金色观察｜异构链跨链的通用方案

如今公链各显神通，建立了一个生态，也成为了一个个孤岛，为了实现资产顺利的使用流通，跨链就成为了一个必要的业务。

我们可以看到为了让链间资产互转，出现了非常多的跨链桥，以及跨链方案、协议等等。这些项目一般自带一个桥以及一个swap功能。

很有趣，这是最简单的功能，却因为业务需求的庞大快速发展。

今天我们就简单的讲述一套以桥、中继链的思路做跨链，最简单的跨链原理。了解了这个原理，大部分的跨链项目都可以以此分析。

异构链跨链解决方案中以中继链或者是桥为中心，其他区块链都可以加入，通过部署，具备智能合约的链之间可实现了跨链调用合约和资产互转，而无智能合约的链能实现资产互转。

这一条中继链或桥的角色要求加入的链具备一些能力：

实现一系列的接口，这些接口既可以用智能合约的方式来实现，也可以在底层直接实现。

链需要提交区块头格式，序列化、反序列化方式、签名验证方式，便于中继链可以解析并验证其区块头。

提交其账本或交易梅克尔树的构造和验证方式，使中继链可以验证其链上发生的真实交易。

要实现跨链，以以太坊举例，需要实现以下两个合约：区块头同步合约和跨链管理合约。

区块头同步合约会在该链维护中继链的区块头，用于验证跨链交易。每条链上有且仅有一本跨链管理合约，它负责构造跨链交易，在该链的所有跨链业务合约都需要和管理合约交互，比如在以太坊上，区块头同步合约和管理合约都通过以太智能合约实现。

以下介绍每个合约需要实现的接口及其功能。

合约1：区块头同步合约：

SyncGenesisHeader接口：同步中继链的创世区块头（或某个周期切换的区块头），在合约初始化时被调用，只能被调用一次。存储并解析创世区块，取得中继链此时的共识节点列表。可以参考相关代码。

SyncBlockHeader接口：持续同步中继链的区块头，主要包括周期切换的关键区块头和跨链交易发生的区块头。relayer通过该接口同步中继链区块头。存储并解析区块头，如果发现共识节点变更，则存储中继链此时的共识节点列表。可以参考相关代码。

合约2：跨链管理合约：

CreateCrossChainTx接口：创建跨链交易，该接口主要用于业务智能合约在需要跨链功能时调用。构造一笔跨链交易，此交易具有唯一的自增ID，并将交易参数写入merkle tree。

ProcessCrossChainTx 接口：处理跨链交易，该接口用于该链接受来自其他链的跨链交易，由relayer同步跨链交易的merkle proof时调用。接口按照高度找到该跨链交易的merkle root（存在于区块头中），验证该跨链交易的真实性，验证通过则解析跨链参数，调用目标链上的业务合约。

假设从A链跨链到链B，用户在链A发起跨链请求，调用了DApp的跨链接口，最终会在B链的DApp合约得到用户想要的结果。A链和B链实现了上文的两本合约及其接口，任何人都可以围绕跨链管理合约建立稳定可用的跨链DApp，分别在A链和B链部署业务合约，这些合约会组成一个完整的跨链DApp。

用户调用A链的业务合约，合约会进一步调用跨链管理合约，传递用户的跨链参数，跨链管理合约会创建跨链交易，随着A链出块，交易落账；

由于链与链之间是不会主动交换信息的，所以需要一个Relayer去传递信息，Relayer会把A链的区块头同步到中继链的区块头同步合约，然后从A链的存储中取出跨链管理合约返回的事件，其中包含用户的跨链参数，再获取跨链交易的Merkle Proof，一并转发给中继链的跨链管理合约；

中继链的跨链管理合约会读取A链的区块头，验证跨链参数的Proof是否正确，验证通过后，会将B链需要的跨链信息以事件的形式返回；

B链的Relayer会将中继链区块头同步到B链的区块头同步合约，然后从中继链的账本中获取到B链的跨链参数和其Merkle Proof，提交到B链的跨链管理合约；

链B的跨链管理合约验证跨链信息的正确性，然后调用信息里的目标合约，完成跨链合约的调用；

其中共有两个Merkle Proof，第一个证明了来自A链跨链信息确实存在于A链，第二个则证明了跨链信息确实存在于中继链，如此便建立了跨链的信任机制。这就是跨链DApp的运行流程，所有的侧链（跨链两方中的一方，比如polygon之于以太坊）仅需和中继链生态交互即可。