8月18-19日，BCCon全球区块链生态技术大会2018在北京举办。会上，Bytom CTO朗豫带来《区块链商用化之路——侧链扩展》的主题演讲。以下为内容精编，由巴比特整理。
今天我主要讲区块链商用化的一个方向——侧链扩展。分为五点内容，一是为什么区块链没能在传统公司中大规模使用，它存在着怎样的瓶颈？二是在这样的背景下，侧链技术作为解决方案之一存在的价值；三是介绍当前普遍采用的方案和业内的探索；四是讲解比原链为资产领域应用提供技术支撑时，如何通过侧链满足客户的需求？五是展望未来技术可能的发展方向。
一、区块链大规模商用瓶颈
目前主流的区块链项目，包括比特币、以太坊等各种各样的公链在商业应用方面存在较大瓶颈。比如在以太坊上运行的游戏，以太猫、Fomo 3D等都因拥堵而体验不佳。因而我们可以看到，区块链商用的瓶颈之一是产品体验差、使用成本高。
我们知道BTC和BCH的争执就是源于交易成本过高、确认时间长，矿工和开发者在这一件事上无法达成一致，最终导致了分裂。而POW机制之所以难以改进这一问题，是因为在无边界的共识条件下，工作量证明机制需要一定的时间收敛。以太坊虽然是15秒的时间，但实际是牺牲了一定的数据存储空间。
因而就有人问，可不可以采用DPOS, PBFT共识算法呢？在这种情况下实际都存在代理人风险，比如EOS存在仲裁委员会可以判断你是不是非法使用者，然后冻结你的账户。另外它还存在扩展性差的问题，DPOS的共识节点是有限的，它至今还没有突破21个节点，有人提出了100个节点，但这对于网络通信的开销是呈指数增长的，必然导致系统不稳定。另外假如节点都布置在阿里云和AWS上，那么云节点出问题时，是不是所有的代理节点都会出问题，这也是我们需要考虑的问题。
另外一个解决方式是采用零确认，同时加入保险机制，等于引入了外部协商机制。但它也存在担保方的双花攻击风险和交易通道狭窄的问题。如果只是小额交易，比如买杯咖啡，或许可以采用零确认，但若是大额交易，用户未必愿意零确认，中间的仲裁方可能也不愿意做这样的担保。
除上述所说，区块链商用的另一个瓶颈是数据的风险。
首先，数据膨胀导致存储成本按用户数同比提升，不可持续。因为全节点记账，意味着每一个用户都要存储全部的数据，如果用户拓展1千倍、1万倍，它的存储成本会非常高。
其次，数据隐私存在暴露风险，全量私密数据链上存储无法取得安全。为什么大机构不愿意使用公链传递数据呢？因为它有很多私密数据，或是不愿意公开，或是出于合规性要求不能够公开。另外，金融资产如股票、证券的上链存在安全方面的担忧，如何解决数据可能被篡改或重置的问题， 目前很难放心上链。
那么在这种情况下，我们需要分层机制，核心数据加密上链，非核心数据存储于其他地方。因此可以看到侧链是相对一种比较好的机制。
二、侧链(Sidechain)技术的价值
侧链是通过双向peg (楔入)将不同的区块链进行“连接”，使得多方价值可以在不同协议上进行交易和流转的技术。什么叫双向楔入呢？其实就是主链能感知侧链的行为，侧链同时也能感知主链的行为。
在这里需要注意，“连接”指链上协议的交互，而不代表系统间的通信。什么意思呢？比如运行一个交易，需要先请求某一节点的数据，这种情况下更多的是进程之间的通信，是中心化的网关，而不是协议上的通信，这是我们容易产生的一个误区。
那么侧链存在什么缺点呢？首先是更多复杂性，因为主链和侧链异构的环境都会带来新的不可知的状态，也可能面临着欺诈性交易的风险，而且随着协议的迭代升级也许还存在软分叉风险，这些都是侧链技术面临的挑战。
第一、主链token在侧链流通时还是主链，通常时1: 1的比例或者其他预定汇率；第二、侧链自己不能产出主币，只能接受主链的输入，并在自己链上生成对应的侧链币；第三、侧链可以有自己的token也可以没有；第四、侧链需要足够的算力和共识保证侧链的安全；第五、侧链独立于主链存在，侧链上发生的任何事情都不会影响主链，从而可以保证主链安全性。
首先，在主链安全性保障的前提下，侧链可以在小范围共识，优化确认时间。我们可以把tps放在第一位，达到秒级确认。
其次，多种侧链“并行”运行时，主链安全性和业务负载并不显著增加。因为主链上的数据只是侧链数据转入其中存储的状态，它不会面临数据膨胀的问题。
最后，侧链数据可以加密，在小范围传输，记录交易路径，且不泄露隐私。在这样一个策略下，我们既可以在专有领域内传递数据，又可以同主链交互。
三、业界对侧链的探索
侧链的核心是解决跨链问题，跨链和侧链其实是两个不同的问题，比如以太坊上有一些币币交换的协议，是一条链上的不同token进行交互，我们可以认为是一种狭义的跨链，还有原子性交换，不过它并不是把交易从一条链上传递到另一条链上。而侧链实现的就是把价值从主链转移到侧链上，侧链又可以转回到主链上的，是所有跨链中最高级的一种形式。
侧链目前最常采用以下三种形式：
类似中心化的模式，比如交易所，它需要中间有一个代理方或者审判方来做价值转换。
我们经常实现的是轻客户端的模式，它通过设置SPV客户端把比特币和以太坊交易结合在一起。
这是我们经常在原子交换、闪电网络上经常使用的一种技术。
案例：BTC-Relay
BTC-Relay是基于Ethereum的合约，本质实现比特币的SPV客户端。它的缺点在于需要外界的Feed，即比特币spv-proof-block 数据，和同时难以处理比特币分叉的特殊情况。为什么BTC-Relay现在没能流行起来，一是因为它不能解决多而快的问题，二是缺乏激励，没人愿意花更多的钱传递比特币的区块，将其存储在以太坊上。
案例：Rootstock（RSK）
Rootstock也是很早就开发了，2013年说是要建立在比特币区块链上的智能合约分布式平台，现在已经实现了以太坊虚拟机的一个改进版本。作为比特币的一个侧链，它使用了一种可转换为比特币的代币作为智能合约的“燃料”。在RSK中，把比特币的相关信息写入sidechain，不断产生的区块信息写入SPV同时写入侧链，在比特币中任何区块产生变化都有相应的反应。在将代币解锁为比特币时使用了哈希锁定技术。
四、比原链(Bytom) 上实现侧链
为什么可以在Bytom上实现侧链呢？一是Bytom架构比较灵活且年轻，主网刚上线三个多月；二是POW机制；三是实现了图灵完备智能合约。
Bytom是一种多元比特资产的交互协议，运行在Bytom有不同形态的、异构的比特资产（原生的数字货币、Token）和原子资产（股权，债券，收益权等物理世界对应的金融和非金融资产）。所以我们需要去探索侧链系统，以满足资产上链的这样一个需求。
Bytom是基于POW共识的区块链，需要对传统世界资产进行包容性，合规性，效率性支持。因为做这个区块链系统不可能只是满足于数字货币的交易，还要和现实的商业之间发生关系，因此侧链是我们选择的最好途径之一。
Bytom基于双向锚定（two-peg）进行修改，实现联合锚定（fed-peg）的侧链模型，引入多方中间人机制对于资产的质量和合规性进行把控。双向锚定和交易所的第三方担保不同，它是通过密码学机制来解决这样一个问题。
侧链既可以锚定BTC，也可以锚定BTM。流程就是我们有一个比特币链上资产，可以在Bytom的侧链上使用，比特币的资产也可以Retire，但是这部分由于比特币的原因暂时还不能实现。还有一部分是现在可以实现的，就是锁定BTM或者是BTM链上的资产，我们需要有多方的签名，就可以解锁，把侧链上资产交易传递下去。
所有步骤可以简化为锚定主链资产，价值传递到侧链。等待资产”成熟”之后，就可以在侧链进行交易，侧链的交易跟主链没有任何关系，主链可以允许侧链锁定自己的资产。当侧链的资产一旦赎回之后，或者被销毁了，它无法再次使用，同时主链上的资产也可能消失，只释放赎回金额，同时结算手续费。所有的侧链上因产生共识所花费的成本，都需要支付手续费，这个手续费在侧链上结算，在主链上释放。也就是让所有的交易方或者共识方，都能获得一定的价值，而不是像联盟链一样，交易之间没有产生任何手续费。
三个关键点：
1、“锚定”主链资产，传递至侧链
如何去实现锚定？首先在主链上构建一个多重签名基于pay-to-contract的交易，其实就是一个锚定合约的形式，同时处理合约出现欺诈行为的情况。
我们需要去考虑的情况是，如果主链发生分叉了后，有攻击者使用了分叉链信息去获取这些释放在侧链上的币时，那么如果有任何一个人知道在主链上相应的交易，就可以去解锁侧链交易，把交易中的惩罚金拿到，这个惩罚金需要构建交易时就进行锁定。
