了解多链结构中的安全机制：交叉链、碎片和第二层

上链往往具有较高的安全性，下链依靠上链来确认决算账簿。

原题：在一篇文章中理解多链结构中的“保护关系”

今天，我们可以看到许多公链正在使用多链结构，比如跨链项目Boca和cosmos，比如以太坊的碎片（旧路线图）结构。从技术逻辑的角度看，多链结构存在于许多生态系统中。只要它包含不同的层和不同链（或节点）之间的通信过程，就需要采用某种多链结构的设计。

在本文中，我们就来看看多链的设计是相互保护安全中非常重要的一部分。

电源链相互保护

怀特计划（WhitePlan）在成立初期就有一些安全保护计划。当时，当业界的焦点不再中心化在POS网络（以太坊）上时，POW带来的安全性受到加密货币行业的高度尊重。

在过去的几年里，有许多针对POW网络的攻击。这与pow网络的算力有关。算力也是pow网络共识过程中的决定性因素之一。这就是我们所说的51%算力攻击。当我们有超过51%的算力时，我们可以生成一个攻击链来代替原来最长的链。

在这种情况下，攻击者利用租用或拥有的算力对网络进行攻击，这在许多算力较低、算力去中心化的网络中非常常见。例如，etc网络存在客户变更问题，BTG网络算力不足。

因此，我们可以思考如何在不改变网络结构、一致性算法和分岔的前提下提高POW网络的安全性？

在这里，我们可以选择寻求保护的想法。对于低算力区块链，我们可以使用高算力区块链进行保护。不难理解，低算力区块链认为高算力区块链具有足够高且去中心化的算力，具有更高的安全性。

比特币是利用BTC网络保护BTG网络的结构设计案例

低算力区块链的安全性不高的原因是账簿中容易出现双花。因此，如果将低算力区块链的账簿通过密码学和通信协议打包到高算力区块链的区块中，在其自身区块链之外有一个公平的证明，可以反向证明原区块链的数据是否正确。

这就是高算力区块链与低算力区块链共享自身安全的想法，因为区块链本身就是一个分布式证明系统。只要符合可以安全证明的理念，就可以成为安全的。许多缺乏安全性或需要更高安全性的网络可以通过这种证明方式获得安全性（例如，一些新创建的网络）。

除了由于pow链算力低而需要保护外，在多链结构中还存在许多“防复制”过程，因此保护关系在多链设计中广泛存在。

具有保护关系的多链结构

为什么会有多链结构？根本原因是我们需要依靠多链结构来解决区块链无法解决的问题，即扩展、数据共享、安全等。

在多链的设计中，安全仍然是核心，因为区块链最大的亮点是解决双花问题。

我们所看到的许多案例都被设计成多链，由安全部门执行。

例如，我们看到的最常见的设计是锚货币。锚定货币是网络上流动资产的一种良好设计，具有较高的性能。锚定货币是单一资产受到另一条链保护的结果。

这种设计可能并不明显，因为以太坊不使用比特币网络的安全性，但比特币使用以太坊网络来增加资产的流动性。

让我们把这个想法推得更清楚些。当链a需要链B的块来确认链a上的信息是否安全时，链B就是在保护链a，在这种结构中，链a也会生成自己的数据，但是链B块链中的数据具有证明能力。

显示了Boca的多链结构

对于这种结构，我们可以使用Boca的中继链、Cosmos的区域链、cross-link方案的桥枢纽、以太坊信标链和碎片设计以及plasma的侧链。

它们的共同特点是：下链依赖上链来确认决算账簿，下链需要上链来证明链上的数据本身是正确的。

当你自己的链有了共识，你自己的链就可以安全独立地运行。当你需要获得一些证明时，你可以从上链获得正确的信息。

交叉链路中继的安全体系结构

2019年的宇宙火和2020年的波卡火都是跨链项目，两个项目的生态都是多链结构。在多链结构中，最终的安全由两个项目的主网提供。Cosmos是Cosmos集线器，Polkadot是Polkadot主网络。

对于波卡生态和宇宙生态中的接入链，都需要依赖于主网的安全。这种安全性的体现体现在链的中继部分和主网中。在宇宙中，它是区域，波卡是中继链。

Boca中继链和区域的功能相同。它们都是为了链到链通信中存在一个传输和安全证明部分。

首先要说的是中继部分负责信息传输。最简单的模是网关，它主要是信息传输和翻译的功能。升级后，中继节点执行信息通信过程。当这部分有自己的账簿和共识时，它就有了更高的安全性。它可以成为保护其他链条的一部分。

显示了宇宙的链结构

在cosmos和boccari中，中继级别非常高，因为中继节点是主网节点的一部分，整个节点同步的数据就是链的总账簿。中继节点还包括下链节点，即下链账簿与中继链账簿同步。中继链的一致性保护了下链的账户安全，下链也参与了中继链的一致性过程。

侧链或第2层的特殊性

中继的存在是在交叉链的结构中，实际上是多链的。以太坊是生态中唯一的主网，在以太坊的结构中，其他所有的链都是分岔的以太坊，或者利用以太坊主网的数据安全性，通过一个节点同步以太坊的数据。

这在侧链中很常见。

这种结构是交易过程和契约操作在侧链上，交易结构在链上。结果，数据被以太坊主网络打包，成为安全的证明。

在通常对侧链的介绍中，会介绍侧链依靠主网提供安全性。即使侧链本身有共识，当需要主网的数据同步时，侧链本身也会存在，即侧链上的数据源不可信，只能信任以太坊块中打包的数据或以太坊节点协调的数据。

展示了以太坊侧链方案的技术结构

例如，如果在侧链上运行DeFi，那么ERC20 token read的数据和DEX上的token price以以太坊链上的数据为准。

侧链是Layer2的一种。广泛的Layer2解决方案确实需要主网络提供安全性，即在链上提供数据确认和生成证明。这里有一个逻辑，Layer2的存在是为了扩大主网的容量。因此，Layer2网络是否是独立的网络，是否存在共识并不是主要的设计目标，因为很多Layer2解决方案没有链，只有智能合约。

因此，我们今天的主题是链条之间的保护关系。Layer2解决方案已经被做成了自己的链，这将符合今天讨论的范围，因为它需要主网的安全保护。

以太坊的碎片化和其他分层设计

除了其他设计之外，目前对链间保护的理解是以太坊2.0的碎片结构是显而易见的。

从结构上看，碎片化是主链和子链结构的一种表现形式。在这种结构中，主链负责最后的确认，安全自然是主链的责任。

将来，当信标链负责整个以太坊网络的封锁确认时，以太坊的每个片段，即被划分为独立区域的链，都会有自己的小账簿，然后通过片段链之间的通信形成一个总账簿，然后普通账簿将被信标链打包。

其中，分片链的功能是计算、存储和输出结果，然后与信标链通信，最后同步信标链总账。

即使以太坊2.0改变了路线图，以太坊也在使用数据碎片。这是将数据结构划分为独立的部分，类似于链下的碎片，只是链中的节点没有划分为单独的部分。

这种安全保护关系具有层次化的需要，因此许多链式设计都借鉴了这种思想。

是绿洲的分层设计思想

例如，共识层被单独设计，使得共识层负责整个网络的安全，而这些计算部分被单独放置在共识层之外的链中进行处理。例如，在Oasis网络中，共识层的外部被设计成一个对时链，即一个单独的对时链。这些链形成自己的账簿，交给共识层，安全由共识层保护。

另一个例子，除了Phala的共识层之外，我们还设计了pruntime，它是一个运行在tee中的单机链节点，也是每个链的一个片段。数据安全性也由一致性层来确认，以保护块数据。

加密货币网络技术已经非常成熟，因为从近几年的链设计可以看出，项目方对解决方案的理解足以构建更好的基础设施和应用。然而，值得改进的是，连锁企业的成功不是由技术决定的，而是由连锁企业的运作决定的。项目方和企业家仍在摸索连锁经营中存在的问题。