哈希鎖定技術概況
哈希鎖定最早出現在Bitcoin的閃電網路中，其透過資產鎖定，並設置相應的時間、解鎖條件實現公平交易。
哈希鎖定具體來講分為以下階段：（1）A生成隨機數s，並計算出h=hash(s)發送給B。（2）A通過智慧合約鎖定資產，並在智慧合約中設定：若B在2x時間內提供隨機數s，使得hash（s）=h，則A鎖定的資產將轉移給B。（3）同樣，B看到A 鎖定資產後，B也進行鎖定資產，並在智慧合約中設定：若A在x時間內提供隨機數s，則B鎖定的資產將轉給A。基於該設定，整個交易最長在2x時間段內完成。
這裡的原子性是可以被驗證的。即A為了獲得B的資產，將在x時間內提供隨機數s至智慧合約，並獲得B鎖定的資產；B從公告中獲悉隨機數s之後，將在x-2x時間段內，提供給智慧合約並領取A鎖定的資產，至此，雙方實現公平交易。若A並未在x時間內提供隨機數，則資產將退回給雙方。若A在x-2x時間內提供了密碼s，則B將獲得A鎖定的資產，而A分文不得。若B未在x-2x時間內提供隨機數s，則B分文不得。但後兩種情況是由於交易雙方自身的過錯，且可以輕鬆避免的。
哈希鎖定是系統之間進行原子交易的基本框架，保障跨鏈交易的原子性，即要嘛成功，要嘛失敗，不存在任何第三種狀態，可拓展應用於中心化帳本或去中心化帳本的系統之間。然而，哈希鎖定只能實現跨鏈的資產互換，即各鏈資產總量保持不變的情況下，資產的持有人變化，而無法真正將資產轉移至另一條鏈上，為此對於資產轉移，還需要配合其他跨鏈技術方可實現。另一方面，要形成有規模的網路還需要更為完善的協議。
案例：閃電網路
在實際的應用中，哈希鎖定通常與狀態通道（state channel）搭配起來，以此來提高交易速率。2015年2月，比特幣閃電網路（Lightning Network）發布，其是在比特幣上運行的一個項目，通過建構微支付通道，在比特幣區塊之外進行撮合交易，以此來實現大量的小額交易，大幅提高比特幣交易網路的性能。2017年12月閃電網路正式在比特幣主網推出，並完成第一筆交易。
閃電網路底層技術中，主要運用了序列到期可撤銷協議（Recoverable Sequence Maturity Contract），和哈希時間鎖協議（Hashed Time-Lock Contact）實現跨鏈原子級交換。前者解決了交易的確認問題，即類似於提供一個準備金機制，交易雙方共同放入一定量的資金，並記錄雙方資金佔率，交易後雙方進行多重簽字確認，資金池的比例佔率將同步持續更新，直至一方提現，最終資金佔比方在區塊鏈上確認。而後者解決了支付通道的問題，通過哈希時間鎖定協議來提供限時轉帳功能，實現交易雙方安全轉帳，避免了因交易取消或推遲無法拿回資金的情況。
分散式私鑰控制技術概況
分散式私鑰控制模式是透過分散式節點，控制各種資產的私鑰，並將原有鏈資產映射至跨鏈中，確保各種資產在同一條鏈上實現互聯互通。
其實現模式類似於公證人機制，但用戶始終擁有對資產的控制權，只是在儲存數位資產的密鑰上採用了分散式儲存的方式，這在一定程度上避免了公證人模式下中心化風險。此外，帳戶鎖定機制不需要採用雙向錨定方式，所有的交易是在驗證節點重構後傳入原鏈網路，不改變原鏈特性，為此各鏈均可自由低門檻接入鏈中，降低跨鏈接入成本。但由於不改變原鏈，跨鏈則需要根據原鏈的特性適配開發，且跨鏈速度也將受制於原鏈交易確認時間等因素的影響。
案例：Fusion
2017年，Fusion提出透過利用分散式私鑰控制模式進行跨鏈交易處理，以支持多平台跨鏈資產轉移，從而建構加密金融應用運行的基礎平台。即透過將各數位資產的私鑰置於分散式節點的控制之下，實現所有權和使用權分離，透過Lock-in和Lock-out讓fusion成為所有現有區塊鏈的側鏈，將現有區塊鏈的代幣映射到fusion這一公鏈之上，使得所有的代幣在同一條鏈上具有互通性。截至目前，fusion已經完成概念驗證，公鏈還在開發中。
該跨鏈機制的核心在於分散式控制權管理，即將資產的所有權和使用權分離，將原鏈上數位資產的控制權安全地轉移至非中心化系統中，實現方式是通過數位資產Lock-in和Lock-out的兩個基本步驟：在Lock-in的過程中，分散式生成密鑰即實現密鑰分片以及分片密鑰分散式保管，隨後將資產轉入原鏈上指定帳戶並由fusion節點進行驗證，實現控制權的分散式管理；對於Lock-out也是如此，先檢查fusion映射帳戶中數據情況，滿足條件後發起交易，fusion各節點透過各自保存的分片密鑰進行驗證，解除分散式控制權管理以及資產映射。
分散式控制權完成交接後，智慧合約將在Fusion映射帳戶中同步更新帳戶狀態數據，以體現Lock-in和Lock-out完成情況，其記帳過程實際上是透過Fusion，向映射帳戶發放或收回等量等額數位資產的記帳過程。
小結
總體來說，跨鏈就是為兩條鏈建立聯動，早期跨鏈技術主要專注於資產轉移，如公證人機制、側鏈/中繼技術，都需要透過用戶或第三方在鏈外進行更多的約定和操作，且能提高原鏈交易效率，實現底層擴容。後期的項目則更為注重底層跨鏈基礎設施，從區塊鏈底層結構開始構造鏈結構的跨鏈技術。
下表簡要就四種不同跨鏈技術的優劣勢進行對比分析。
從當前跨鏈技術的發展情況來看，已呈現百家爭鳴，各闢蹊徑態勢。針對上述四種跨鏈技術，未來中繼跨鏈技術比較可能率先出現大規模的落地應用，可適用於多個場景，包括跨鏈交換、資產轉移、資產抵押等，並能兼容多個區塊鏈系統。
當然，我們也不能以孤立的方式去評判每個跨鏈技術，沒有人知道這一切將通向何方，就像互聯網早期的架構師也難以想像現在基於其發明的串流媒體音樂、網路語音電話或在線電子市場等等。
人類的發展史本就是在不斷打破生存狀態中存在的種種侷限，對於跨鏈技術目前遇到的安全性、性能等問題，我們正在不斷探索他們的解決渠道，未來可能也會出現更優的跨鏈機制。
本文為金色財經授權刊登，原文標題為「跨鏈技術——區塊鏈大航海時代的基石」