寫在文前：影片版本和文字版本略有不同，想要看我深情並茂演繹請看影片版本，思維邏輯怪請看文案加長長長版。我是，不靠顏值靠才華的胖小喵~
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but as a concept, federation surely represents the future of networks, so that they become not as islands of digital power, but overlapping ‘networks of networks’. it is happening already. ------john dunn
在過往的《喵懂區塊鏈》系列科普中，我們已經介紹了諸多區塊鏈目前面臨的問題。說到問題，其中越不過去的一個坎就是“跨鏈&側鏈”問題，這是區塊鏈想要瓦解資料孤島，實現“價值網際網路”的核心。因而，本文就先帶大家瞭解一下側鏈---sidechain。
側鏈這個概念，原生於比特幣社羣。我們知道如果想要在比特幣網路上增加新功能，則需要社羣達成高度共識，所以一直以來進度比較緩慢。為了迅速迭代加密貨幣的功能，人們的第一直覺是去創造一種新的加密貨幣，這樣造成的結果就是：大家反覆複製比特幣程式碼，再疊加一點新功能，新專案就熱騰騰出爐了。這不僅會導致加密貨幣種類氾濫，還會造成社羣力量的渙散。
所以當時社羣的小夥伴就在想有沒有辦法將所有的力量都匯聚在比特幣上，將其他比特幣實現不了的功能，透過側鏈的形式附加到比特幣網路上去。2012年前後，比特幣社羣中出現了一種“有去無回”式的one-way peg單向錨定技術，可以實現比特幣的銷燬和側鏈代幣的1：1釋放。
有one-way peg，自然就會有two-way peg，也就是說要實現代幣從主鏈轉移到側鏈，同時再從側鏈回到主鏈。
2014 年10月22日，adam back[ adam back，雜湊現金（hash cash）創始人，詳情可見《喵懂區塊鏈第七期|比特幣誕生前，加密貨幣“死”了多少回？》]和他的小夥伴們matt corallo，luke dashjr，mark friedenbach，gregory maxwell[ matt corallo，luke dashjr，mark friedenbach，gregory maxwell均為比特幣核心開發者。]等，釋出了側鏈技術白皮書 《enabling blockchain innovations with pegged sidechains》，提倡大家透過建立側鏈的形式來進行創新，初步展開了two-way peg雙向錨定形式的探索。
那麼到底什麼是側鏈呢？
首先，側鏈並不是指具體的哪條鏈，而是一個協議，能讓代幣從主鏈“轉移”到其他區塊鏈，並且也能安全的從其他鏈返回到主鏈的協議就叫側鏈協議。其次，我們所謂的“代幣轉移”並不是真的把幣從一條鏈流通到另一條鏈，而是在一條鏈上鎖定主鏈幣，在另一條鏈上釋放側鏈幣的過程。要實現這種雙向轉移（two-way peg）的形式有多種，常見的包括single custodian（單一託管模式），federated peg（多籤聯盟模式），spv proof（spv證明模式），drivechain（驅動鏈模式），hybrid models（混合模式），本文主要分析前三種型別。
1.single custodian（單一託管模式）
最簡單得實現主鏈與側鏈雙向轉移的方法就是將主鏈上的數字資產傳送到一個託管方，類似於交易所的形式，當託管方收到相關資訊後，就往側鏈轉移等價值的側鏈幣，反之亦然。這種形式相當簡單粗暴，缺點也相當明顯---中心化問題嚴重。
2.federated peg（多籤聯盟模式）
多籤聯盟模式和單一託管模式的區別就是，中間的託管方不是一個，而是多個，每一筆交易需要m-of-n 多重簽名確認（m-of-n解釋：比如這個聯盟是30個成員，一筆跨鏈的成功執行需要25個以上的確認，那就是25-of-30，這根據場景不同，規則不同）。這就避免單個公證人有一票否決權，削弱了權力的中心化（相對於第一種方案而言），反之亦然。
3.spv proof（spv證明模式）
這種模式是adam back側鏈白皮書中著重探討的方式（也是大家理想中的樣子），我們舉個例子講一講~
比如小a想要用1個比特幣和小b兌換1個側鏈代幣，因為他要跨到遙遠的另一條鏈上去，所以他的交易輸出必須跟正常交易不一樣，我們稱之為“特殊的spv輸出”（spv lock output），等這筆交易透過了confirmation period（確認階段），被確認之後，礦工就會檢測到這筆交易不一樣，並把這筆交易的spv proof（spv證明）[ spv proof，即simple payment verification，簡稱spv。spv的目標是為了驗證某個交易支付是否存在，以及得到比特幣網路多少個確認（多少個區塊）。]廣播到側鏈當中去，spv proof就是代表著：“hey，我們已經乖乖完成了主鏈上的扣款操作了，你抓緊在側鏈上把相應的代幣釋放出來哦”
側鏈礦工接受到該資訊之後，就會在側鏈上釋放相應的代幣，並將交易寫入區塊當中，經過reorganization period（重構階段）之後，從主鏈到側鏈的交易就正式完成了。
關於confirmation period以及reorganization period，我們這裡還可以擴充套件解釋一下：比特幣在交易經過一次確認之後，也就是當部分節點收到了打包了這個交易的區塊之後，還不能保證交易的最終安全，因為在此之後，其他的分支可能會成為最長鏈，於是造成區塊鏈的重新組織，造成打包了之前交易的那個區塊成為孤塊,之前確認的交易可能失效。為了防止以上可能性，於是我們要度過confirmation period以及reorganization period之後，才能保證交易的安全。
反過來，從側鏈到主鏈的過程，也是一樣的。
雖然第三種方案看起來是最完美的trustless方案，但是adam back在側鏈白皮書中也談到：“one of the challenges in deploying pegged sidechains is that bitcoin script is currently not
expressive enough to encode the verification rules for an spv proof.” 簡而言之就是部署檢驗spv proof的規則是一個巨大挑戰，這需要比特幣實施軟分叉，需要改動比特幣的程式碼（比如增加一個op_spvproofverify操作碼，但目前比特幣程式碼中還未出現部署相關操作https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0112.mediawiki#2-way-pegged-sidechains，這裡需要提一句的是我們前文提到的“特殊的spv輸出”，就是特殊在這裡，由於目前還沒有具體案例，所以沒法直接點出具體特殊的情況如何），而改動比特幣程式碼而不是隨隨便便的事情，需要整個社羣的高度共識，所以目前雖然我們在側鏈上已經有了非常多的嘗試，比如比特幣的智慧合約側鏈rsk，blockstream釋出的比特幣商用側鏈liquid等等都還是採用federated peg（多籤聯盟模式）。
例子詳情：
1.rootstock rsk 的更新版的白皮書上上也可以看到，目前 rsk 也是使用了聯合楔入的形式。（https://www.rsk.co/wp-content/uploads/2019/02/rsk-white-paper-updated.pdf）
2.liquid也是採用feratedpeg形式，其聯盟包括bitbank、bitfinex、bitmex、okcoin等在內的23家數字貨幣行業知名公司組成的。（https://blockstream.com/strong-federations.pdf）
以上是關於側鏈的一些基礎概念和狀況描述，如果有任何問題歡迎留言跟我們探討~
備註：本期科普內容由喵懂智囊團&巴位元專欄作家---peter王廣忠提供技術支援
巴位元專欄作者@peter 王廣忠 github@happypeter
