IRISnet 研究总监胡智威受邀参加10月31日-11月2日在北京召开的2019第十一届中国系统架构师大会，并在去中心化架构设计专场上以跨链技术为主题进行分享。

跨链可认为是两个或多个独立的区块链系统进行互操作（Interoperability）的过程。跨链十分重要，因为我们认为未来不可能用一条大公链解决所有的问题，而会有无数个独立存在的区块链。跨链一方面可以解决“价值孤岛”的问题，另一方面协同各个区块链可以实现1+1>2的效果。

特别是在当前国内对区块链关注度很高的情况下，以区块链形式出现的项目会越来越多，如何实现联通，在不远的将来会被越来越多的提出。这都需要跨链技术来支持区块链技术在实体经济中的落地应用。

跨链要实现的目标有以下几种，按照难度依次递增为：通证交换＜通证转移＜数据服务的跨链调用。具体要实现这些目标，跨链也有很多具体的要求：

• 原子交换：保证跨链交易正确的一个基本要求，即两个链间的操作，要么全部成功、要么全部失败，不存在第三种中间状态;

• 交易可验证：即一个链验证对方链上交易无误;

• 其他的，还有包括各个链间资产总量不变等进一步细化要求。

常见的跨链的主要技术路线包括：

• 哈希时间锁协议（HTLC）

• 公证人方式，由一个第三方托管来完成不同账本间的转账。类似机制的还包括多签、分布式密钥管理等方式

• 侧链/中继。侧链是通过SPV等技术实现主链与侧链之间锚定的方式。而中继进一步发展了侧链，中继链可以访问、验证跨链交互的关键信息并负责实施这些交互。

跨链技术发展经历了五个主要的里程碑，IRISnet、Cosmos主网启动以及跨链协议IBC即将实现，将成为目前最先进的跨链技术解决方案。

Cosmos和IRISnet的跨链方案是对中继和侧链技术的进一步发展：

• 从网络拓扑上来看，跨链枢纽Hub承担类似跨链中继的作用，不同的区块链作为Zone可以接入到Hub实现跨链交互；Hub本身也是一个区块链，Hub之间也可以互联、协作，是一个非常开放的架构；

• 跨链IBC(Inter-Blockchain Communication)，是从协议层来具体解决跨链的通信等问题，是实现跨链的核心技术；

• IRISnet也面向应用层提供了一种跨链的服务——iService，可实现应用专有链，公链，联盟链以及传统商业系统间的互联互通；

• 对于需要开发跨链应用的开发者还有Cosmos SDK和IRIS SDK可以快速搭建区块链及分布式应用。

跨链协议IBC

IBC设计目标是类似于成为互联网通讯TCP/IP这种通用性很强的协议基础设施。IBC协议可包括IBC/TAO、IBC/APP等。IBC协议中的消息类型可包括IBCBlockCommitTx：将发送链的最新区块头信息传送到接收链；IBCPacketTx，传送跨链交易信息以及可证明该信息可靠的MerkleProof等验证内容。

IBC协议安全也需要共识算法的最终性来防止双花，不同共识算法的最终性表现不一样：

• Tendermint和PBFT类共识算法满足立即最终性（最理想），只需要轻客户端证明即可，例如Merkle Proof;

• 以太坊的Casper FFG共识算法提供快速最终性;

• 比特币类共识算法（PoW, Tezos）提供概率最终性。后两者需要一个特殊的区块链作为Zone来实现锚定，并需要应用层选择安全阈值。

具体实现IBC的跨链，还包括Relayer、通道、连接等模块和过程等。

同时这里我也很高兴的和大家分享：近日我们团队完成了跨链通信协议 IBC 的通证转账模块开发，并提供了接口示例、移动钱包演示端到端的应用demo，让用户直接通过移动钱包可以体验IBC转账。

跨链服务iService

为了更好支持应用开发，IRIS SDK中除了包含了Cosmos SDK之外，还增加了iService模块。这是我们对区块链应用落地和赋能实体经济的一个关键性创新：通过引入面向服务架构的设计模式，实现区块链上应用的服务外化，服务接口标准化，以及不同区块链间的服务调用和结算。另一方面， iService也允许传统商业应用以服务的形式在区块链上发布并被调用，实现区块链与传统商业系统的完美结合。

iService是一种面向服务的基础设施架构，从功能模块上包括：

• 服务定义：根据接口定义语言（IDL）文件定义服务可以做什么；

• 服务绑定：声明实现给定iService定义的提供者端点的位置（地址），定价和服务质量；在服务绑定中, 需要抵押一定数量的押金；

• 服务调用：处理针对给定iService提供者端点的消费者请求以及相应的提供者响应；

• 争议解决：在任何情况下如果服务消费者对服务响应不满意，就应该存在一种机制允许服务消费者发出投诉，从而获得可接受的解决方案；

• 分析：由网络中的系统分析用户调用网络中各项服务并评估出其客观性能数据（例如响应时间、可用性、投诉处理等）供实际消费者参考。

1）通过跨链服务集成和治理枢纽，参与供应链金融业务的各个参与方可以在枢纽上自定义所能提供的服务接口来实现信息和数据交互。例如，供应链金融服务提供商可以在供应链金融链上开放相应的供应链金融服务申请接口，实现在线申请和材料提交。

2）通过iService服务定义，业务各方可以自定义服务的可见范围，甚至指定服务的使用者，业务的各个参与方通过相互调用接口可以实现交互，而所有的交互过程和结构通过枢纽底层的区块链跨链协议达成交易共识，记录，实现对交互过程的全程跟踪，并提供非侵入式的审计功能，为业务交互方提供可信交互的保障，例如：采购方企业可以将ERP的部分功能接口采用iService框架发布在枢纽上，比如到货查询功能；第三方的电子发票存证链也可以在枢纽上发布相应的iService服务接口，比如发票验证服务。

数据拥有方在授权使用方使用数据前需要对数据进行脱敏清晰，大大增加了数据拥有方分享数据的成本；另一方面，数据一旦被使用方获取后，数据拥有方也无法对后续数据的使用情况进行跟踪，增加了数据拥有方分享数据的风险。鉴于以上这些原因，数据的拥有方，比如，医院 ，社区医疗机构，缺乏分享数据的动力。

数据的使用方可以将数据分析模型以服务的形式发布在链上，而数据拥有者可以把其数据的结构和计算接口也以服务的形式发布到枢纽，数据使用方可以将其计算模型与数据拥有方的数据结构做匹配，然后将模型作为数据拥有方计算服务的参数来调用计算。

数据使用方不直接获得病患的基础数据，只是获得所需的分析结果，大大提高了数据安全性，有效的防止了隐私数据泄露，充分尊重数据拥有者权利，有利于数据的有序分享和潜力挖掘。另一方面，由于有区块链的加密技术加持，枢纽上所有的数据通过加密分享，只有数据的接受者可以获得数据的明文；同时，所有的数据分享过程都将被枢纽所记录，非侵入式的数据审计方式成为可能。

上述应用落地方案因其创新性、应用效果及推广前景等在国内屡获大奖：