区块链互操作性：大规模应用的关键

“我们将留下分散的孤立区块链集合，每个区块链都由薄弱的节点网络支持，并且容易受到攻击、操纵和集中化。”

区块链在改善业务流程、在价值链中提供交易透明度和安全性以及降低运营成本方面的潜力对许多人来说是显而易见的。虽然优点多多，但直到现在，预期的大规模应用仍然没有发生，那么是什么在阻止区块链的应用呢？毛球科技技术研究部带大家一起来看看。

事实上，近年来有几个问题都阻止了区块链大规模应用。到目前为止，最广为人知的问题是互操作性问题。或者，更准确地说是，区块链缺乏互操作性。

孤立的区块链生态系统

虽然区块链被认为是一种去中心化的技术，但各个区块链网络现在本质上并不开放，彼此无法正确通信。有大量的区块链项目，它们具有不同的特征——例如交易类型、哈希算法或共识模型，只专注于特定领域。

运行完全不同的治理规则、区块链技术版本和监管控制的不同网络和金融机构进一步加深了这个问题。这导致了不同未连接的区块链生态系统同时运行，但彼此孤立，阻碍了行业发挥其全部潜力。

“我们将留下分散的孤立区块链集合，每个区块链都由薄弱的节点网络支持，并且容易受到攻击、操纵和集中化。”

什么是互操作性？

近年来，大家越来越多地谈论“区块链互操作性”一词。这不仅意味着不同的区块链系统可以相互通信的可能性。最重要的是，它能够在不需要中介的情况下跨不同的区块链网络共享、查看和访问信息——比如集中式交换。

因此，毛球科技认为，这些平台希望在自己平台中实现互操作性区块链项目的目的：旨在创建一个生态系统，使不同的区块链能够轻松地与自己相互通信。互操作性的想法很好，但互操作的区块链企业的愿景取决于许多功能和能力，比如包括：与现有系统集成、在其他网络上发起交易、与其他链进行交易、通过集成应用程序在同一链上的部署之间进行交易并使其易于切换一个底层平台用于另一个平台。

为什么互操作性至关重要？

要理解区块链的互操作的重要性是很容易的，在企业依赖于更高水平的协作和交互的世界中，互操作性在任何软件系统中都是至关重要的，如果它不能与其他软件一起工作，那么它的作用就无法发挥出来。

互操作性将实现顺畅的信息共享、更轻松地执行智能合约、更友好的用户体验、发展合作伙伴关系的机会以及解决方案的共享，这是实现企业区块链的全部承诺并从他们的区块链投资中获得最大收益的唯一途径。

哪里需要互操作性？

一个区块链网络根本无法满足任何特定交易的所有需求，特别是在价值链很重要的领域，例如供应链、贸易金融、医疗保健、航空等。要实现所有需求，需要多个网络协同，每个网络都提供特定的价值和适当的通信，以便来自私有网络的数据可以路由到其他相关网络进行交易，“而无需建立一对一的集成”。

正如丹麦德勤董事 Rasmus Winther Mølbjerg 所说：“每个人都依赖实物商品以最小摩擦在全球供应链中的所有参与者之间流动的能力。我们需要同样的能力将数字资产从一个区块链转移到另一个区块链，而无需为中介创建冗余数据或新市场。这就是区块链互操作性至关重要的原因。”

毛球科技技术研究部认为，区块链的特性允许断开的供应链管理系统安全地互操作，而无需太高的投资成本。由于供应链转型的迫切需要，利用这些特性确保区块链在现实世界中有用且有效。

互操作性研究：世界经济论坛报告

与此同时，许多有趣的论文都说了互操作性问题，最具开创性的是世界经济论坛（WEF）。世界经济论坛将区块链技术描述为“孤岛化”。

去年，世界经济论坛与德勤合作发布了一份关于“供应链区块链的包容性部署——区块链互操作性框架”的报告。该报告涵盖了区块链互操作性的多个模型、概念、方法和最佳实践。这份报告帮助组织了解了可互操作的区块链的重要性，并概述支持其开发和执行的决策框架。

就像世界经济论坛区块链和数字货币项目负责人 Nadia Hewett 所说的，“在冠状病毒大流行之后的世界中，互操作性和兼容性是解决问题的关键。互操作性的挑战不仅是技术问题，更是治理数据所有权和商业模式方面的问题。”

区块链互操作性方法

从广义上讲，毛球科技认为可以区分两种主要的区块链互操作性方法：API 和网络模型。

“混搭”API

区块链网络和解决方案可以通过所谓的“混搭”应用程序为组织整合在一起。他们只需要与一个一致的应用程序编程接口 (API)交互，而不是与每个网络的 API 交互。这个混搭应用程序可以包括数据模型和智能合约中定义的各种功能，但从根本上说，它将充当“将各种网络连接在一起的粘合剂”。然而，API 并不以治理结构为前提，虽然这使得它灵活和方便，但从长远来看，它使得组织互操作性的选择变得糟糕。

网络模型网络

构建互操作性的最有效和可扩展的方法是通过共同努力建立行业标准以及确定行业网络可以围绕网络结构的网络。

组织区块链网络实际上代表了互连网络的“网络”。这种架构将允许组织连接多个解决方案并与之进行交易，而不受限于单个网络，并打开跨解决方案的互操作性市场。

通过释放对等点的力量，组织可以使用其对等点通过渠道连接到多个区块链网络。这显着降低了复杂性并优化了组织与不同区块链网络的交互。这种用于互操作性的网络模型网络会持续获得动力，尤其是不加干涉的区块链中心出现时。

区块链互操作性解决方案

就算到现在，大多数互操作性解决方案主要集中在跨公共区块链的链互操作性上，从而使用加密定向工具，如侧链（或中继链）、公证方案和定时哈希锁。但是毛球科技认为，现在重点越来越转向私有网络之间和/或私有网络与公共区块链之间的互操作性解决方案。

解决互操作性的一种方法是使用单独的区块链作为桥梁来促进交叉通信。从本质上讲，这是第三个区块链，它位于两个区块链的中间，并维护着两个区块链之间的交易和消息活动的加密安全时间戳分类账。使用的互操作性工具包括中心辐射、去中心化金融(DeFi)和通用桥梁。

促进系统间互操作性的另一种方法是使用链下或中间件系统。这种所谓的非区块链互操作性方法使用的工具包括原子交换、预言机和状态通道。

区块链互操作性项目有哪些？

越来越多的互操作性项目已经开始进入市场，它们试图弥合各种区块链之间的差距。它们的目标是促进网络之间的互动，并确保完全实现去中心化的概念。根据互操作性解决方案，这些项目可用于去中心化资产交换和去中心化消息交换等活动。毛球科技带大家一起看看有哪些区块链互操作性项目？比较有趣的项目是 Chainlink、Cosmos、Hybrix、Polkadot 和 Wanchain。其他示例包括 Aion、Ark、ICON、Transledger 和 Overledger。

Chainlink

Chainlink 是一个去中心化的预言机网络，是一种互操作性解决方案，可促进所有不同区块链系统之间的安全和无信任通信。资源主要围绕链下数据来触发智能合约和结算输出，如已建立的支付系统和云后端。这个独立的功能对于许多不需要与其他区块链协议交互但需要访问外部输入和输出的区块链很重要。

Chainlink 节点能够将来自公共 API 的消息和数据格式化为智能合约的可读格式。这些节点可以连接到任何 API，无论是区块链、企业系统、Web API 还是 IoT（物联网）设备。

Chainlink 有时会与其他互操作性协议结合使用。Chainlink 已经宣布与 Polkadot 和 Ethereum 建立合作伙伴关系，为他们的网络提供链下数据。Wanchain 正在与 Chainlink 集成，为其链上智能合约提供链下数据。

Cosmos

最突出的互操作性解决方案之一是 Cosmos，它非常专注于其 Cosmos SDK 平台。Cosmos 旨在充当区块链生态系统，可以相互扩展和互操作。Cosmos 是一个智能合约平台，将互操作性作为其区块链设计的关键组成部分。他们的架构基于所谓的“中心辐射”系统，其中一系列“辐射”链通过区块链间通信连接到“中央”中心。

Cosmos 严重依赖验证器来提供互操作性。它利用所谓的拜占庭容错（BFT）共识算法，并使用成员链和现有链的 Peg-Zones 来改善整体生态系统。他们的最终目标是创建一个“区块链互联网”——一个可以以去中心化方式相互通信的区块链网络。

IBC（区块链间通信）协议的实施计划已于 2020 年实施。Cosmos 将使用 IBC 协议来允许中央集线器和链接到网络的链（也称为区域）之间的通信。它首先只会关注构建在 Cosmos SDK 平台之上的链的互操作性。

Polkadot

另一个项目是 Polkadot，它促进交易和数据交换，旨在促进区块链之间的互操作性。它使用 DPoS 算法并使用所需的验证器，这可以导致一定程度的中心化。

Polkadot 的概念与 Cosmos 的概念非常相似。它允许中继链和 Polkadot 网络的平行链之间进行通信。通过使用平行链和桥链，这种方法可以传输价值和数据。此外，通过运行多个并行链，可扩展性将提升到一个全新的水平。这与其他希望弥合区块链之间差距的项目略有不同。

他们的主网计划于去年（2020 年）启动。至于互操作性，他们的链实施协议没有确切的时间表。

Wanchain

Wanchain 网络允许非常异构的区块链之间的互操作性。Wanchain 旨在尽可能地链接和促进不同区块链之间的通信。

Wanchain 已经可以运行，并允许通过存储节点和 T-Bridge 框架在公共和私有区块链之间进行价值和数据的通信和交换。storeman 节点系统结合了两个保证网络交易安全保密的密码学概念：安全的多方计算和“Shamir 的秘密共享”。

Wanchain 的下一个挑战是完全去中心化其网络。这计划于 2022 年完成。

其他互操作性产品

还有更多的互操作性项目，包括 Aion，它正致力于将人工智能集成到其共识模型中。或者 Ark，它使用 Smartbridge 来链接现有链，并且还将允许数据和价值的传输。还有 Loom Network，它使用其 DPoS 区块链 Basechain 在多个区块链之间连接和转移价值。一个鲜为人知但有趣的项目是 Block Collider。其距离证明 (PoD)共识算法可确保分类帐可以相互操作。它也是目前唯一需要任何验证器的项目。

向前进

毛球科技行业观察部认为，互操作性解决方案的到来可能会从根本上改变目前对区块链的态度，并将成为促进网络无缝交换数据对整个市场的成功至关重要的重要一步。

随着未来几年区块链协议之间的互操作性有望取得更多进展，现在我们已经看到成功的跨链项目，互操作性很可能成为区块链行业的重要游戏规则改变者。

我们可以说区块链似乎正处于被广泛接受和采用的门槛边缘。