什么是侧链技术？ BTC-Relay与RootStock侧链技术对比

什么是侧链技术？ BTC-Relay与RootStock侧链技术对比

自 2009 年推出比特币系统以来，人们对去中心化加密货币的潜力产生了极大的兴趣。 但与此同时，必须非常保守地实施对已达成一致的比特币系统关键部分的更改。 这使得比特币系统比其他互联网协议更难适应新的需求和采用新的创新。 因此，侧链技术被提出：实现比特币等数字资产在多个区块链之间的转移。

接下来总结对比两种流行的侧链技术

一、BTC-Relay侧链原理

BTC Relay由ConsenSys团队推出，被认为是区块链上的第一个侧链。 BTC Relay 项目在以太坊基金会下诞生和成长。 BTC Relay 的主要原理是 BTC Relay 将以太坊网络与比特币网络以安全和去中心化的方式连接起来。 BTC Relay 允许用户通过使用以太坊的智能合约功能来验证以太坊区块链上的比特币交易。 侧链机制不仅允许用户将交易发送到其他地址或账户，还可以发送到其他区块链。 BTC Relay 使用区块头来创建比特币区块链的小型版本，以太坊 DApp 开发人员可以从智能合约对 BTC Relay 进行 API 调用以验证比特币网络活动。 BTC Relay 对跨区块链通信进行了有意义的尝试，为不同区块链之间的通信打通了通道。 其主要示意图如下：

1.1 BTC-中继功能

> * 验证比特币交易

> * 将比特币交易传递给以太坊智能合约

> * 存储比特币区块头

> * 查看智能合约内部最新的比特币区块信息

1.2 BTC-Relay的组成

> * 具有比特币SPV钱包功能的以太坊智能合约

> * Relayers 社区成员：Relayers 为 BTC Relay 提供新的比特币区块头（header）。 当交易在区块链上得到验证或区块头被检索时，Relayer 将收到一笔费用作为奖励，而 Relayer 提交区区块头的这种循环——然后处理比特币支付和奖励 Relayer 费用的应用程序——使系统成为可能自我维持和自我管理

1.3 BTC-Relay使用场景举例

1. Alice和Bob约定使用BTCSwap合约进行交易，Alice想购买Bob的eth，Bob将自己的eth发送到BTCSwap合约

2. Alice 将比特币发送给 Bob，她希望 BTCSwap 合约知道这件事，以便 BTCSwap 合约释放 Bob 之前的 eth

3. Alice通过比特币交易信息和BTCSwap合约地址调用btcrelay.relayTx()。 btcrelay验证交易通过后，触发BTCSwap合约中的processTransaction方法

4.BTCSwap合约触发后，确认btcrelay地址是合法地址，然后释放Bob的eth

5.交易完成

大致流程图如下：

1.4 BTC-Relay 侧链总结

BTC Relay采用在智能合约中嵌入比特币SPV的原理，让以太坊用户使用比特币进行交易。 另一个“小比特币区块链”存储在合约中，因此也被称为以太坊的一条侧链。 从BTC Relay的官网和github交互来看，这个项目应该已经很久没有更新了。 总体来说，本项目不同于其他采用类似双向锚定原理的侧链，直接使用以太坊的智能合约实现，原理上比较容易理解，但个人认为存在以下问题：

依靠社区成员 Relayers 维护这个合约的成本高（手续费太高），社区成员 Relayers 的活跃度太低。 从其主网来看，只有Relayers内部智能合约的扩容问题

2. RootStock侧链实现原理

RootStock 是一个建立在比特币区块链上的智能合约分布式平台。 它的目标是将复杂的智能合约实现为侧链，为核心比特币网络增加价值和功能。 RootStock 实现了以太坊虚拟机的改进版本，它将作为比特币的侧链，使用可以转换为比特币的代币作为智能合约的“燃料”。 其原理示意图如下：

根链和以太坊的功能高度重叠。 它们都是点对点的分布式计算网络。 根链不发行任何代币。 它与比特币一起开采，称为联合开采。

2.1 双向锚固技术

双向挂钩技术通常被认为是一种将 BTC 转移到 SBTC（Smart Bitcoin，这里我们可以理解为现在的侧链）的方式，反之亦然。 事实上，当 BTC 兑换 SBTC 时，区块链之间并没有“转移”货币。 没有交易执行此操作。 这是因为比特币无法验证另一个区块链上的余额属性。 当用户打算将 BTC 兑换成 SBTC 时，部分比特币将被锁定在比特币区块链上，同时等量的 SBTC 将被释放到 RSK 上。 当需要用 SBTC 兑换比特币时，SBTC 再次锁定在 RSK 上，同时在比特币区块链上释放等量的比特币。 安全协议确保同一个比特币不会同时在两个区块链上发布。

当比特币用户想要使用双向挂钩时，他将交易发送到一个多重签名钱包，该钱包的资金由联邦保护。 RSK 区块链使用与此交易中的比特币关联的公钥存储智能比特币 (SBTC)。 这意味着在比特币区块链上控制比特币的私钥可以用来控制 RSK 链上的账户。 尽管公钥和私钥相似，但每个区块链使用不同的格式来编码地址。 这意味着，两个区块链上的地址是不同的。

2.2 RootStock 的安全性

RSK 与比特币一样，通过基于 SHA256D 算法的工作证明来保护。 如果所有 RSK 矿工串通一气，他们可以审查一项或所有 RSK 交易，但他们不能窃取智能比特币 (SBTC) 或比特币。 此外，RSK 矿工不能双花，因为联邦提供检查点服务，所有联邦成员节点将与 RSK 网络高度链接eth偷了btc智能合约，以防止 Sybil 攻击。 联盟将使用检查点功能来防止与协议故障无关的深度重组。 联邦不能双重支出，因为不允许联邦成员检查两个具有冲突交易的块。

RSK 平台的安全取决于参与联合挖矿的人数和联盟成员的数量和质量（安全合格）。 超过 30% 的比特币矿工已经在与 RSK 合作，其余 50% 计划加入 RSK 挖矿，因此我们预计将达到 51% 以上的比特币矿工，以确保 RSK 网络的安全。 因为联邦增加了第二层保护，从共识的角度来看，我们认为 RSK 平台比比特币更安全。

2.3 RootStock的优缺点

1. 支付快，延迟低：每秒至少可处理300笔交易

2. 兼容以太坊虚拟机

3. RSK智能合约执行成本比ETH低15%

4. RSK 测试网 gas 在 15tps 以内

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