跨链技术如何破解区块链的可扩展性难题？

区块链技术的初衷是将所有数据的流转、智能合约的运行等放在同一条链上进行，打造一个全球一体化的共享开放平台。但是，在此后的实践和应用过程中，诸多技术和商业因素的限制让我们越来越发现这样一个美好愿景有些不切实际。

一方面大部分区块链声称自己专注于解决某一领域的特殊需求，因此都在各自独立的生态中运行，互不相通。另一方面比特币区块链和以太坊区块链等知名区块链网络在发展壮大的过程中都遭遇到了可扩展性瓶颈，大量数据交易使得网络超负荷运作，耗时长、效率低，自然难以实现用一个统一的区块链平台进行所有交易的愿景。

什么是跨链？

跨链技术被认为是解决区块链可扩展性问题的有效方案。简单来说，跨链就是在相互独立的区块链网络间实现价值和信息传输的一种技术。通过跨链，可以聚合多条链的优势，避免单条链的局限性。同时，为单个区块链网络提供向外拓展的渠道，搭建区块链与区块链之间沟通的桥梁，真正实现价值互联。

跨链方案的设计可以分为同构跨链和异构跨链两种情况来讨论。对于同构链来说，各条链的安全机制、共识算法、网络拓扑结构及出块验证逻辑都是一致的，比较容易实现跨链交互。相比之下，异构链之间实现跨链则更加复杂。由于链与链之间的构成、关键机制都截然不同，异构链跨链通常需要借助第三方协助服务。

主流跨链模式

1、公证人机制 （Notary Scheme）

在公证人机制中，需要一个可信方担任公证人的角色，在两条链间传播信息，比如告诉链 X，链 Y 上产生了某条数据记录，或者是担保链 Y 上的数据是真实的。

由此可见，链 X 和链 Y 之间不是直接进行互操作，而是需要一个可信的第三方来协助信息进行跨链传播。这种跨链机制的优势在于灵活易操作，但是弊端也是显而易见的，就是形成以公证人为中心的中心化结构，这与区块链去中心化、通过代码实现多方互信和高效合作的愿景背道而驰。

2、原子交换 （Atomic Swap）

通过原子交换，用户可以在点对点的哈希时间锁定合约（Hash Time Lock Contract）中直接进行数据和信息交换。哈希时间锁定合约，是闪电网络中提出的一种新的技术实现形式。哈希锁定模式是指用户在规定的时间段猜测哈希值的原值并完成数据交换的一种机制。简单讲，就是在智能合约的基础上，双方先锁定一部分 Token，如果都在有限的时间内输入正确哈希值的原值，即可完成数据交换。可能有人会认为从严格意义上来说，原子交换算不上是一种跨链模式，因为两条链之间没有实现真正的连通，而是通过某种机制来协调两条链上的数据交换。

3、中继 （Relay）

中继技术是通过在两个链中加入一个数据结构，使得两个链可以通过该数据结构进行数据交互，并通过在一个链上调用数据结构的 API，实现对另一个链上交易的验证，而若该数据结构是一个链式结构，则具备侧链的形式并称作中继链。通过中继技术可以对另一条链上的信息实现多种范围的验证，可以仅仅验证特定区块的区块头，也可以验证整条链的数据记录。

DeFi 作为当下区块链技术最为火热的应用，随着用户激增、数据交易量飙升，同样面临着可扩展性方面的挑战。以上谈及的 3 种主流跨链方案能否有效满足 DeFi 的扩容需求？DeFi 在通过跨链破解可扩展性挑战方面又有哪些新的尝试？