17、跨区块链交易：系统、协议与拓扑理论

跨区块链交易：系统、协议与拓扑理论

1. 引言

2008 年，比特币首次将区块链概念引入实际应用。经过十多年的发展，区块链凭借其不可篡改、去中心化和自治的特性，成为一种流行的数据管理范式。在数字医疗、供应链、大数据分析和科学计算等众多领域，都在积极开展基于区块链的项目。因此，许多人认为特定应用的区块链将会出现，并且关注这些异构区块链系统之间的交互。

在行业中，Cosmos 是用于加密货币交换的先进生产系统，允许比特币（BTC）和以太坊（ETH）直接交换。不过，除了加密货币，目前还没有实用的系统能实现任意区块链之间的资产交换。而且，Cosmos 和侧链都因交易延迟长而受到广泛批评，一次跨链交易可能需要数小时甚至数天才能完成。IBM、Oracle、Azure 区块链服务和 SAP 等领先服务提供商已承诺解决区块链互操作性方面的技术挑战。例如，世界卫生组织在这些公司的帮助下，部署了基于 Hyperledger Fabric 框架的 MiPasa 平台，用于“早期检测 COVID - 19 携带者和感染热点”。

在学术界，研究人员专注于跨区块链交易（CBT）及其变体，如跨链交换、跨链交易等。这些研究不限于两方交易，旨在支持任意数量不同区块链之间的交易。目前有两种主流观点：
- 基于时间戳的方法 ：由 Herlihy 等人开创，通过引入超时机制（时间锁），让资产被持有，直到接收方在预定时间内提供接收资格证明。但该方法在原子性和可扩展性方面受到批评，可能使部分参与方因网络延迟而“受损”，且时间锁需要一系列链接的智能合约，时间复杂度与参与方数量成正比，缺乏可扩展性。
- 受传统分布式提交协议启发的方法