趣说跨链：一种链间账本对齐技术

*撰文：MAP Protocol 联合创始人 James XYC（推特：@Jmapprotocol）加密货币的本质是一个去中心化账本，并没有任何实物在流动，将两条链的账本对齐才跨链的本质。

加密货币的本质是一个去中心化账本，并没有任何实物在流动，将两条链的账本对齐才跨链的本质。

正式论述前先要提下，无论是“跨”链或者“bridge”这词，本身叫法是有问题的。原因在于，加密货币的本质是一个去中心化账本，并没有任何实物在流动。而用跨这个词，甚至 bridge 这个词太过于具象，都是错误的；将两条链的账本对齐才跨链的本质。在论述加密货币的跨链之前的同时，我们先看看货币的历史和本质。

一、货币的本质：一种记账单位

货币就是记账单位，并非我们现在看到的实物（纸币）或者一串字符。

1. 以物易物：记账的开始

在人类早期，并没有货币，人们交易都是通过物物交换。比如一头羊可以换一个桌子（等价交换），阿富有 10 只羊，但阿力此刻只有 1 个桌子。咋办？换，还是不换？不换吧，羊养着有成本；换吧，阿力的桌子不够。所以需要记个账啊，阿力你先把我这 10 只羊带走，但是你欠我阿富 9 张桌子，约定明年还。

转眼就到了明年，阿力因为做不出 9 张桌子，开始赖账。阿富一看，整个地区大家都很喜欢巧克力（事实上在很早之前的南美，巧克力的确做过等价交换物），而且这东西很稀有，拿巧克力去换绝大多东西大家都愿意换。而阿力有 9 个巧克力，那就拿 9 个巧克力抵债吧。慢慢的，在当地最具流通性的物品（如巧克力），成了这个记账单位，而记账单位产生公允价，比如一个巧克力可以换一头羊，一张桌子。

这个记账单位就是货币，货币只是一个傀儡，无论他形态表现是什么。但这个傀儡，很容易出问题，比如有人突然可以做出来 100 万块巧克力，然后他就非常轻易的可以洗劫别人的劳动成果物品。

2. 黄金白银与金票银票

记账单位的核心是持续、稳固的流动性。

后来，人类扩大了商业交换的区域范围，甚至开始全球化交易，于是黄金白银登场。银色和金色是全人类天然的挚爱，所以它们天生成为货币记账单位。而且白银和黄金几千年下来被验证在整个地球上都非常稀有，这也符合记账单位稳定性的特征，因此黄金白银这个“傀儡”作为记账单位，不会被轻易颠覆掉。

不过，慢慢人们发现，黄金白银不带容易携带。所以，市场上开始出他们的衍生品：银（金）票。银票这种衍生品，本质上依然是对记账员的信任——对钱庄的信任，钱庄负责承兑，记账的权利在钱庄。后来银（金）票成为了国家记账单位。比如美元，与黄金挂钩发行承兑，一小波人组成的美联储负责给大家记账。直到上世纪 70 年代，布莱顿森林体系解体，美元宣布不做金票，不再与黄金挂钩，美元发行多少，完全由美联储这个记账组织自我决定。美联储如何决策，固然有一套逻辑，但是的确是一小群人在决定（中心化）。

但美元的价值失去黄金锚定后，开始在货币的另外一个特性上发力：流通性。全世界使用货币最多的地方是是石油交易和金融交易。美元左手握紧中东石油，右手抓住华尔街。在谨小慎微、而又抓住核心关键的运作之下，美元成为了全球记账单位。

记账单位的根基是无法篡改，即我们通俗讲的去中心化，去信任。所以，尽管美元在流动性方面展现了非凡的实力，但是通过增发和紧缩，不断收割全球劳动者财富，这依然违背了货币最重要的属性：记账不可篡改。因此在 2009 年，比特币出现了。和传统金融机构不同的是，比特币是一个点对点电子现金支付系统：一方发起转账，另外一方接受，不依靠任何中心化的金融机构。

二、加密货币的本质：去中心化的账本体系

1. 为何加密货币本质是去中心化的账本体系？

我们先从数字货币始祖比特币说起，一个比特币是怎么出来的？——挖矿挖出来的。

那挖出来的 BTC 到底是什么？ ——其实就一串字符。

怎么证明这个字符是有价值的或者是 BTC？

这时问题的本质出来了，因为被记账了，它被确权了，而所有的 BTC 的转移行为，都被账本记录。这时你的脑海中是否瞬间形成了一个 BTC 从挖矿产生、在各个地址转移来转移去的链式场景？而往回溯源，任何一个比特币，都可以找到一开始出生的时候的地址。这个就叫账本。

当然，这个账本和传统的美联储中心化记账体系不一样，不一样的地方在哪里？

2. 与传统美联储中心化记账体系的不同

我们将货币历史，用最浓缩和抽象的通俗的例子简单概括可以是这样：

村长记账：一个村里以斧头为记账单位，之前谁欠谁一把斧头都是村长记账；因为村长威望高，村长说谁欠谁的，那就是谁。
村长、副村长，以及长老组成团队记账：后来村长搞黑幕，明明 A 借了斧头给 B，但是 B 是村长的侄子，硬说没这回事，这种事慢慢开始多了，副村长和几个长老要求加入记账团队，于是村长、副村长和几个长老一起开始记账。后来发现村长、副村长和长老串通好了，各自亲戚借的斧头，都可以一笔勾销，大家彼此心照不宣。村民们扛不住了，索性这样，那谁借了谁钱，就所有人都可以记账吧，但是这样成本很高不好操作啊。
中本聪记账：这时一个叫中本聪的村民，创造了一种叫区块链防篡改的记账方法，以后每次借贷都广播全村，谁记账都可以，谁都可以随时不记账，然后大多数人记录一样的账本，确认为真实账本。并给每个成功记账的人，发个东西叫比特币（挖矿奖励）。

三、跨链的本质：去中心化账本体系之间的“账本对齐”技术

1. 跨链趣类比

铺垫了这么久，终于可以说跨链，跨链这个行为的本质，就是去中心化账本体系之间的“账本对齐”技术。具体而言，其实就是将两个去中心化账本，进行账本对齐，俗称对账。和超市老板找收银员对账一样。

只不过很多时候，超市老板说的是华语，而收银员说的是英语，这个映射到区块链行业，就叫异构链之间的账本对齐。而什么是EVM 链（同构链）账本对齐，就是说的都是华语，只不过老板讲的是中国普通话，而收银员讲的是新加坡华语，基本用词是一样，但是语法和有些词汇都是有差异的。或者上升到账本维度，就是中国会计准则下的财务报表，和美国会计准则下的财务报表的账本对齐。

2. 区块链的账本对齐

在区块链去中心化账本技术下，每条链都是一个独立的去中心化分布式账本，那如何将这两条链的账本对齐呢？通过上文中的有关记账方式的论述，我们可以得出以下几种账本对齐方案：

1）镇长（村的上级单位）联合各个村若干长老或者村长负责两个账本（两个村）对齐。这种就是俗称的MPC 或者 TSS 技术。在区块链世界中，如何证明他是镇长或者村长亦或长老呢？要么就是项目方指定一批节点，要么就是以 Power Of Staking 的数量作为证明，谁质押的币多，谁就是权威。我们也在上文中讲到，这种权威势必村长联合作恶的可能性。

2）权威人士＋若干随机见证人做账本对齐。在区块链世界中，随机见证人就是 Oracle 节点，而权威人士依然是依靠质押量进行权威排名的。Oracle 和权威人士合谋的风险依然存在，这就是 Oracle＋Relayer 技术下的两条区块链间账本对齐技术。采用这个技术主要是 LayerZero。

也许人质疑，加密货币最重要的事情不是被广泛使用（流动性）么，是否去中心化有那么大必要吗？以美元为首的中心化记账方案在流动性方面已经达到顶峰，若加密世界在抛弃去中心化记账的 if 条件下，而追求流动性。那无疑是毫无胜算的，并且和骗子无异。

3）以区块链的记账机制，进行跨链账本对齐，这就是 light client 轻节点技术。众所周知，链的记账方式在去中心化方面毋庸置疑。账本具有不可篡改、可追溯特性。以 POS 共识机制公链举例，所有的账本的确认，都是由一组一组的 validator 验证人（上一组 validator 3 分之二的签名授权下一组 validator）负责记账（上链）。那从理论上讲，只需要将该账本的 validator 信息（包括多届 validator 验证者信息集合）同步到另外一个区块链账本上。这就相当于双方互相确认签字信息。

3. 以公司签名对账为例来看区块链的 light client 记账机制

A 公司的财务主管和总经理的签字，B 公司也有留存，那 A 公司那边的 A 员工，在 B 公司说 A 公司欠了自己一笔钱，那 B 公司只需要看，是否有 A 公司的财务主管和总经理签字，并且这个签字是真的就可以了。

区块链和公司不一样的地方是，区块链的签字人（validator）是无许可的，并且每 24 小时或者 72 小时换届一次。这就相当于一个公司的财务主管和总经理，一天换一届。在每次换届后，A、B 公司之间，立马交换签名验证者信息集合（validator 私钥签名）。

那如果交换过程是中心化的会怎么样呢？其实交换过程肯定是中心化的，但是这个无所谓，因为他没法传假的签名信息到目标账本（链），这是因为每一届新的 validator 的有效性，都需要上一级 validator 组进行私钥签名，假的没有私钥签名，所以light client 也被称为独立自验证跨链技术。

目前采用这类技术的有 Polkadot, Cosmos, NEAR Rainbow Bridge, 以及 MAP Protocol；用 light client 做跨链虽然安全且保证绝对的去中心化，但技术挑战非常大，尤其是用 light client 做异构链的跨链，需要做更多技术攻坚的努力。但 light client 后起之星 MAP Protocol 花费将近四年时间后，终于成功将 light client 运用到所有异构链和同构链跨链验证中。目前， MAP Protocol 已支持 Polygon, NEAR, BNB Chain 的跨链，Eth 2.0 跨链也正在测试中，预计年底可以上线。

MAP Protocol 的 light client 跨链代码开源示例

那如果异构链（数据格式不同）的链间账本对齐，该怎么做呢？也就是说 A 链的签名方式是法文格式，而 B 链是中文格式。那这时候，就需要一个 Relay Chain 作为中继链，这个 Relay Chain 需要在智能合约开发层，把各个链的签名算法和 hash 算法，以及 meker tree proof 等都进行预植入，以此作为账本数据格式的转换 Hub，由此链通原本不同的链。

MAP Protocol 的 MAPO Relay Chain 代码示例

4. 跨链与 ZK 零知识证明技术

ZK 作为一个黑科技，已经被广泛地运用于各大 roll up 方案。大家之前想的都是应用在 Layer2 上，但用 ZK 来做跨链可能还是头一次听说。但根据 MAP Protocol 技术团队研究发现 light client 跨链验证虽然在安全性上无可置否，相比于其他跨链验证方案却会消耗更多 gas fee，由此 MAP Protocol 团队正在通过零知识证明 (ZK) + 轻节点 (light client) 的跨链验证方式进一步优化数据验证成本，减少需要支付的 gas fee，以大幅度降低链间账本对齐的成本。