)业务开发接口主要是针对业务开发者的,包括支付服务、清算结算服务、证书溯源服务等。2)参与者管理界面主要针对参与者管理人员,包括用户管理和节点管理。用户管理是指对普通用户的管理,如用户认证和权限管理,节点管理是指对链节点的访问管理和权限管理。3)系统管理界面主要面向系统运维人员,包括系统运维、安全监管和错误规范。系统运维是指连锁系统的安装、部署、告警、重启等运维相关接口,安全监管是指审计监管和数据合规性相关接口,错误规范是指错误代码、错误信息等接口。

第二,链间互操作性

链间互操作主要解决区块链系统之间难以互操作的问题。链间互操作可分为以下步骤。1)双方通信的链式系统接入跨链网络。为了保证跨链网络的安全性和可控性,需要制定相应的底层链的访问机制。同时,为了方便底链方便快捷地接入跨链网络,跨链网络需要提供一个可用性和兼容性好的适配机制。2)跨链消息传输作为链间数据交换和价值传递的载体,包括消息打包、路由传输、解包解析等。3)接收方收到跨链报文后,解包解析出有效报文,并执行相应的跨链操作,如资产转移、权限审批等。在这个过程中,需要保证跨链操作的安全可信执行,包括跨链消息的有效性、执行结果的确定性和跨链操作的原子性。4)对核心跨链操作进行跟踪归档,以便跟踪合规性审核。跨链网络涉及的链条多,参与者多。跨链治理是保证跨链网络安全、可控、良性、健康发展的关键手段,包括链权限管理、审计监督和升级治理。

第三,链下数据互操作

跨链数据互操作主要解决链内外数据的安全可信交互问题。区块链具有多方共识,不易篡改,可以保证链上数据的安全共享。然而,在确保与链下系统交互的安全性和可信度方面存在困难。这个过程要特别注意数据可信度、隐私保护和安全监管。比如:1)数据源要可信,链下数据的根本来源是传统的集中式服务,主要通过可信第三方和数据多方收集共识的方式来提高数据的可信度。2)计算过程可信。在某些场景下,出于隐私保护和提高链系统计算能力的目的,一些计算服务被放置在链下。但是链下的执行过程通常缺乏有效的监管,在计算过程中存在篡改的风险。所以一定的技术手段(TEE,MPC等。)需要采取措施保证链下计算过程的可信度。3)数据传输是链与链之间数据交互过程中必不可少的环节,数据传输过程中存在拦截、劫持等风险。采用TLS和专用通信网络等加密通信机制,结合双方身份验证和数据完整性验证,可以保证传输过程的可信度。

目前,区块链互联互通难题极大地限制了区块链的网络边界和应用范围,阻碍了与区块链的实体经济赋能进程。随着区块链应用广度和深度的不断拓展,跨行业、跨地区、跨层次的互操作需求不断涌现。区块链互操作性技术和相关标准的发展已经成熟,互连和联网一定是区块链的未来。

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