如今，区块链除了是比特币等加密货币的基础技术外，还被公认为供应链跟踪和医疗保健等许多不同行业的潜在革命性技术。对区块链技术的巨大兴趣引发了各种研究和开发举措。

因此，区块链行业存在大量碎片化，客户可以从多种不兼容的技术中进行选择。尽管如此，将代币从一个参与者传输到另一个参与者以及执行智能合约等功能只能在单个区块链内执行，因为在现有协议和标准中通常不会预期几个区块链之间的互操作性。

区块链背景下的互操作性是指区块链与其他区块链自由交换数据的能力。例如，在给定的区块链上，拥有的每一项资产和进行的每一笔交易都有文档记录。一个区块链上发生的任何经济活动都可以通过正确的互操作性解决方案在另一个区块上进行表示。这意味着经济活动的潜力可以从一个链传播到另一个链，这是区块链互操作性解决方案的主要特征之一。

以原子跨链交换（也称为原子交换）的形式实现的无信任加密货币交易所的概念是对区块链互操作性领域的最早贡献之一。使用原子交换，各种加密货币的用户可以以不可信的原子方式交换资产。然而，原子交换不允许将代币从一个区块链转移到另一个区块，因为特定数量的资产在源区块链上被销毁，而相同数量的资产则在目的地区块链上（重新）创建。

顾名思义，原子交换允许跨越区块链边界进行代币交换，而不是转移。这意味着原子互换总是需要一个交易对手准备好交易代币。在线市场为交换代币提供了后门。然而，到目前为止，这需要一个可靠的、集中的机构的存在，这与区块链的去中心化性质相反。因此，跨链技术被迅速讨论为提高区块链之间互操作性的最佳方式。

什么是跨链技术？

分布式账本技术（DLT）设计从外部系统获取数据或与外部系统交换数据的能力被称为互操作性。跨链技术有助于DLT设计或外部系统之间的数据交换，这有助于实现互操作性。这样的数据交换可以提高DLT设计的安全性，提高灵活性，并解决性能困难。

例如，共享可以用于解决吞吐量低和可扩展性差的问题。在分片中，分布式账本被划分为可以单独控制的小块，允许并行事务处理以提高性能和可扩展性。

资产转移、跨链预言机和跨链智能合约是跨链技术的潜在用例。在资产转移过程中，资产从一个分布式分类账转移到另一个。相反，跨链预言机提供从一个分布式账本到另一个分布式账簿的数据，而不是不断变化的资产。

例如，跨链预言可用于确认特定事件（如交易）发生在另一个分布式账本上。跨链智能合约是指在另一个分布式账本上开始执行智能合约的能力，这可以提高自动化程度。与跨链预言机不同，跨链智能合约必须通过在目标链上发布交易来执行，这会修改分布式账本的状态。

在这一点上，有人质疑谁在利用跨链技术。Ripple是区块链项目试图调查跨链交易的一个例子。Ripple协助全球银行使用法定货币和加密货币进行跨境支付结算。

区块链互操作性是如何工作的？

跨链协议允许在许多区块链网络上共享数据，并简化各种区块链网络之间的互操作性。用户可以使用跨链协议直接相互通信。因此，具有可比网络的区块链可以交换价值和信息。

然而，它因网络而异，因为没有一种单一的预定方法可以在所有网络中以相同的方式实现。为了在不使用第三方接口的情况下促进交易，每个网络都使用了一种独特的区块链互操作方法

如前所述，原子交换允许双方在多个区块链上交换代币。此外，由于中继，区块链网络可以监控其他链上发生的活动。它们在链对链的基础上运行，允许单个合同在不使用分布式节点的情况下作为多个链上其他节点的中心客户端。这使它能够立即验证特定的中心头和整个事务历史。然而，操作和维护中继方法的安全性需要花费大量资金。

为什么区块链互操作性很重要？

区块链技术的互操作性有助于解决资产和数据在多个链上交互的问题。当双方使用相同的区块链平台（如比特币）时，以数字方式交换数据和价值是一个简单的过程。然而，当各方使用不同的区块链平台时，这是不可能的。

事实上，数字转移过程变得更加困难，因为全球范围内使用区块链技术的公司都在广泛的区块链网络中运营。然而，互操作性预计将大大减少此类问题，使各方更容易跨区块链进行交易，并享受区块链互操作性的好处。

例如，由于金融生态系统在各种区块链上运行，金融公司及其客户不可能在金融服务行业相互参与、交易和沟通。然而，如果这些区块链能够相互通信，数据和资金就可以在经济生态系统之间高效、及时、安全地转移。

区块链互操作性是如何实现的？

大多数第1层区块链缺乏促进跨链互操作性的内部能力。然而，如下所述，有几种技术正在被用来提高区块链网络之间的互操作性。

侧链

侧链是两个活动区块链相互通信的方法。主链和侧链是侧链中两个不同的区块链。跨链通信协议连接主链和侧链，每个侧链都有资产清单。

侧链中的两个不同区块链

通过在主链和侧链之间转移资产的机制，侧链起到双向挂钩的作用。Mimblewimble、BTC Relay、Poa网络和RSK都是区块链互操作性项目的例子。

公证方案

这种方法下的交易依赖于第三方公证人。被称为公证人的可信交易所管理交易双方之间缺乏信任的情况。公证人可以是交易所网络或受控交易所。公证人的诚信是影响公证方案效果的唯一因素。

此外，该方案包含一个集中的组件，即使公证人的集合将其分散，这也是该方案的另一个缺陷。像Coinbase和Binance这样的集中式加密货币交易所就是公证方案的例子。

Oracle

在区块链技术的背景下，Oracle填补了链上和链下设置之间的信息空白。通过确保多个生态系统引用单一的真相来源，Chainlink等去中心化的预言机服务有助于确保链外数据被提供给支持区块链的智能合约。

区块链路由器

区块链路由器允许多个区块链网络相互通信。根据区块链路由器的架构，包括比特币、以太坊等在内的各种区块链网络被视为路由网络中被称为子链的终端组件。

子链只能与区块链路由器连接，不能直接相互连接。例如，区块链路由器使用跨链通信协议来实现子链之间的通信。子信道上注册的所有数据都保存在区块链上。区块链路由器创建了一个跨链的信任桥梁，并允许子链之间的通信。

工业解决方案

Polkadot和Cosmos区块链是跨链互操作性协议的例子。一个名为Polkadot的异构多链翻译系统使专门的侧链能够与开放的区块链通信。相反，无论是否获得许可，都可以使用Cosmos创建区块链。宇宙由使用区块链间协议相互通信的枢纽和区域组成。

哈希时间锁

Hashed TimeLock Contract（HTLC）也是用于构建具有修改支付渠道能力的智能合约的区块链互操作性解决方案之一。在加密空间中，HTLC本质上实现有时限的事务。收款人将不会收到任何款项，如果他们未能在规定的窗口内出示收到付款的密码证明，则交易无效。TimeLock表示特定数量的加密货币将被阻止使用，直到给定或预定的时间过去。

链下交易由比特币闪电网络使用哈希时间锁执行。闪电网络使用互连的支付渠道，允许用户发送资金，即使他们没有通过支付渠道直接连接，这一过程被称为网络路由。

区块链互操作性的好处和挑战

跨区块链兼容性提供了许多好处。例如，通过可互操作的智能合约，法律和医疗保健等行业可以在私有和公共区块链之间交换数据，帮助创建以前不可能的Web3平台。多代币交易和钱包系统的潜在可用性也可能通过区块链互操作性实现，从而大大简化加密货币用户体验。

由于区块链的互操作性，特定应用程序的区块链可以通过中央去中心化集线器相互通信。此外，如果不同公司和行业使用的区块链能够相互连接，曾经被认为是完全独立的独立企业将能够更容易地传输数据和价值。

然而，在网络上注册的区块链是不可变的。因此，在提交启动节点之前检查数据是必要的。此外，区块链互操作性是一个高度受限的过程。尽管此功能可确保传输过程中的数据安全，但在技术驱动的世界中，什么都无法保证。

此外，每个区块链账本都有不同的信任模型。其中一些得到了100名矿工的支持，而另一些则只有两名矿工支持。将信息从不太可靠的账本转移到更可靠的账本可能会使更强大的区块链容易被外部方操纵和其他不一致之处。

区块链互操作性的未来

区块链互操作性解决方案的功效、效率和可用性决定了区块链技术的未来及其在加密货币方面的用途。然而，有许多项目正在进行中，以支持区块链平台之间的互操作性。

为了广泛使用，像Cosmos和Polkadot这样的商业系统需要更高的稳定性。即使其中一些努力在未来取得成功并被采纳，也不清楚它们如何合作。因此，对实现广泛的区块链平台互操作性的标准、API和相关技术的需求更高。

此外，许多国家不承认加密货币生态系统的合法性。因此，监管框架的支持对于链间互操作性的未来应用是必要的。此外，主要面向金融和相关行业的交易需要针对加密货币的适当法律和监管程序以及互操作性方法。