这次要分享的文章是发表于 TIFS’21上的关于Blockchain间实现跨链交易的方法。作者是来自University of Science and Technology of China的Hangyu Tian

Enabling Cross-Chain Transactions: A Decentralized Cryptocurrency Exchange Protocol

Model framework

假设Litecoin中的Alice希望发送y个Bitcoin给在Bitcoin中的Bob。A首先在Litecoin上发送x个Litecoin给中间人C1。中间人C1在收到Litecoin后在Ethereum上发送等价值的ETH给中间人C2。在这时候，中间人C2在Bitcoin上发送y个Bitcoin给Bob。由此，作者实现了以Etherem作为桥梁在不同区块链间转移加密货币。为了激励用户参与跨链交易，中间人可以收取手续费。

由于发生在Bitcoin和Litecoin间的转账无法直接通过Ethereum中的智能合约进行验证。因此，为了在Ethereum上验证在其他区块链上的交易，作者提出了一种基于Proof of Work的委员会。委员会成员由未参与跨链的中间人通过解决在Ethereum上的智能合约提出的PoW问题选出。委员会成员负责监视其他区块链上发生的跨链转账交易，并将结果发送至Ethereum上的智能合约。

根据协议状态转换图，其跨链交易流程如下：

1. 中间人C1，C2存储ETH在Ethereum的合约中。
2. A向中间人C1在Litecoin中的账户发送LTC。
3. 委员会成员验证在Litecoin上A向C1的交易，并在Ethereum的合约中提交验证证明。
4. 中间人C2向B在Bitcoin中发送BTC。
5. 委员会成员验证在Bitcoin上C2向B的交易，并在Ethereum的合约中提交验证证明。
6. Ethereum上的合约将中间人C1存储的ETH发送给C2。

Evaluation

作者验证了其跨链交易验证时间随着委员会人数增长的变化。由图可见，随着委员会人数增长到100，其两笔交易的验证时间大约在1秒左右，远小于Ethereum的平均15秒出块时间。

作者又验证了当增加参与交易的用户数量时，每个额外用户的每个额外交易增加的合约的运行成本。红色条表示每个付款人与同一个收款人进行交易的情况，其中交易的数量等于参与者的数量。蓝色条表示每个付款人与每个收款人进行交易，其中交易数量是参与者数量的两倍。从图中得出，两种情况在误差范围内两种方法的时间成本一致。其验证时间仅受参与的用户数量影响，无论每个用户的交易数量如何。作者认为，每个参与用户所涉及的交易是合并的，因此其解决方案在大量交易存在的情况下保持高吞吐量。

Summary

1. 作者实现了在基于现有区块链的条件下，实现跨越不同区块链进行转账。
2. 所有的跨链交易行为都被记录在Ethereum之上。

原文始发于微信公众号（COMPASS Lab）：[论文分享] A Decentralized Cryptocurrency Exchange Protocol