在基础设施层面上，今天热门的研究课题主要围绕快速共识而不妥协拜占庭容错、分片而不妥协安全性、以及跨链通信而不放弃效率。最近，由于Cosmos和Polkadot的最近上线，跨链通信受到了最多的关注（离得很近！）。

跨链通信 — 如此简单的原则

许多专家认为，公有区块链未来将整合为仅仅几个；然而，在许多情况下，需要一个新的公有区块链。

• 场景A：现有的区块链可能不提供应用程序所需的特性（例如，隐私保护计算）和可定制性（例如，数据的处理和存储）；
• 场景B：需要一个现有区块链不支持的不同治理模型——在智能合约平台上构建应用程序迫使应用程序采用底层协议的治理规则。

这就是为什么未来的世界将由数百（如果不是数千）个不同的公有区块链组成。弄清楚这些区块链如何相互通信是我们下一个伟大的挑战。

关于跨链通信的所有想法都始于亚当·巴克（Adam Back）的论文“用锚定侧链启用区块链创新”，这说明了如何将资产X从区块链A转移到区块链B的简单却惊人的事实。事实证明，“转移”实际上是一个幻觉。资产X并没有被“转移”，而是暂时锁定在区块链A上，同时在区块链B上铸造相同数量的等价资产X。这被称为锚定，双向操作称为双向锚定（2WP）。

所有2WP系统都是基于投票的，因此一组“见证人”投票决定何时解锁资产X以及将其发送到哪里。这就引出了一个问题——我们应该对这一组见证人投入多少信任? 最简单的方法是让一个可信赖的见证人来完成这项工作（例如，加密货币交易所）。然而，更好的方法是实施2WP，其中一组见证人必须批准以解锁/移动资产。

在侧链的情况下，这组见证人代表来自区块链A和B的利益相关者（例如，矿工、委托人、BP），这有效但引入了技术复杂性。对于区块链A而言，在协议级别实施与区块链B通信的逻辑（随着时间推移可能会升级）是一个负担。当把区块链C、D、E等引入画面时，这个问题就变得更加复杂。

另一种方法是拥有一个共同的见证人组，促进跨区块链网络的通信，这就是Cosmos Hub、Polkadot中继链和IoTeX根链背后的直觉。每个项目采用不同的方法和加密经济学 来使他们的共同见证人组值得信赖并适应许多异构区块链。Cosmos假设每个区块链都有自己的验证者集、安全性和共识，而IoTeX和Polkadot则利用共享共识池和“默认安全性”来简化区块链的入驻过程。与Polkadot的使命——连接世界上所有区块链相比，IoTeX的跨链通信目标不同且更具体：为在IoTeX网络内运行的所有Layer 2链提供互操作性。所有这些Layer 2链将用于IoT应用程序的不同方面，例如存储、身份、可信计算、物联网数据市场等等。总而言之，跨链通信是人类实现巴别塔愿景的另一种努力。

跨链通信为何重要

区块链完全是关于去中心化和安全性，跨链通信可以进一步增强这一点。更具体地说，跨链通信允许资产在不同的区块链之间流动，寻求：

• 不同层次的安全性 (例如，快速交易与更强的反审查)
• 独特的属性 (例如，明文交易与保密交易)
• 各种应用 (例如，去中心化金融与游戏)

跨链通信还使得加密资产及其表现的底层区块链分离。尽管这看起来微不足道，但这种分离在许多有意义的方面增强了当前的区块链。

首先，它允许各种团队/项目/链关注区块链技术的不同方面，同时使它们共同变得有用且有影响力。例如，想象两个区块链：“区块链1”专注于用户体验（例如，一流的钱包，应用接口），而“区块链2”专注于反审查，使得普通用户操作起来缓慢且困难。自然发生的情况是，用户会将资产从区块链2转移到区块链1以便于使用，并转回进行长期保存。

其次，它使区块链协议的快速演变成为可能。相对成熟的协议面临着更好安全性与更快演变的两难选择——快速进展通常意味着打破现有的东西，而出色的安全性则意味着某种程度的停滞。通过跨链通信，移动资产几乎没有成本。因此，从理论上讲，可以创建一个以以太坊为基础的“工蜂”环境，快速进行迭代，最终将所有资产从以太坊转移到这个新的工蜂环境。如果新的工蜂环境不理想，所有资产可以转回，这是一种分叉无法提供的绝佳特性。从长远来看，吸引最多资产的链将是最繁荣的。无法吸引资产的链将走向衰退，并最终灭亡。

最后但同样重要的是，它允许“证券借贷”，这可能对区块链领域的治理结构产生深远影响。证券借贷的一种表现是一个新颖的概念，称为跨链治理，我们将在接下来的部分中进行解释。

新范式 — 跨链治理

当我们在2019年4月首次启动IoTeX根链时，我们面临一个棘手的问题，即如何安全地启动一个新的区块链，这归结为我们所称的自我中心化代表。由于最初的投票者有限，早期的利益相关者可以轻易控制许多代表席位并拒绝与他们的利益相悖的治理交易。例如，拒绝区块生产中的投票交易将阻止新代表的加入。

为了安全地启动IoTeX主网，我们发明了跨链治理。这意味着治理活动发生在一个更成熟的区块链上，而治理结果应用于一个不那么成熟的区块链。目前，IoTeX网络在两个公共区块链上拥有资产——以太坊（IOTX-E用于治理）和IoTeX根链（IOTX用于实用性）。IOTX和IOTX-E构成了100亿枚代币的总供应，并可通过IoTube进行兑换，IoTube是以太坊和IoTeX之间的去中心化桥梁。

虽然可以互换，IOTX-E和IOTX具有不同的属性，因此用于不同的目的。IOTX-E旨在具有低流动性（理想中低交易量，移动较慢）和更多安全性，以治理IoTeX网络（见http://member.iotex.io）。IOTX旨在具有高流动性（理想中高交易量，快速移动），用于IoTeX网络内的操作和应用。也就是说，IOTX和IOTX-E在价值上是等同的。这类似于谷歌股票，具有A类和C类股份——C类股份没有投票权，而A类股份每股有一票。通过这种结构，自我中心化代表不可能拒绝与其利益相悖的治理交易，这使得代表的再选举和削减变得有效。

我们还发现这种跨链治理可以有效减轻长期攻击，这对于所有PoS区块链都是一个普遍关注的问题。简而言之，长期攻击是指大型早期利益相关者耗尽其代币，从区块链的早期区块开始创建一个分支，并占领主链。由于质押/投票历史保存在以太坊上，这提供了足够的抵抗力来抵抗弱主观性（因为它是一个PoW链，51%的攻击成本非常高）。

一些更疯狂的想法

这只是跨链通信和治理所能带来的开始。IoTeX正在研究和探索许多疯狂的想法。以下是一些示例！

一条年轻的区块链如何在总代币价值为Y的区块链上承载和操作价值为X的资产，其中X > Y?

一个预算庞大的攻击者通过购买手段控制了大约⅔（甚至全部）区块生产者名额，意图窃取资产。目前针对这个问题的解决方案是“等待与成长”，这可能耗时较长。我们内部正在进行的一个实验称为多资产跨链治理——代表除了质押IOTX-E外，还可以质押其他资产，如NUSD、WETH、WBTC，以构建一个加密货币篮子。这个篮子的价值可以使用Chainlink预言机轻松计算，并用于排名候选人和分享奖励（即IOTX）。多资产质押可能会增加质押资产的总量，使链条更加安全。这只有在跨链治理的配合下才能实现，因为许多其他资产可能会在成熟的区块链上存活。

如何在不引入过多协议复杂性的情况下抑制“没有风险”攻击？

“没有风险”攻击是所有PoS区块链的另一个普遍关注点。它意味着每个代表在分叉发生时将会在每个分叉上构建，因为产生一个区块几乎没有成本（与PoW链不同），并最大限度地实现他们的经济自利。为了模拟PoW链上发生的事情，每个代表花费X个代币产生一个区块，如果提议成功，获得Y个代币，其中X < Y。这在某种程度上等同于削减徘徊的代表，通过没收其部分或全部的质押/存款。在同一链上，假设为自私代表时，这种削减并不简单，因为代表及其共谋代表可以选择性地放弃削减交易。跨链治理允许受害者向以太坊发送证明，确保徘徊的代表被削减。

结论

总而言之，跨链通信为许多有趣的设计和应用打开了大门。在区块链行业中，这是第一次，我们将很快允许链“借用”来自其他链的资产、安全性和属性。我们将其视为区块链系统设计的新范式。