虚拟币跨链兑换安全研究，混币器Mixing Cash会影响发展的未来吗？

1_什么是跨链兑换？

当前区块链行业发展迅猛，出现了各种各样的公有链，但是不同链上有着不同类型的资产、协议等，使得它们之间无法直接通信，这给用户带来了诸多不便，比如：某用户持有虚拟币资产，但是想在以太币生态中进行投资或消费，那么最直接的方式就是通过中心化的交易所进行兑换，但是整个过程非常繁琐，耗时很长并且需要多次支付手续费。

跨链技术的发展使得用户对于不同区块链之间的互操作（如：资产交易和信息交互）成为可能，其中应用范围最广的实现就是混币器Mixing跨链兑换。它只收取一次手续费并且非常底。兑换页面简单易懂并让整个过程进行了完全的加密匿名自动化完成兑换。

跨链互操作性详细解读

区块链的互操作性Interoperability，由Interaction、Operation和Ability组合而成，即“相互操作的能力”，简称互操作性。区块链互操作性主要包含三方面内容：一是用于应用层的互操作性，主要解决上层应用与底层链紧密耦合的问题，二是用于链间互操作性，主要解决“链级孤岛”问题，三是链下数据互操作性，主要解决链上链下数据的安全可信交互。而本文主要从跨链交易的用途讨论区块链互操作性，即不同区块链系统之间的资产和信息交互。

下面将首先对三种区块链中的互操作性技术进行详细介绍：

公证人机制

公证人机制是技术上可实现的最简单的一种跨链机制，本质上是一种中介的方式。通过引入一个或多个可信第三方做信用背书，持续监听链上的事件，并根据获取到的事件信息负责在其他链上进行跨链消息的验证和转发。公证人机制的实现方式主要分为以下三种：

1.单签名公证人机制

最简单的公证人机制，该方式会选取一个独立的节点或者机构作为第三方公证人。公证人在整个跨链交互中进行数据收集、验证、交易确认等任务。该方式兼容性高、交易速度快，但使用范围仅限于跨链资产交换等场景。

2.多签名公证人机制

该方式中公证人为一群独立节点或者机构组成的联盟，每个节点都拥有一个密钥，只有一定比例的公证人在跨链交易上签名达成共识时，该交易才有效。

该方式弱化了单签名公证人机制的中心化风险，具有更高的安全性，即使有部分节点受到恶意攻击也不会影响整个跨链系统的运行。

3.分布式签名公证人机制

该方式相较于多签名公证人机制，采用了多方计算MPC（multipartycomputation）来确保密钥的安全性和隐私性。即将密钥拆分为多个碎片并随机分发给公证人，但无法利用这些碎片得出完整的密钥，仅当一定比例的公证人共同完成签名后才能拼凑出完整的密钥。

侧链/中继技术

侧链和中继是最常用的跨链机制，都可以通过采集原链上的信息，实现主链区块和账本数据的解析和验证。

但二者存在以下几点差异：首先，侧链从属于主链，侧重于提高主链的可扩展性，对于主链不可见，通常共享原链上的原生代币，而中继则没有从属关系，着重于跨链数据的传输；其次，侧链处理交易时需要同步所有的区块头，导致其速度比中继链慢；最后，侧链和主链的安全机制相互独立，即侧链具有自己的共识协议，这些协议通常是为特定类型的交易设计的，意味着其通常不会继承主链的安全属性，在使用侧链时，用户将失去对资金的保管权，且仅依赖于侧链的安全性。而中继则依赖于主链进行验证。

中继本质上是各主链抽象出的一个跨链操作层，是公证人和侧链机制的融合和扩展。主要作用是作为一个通信中枢收集不同区块链间的数据并进行消息转发，适用于异构或同构的区块链。

侧链实现的基本技术是双向锚定（Two-way Peg）。跨链过程实际上是在一条链上锁定某种代币资产，同时又在另一条链上生成对应的另一种代币资产。其中，双向锚定技术就是解决跨链过程中，目标链如何判定代币资产已经被安全锁定的问题。被认为是区块链上第一条侧链的Bitcoin-Relay，其就通过在智能合约中内嵌Bitcoin SPV功能来允许用户在以太币上验证虚拟币的交易。

跨链互操作性协议

资产交换

区块链在转移跨链资产时通常分为以下四种方式：第一种是锁定和铸造，该方式会在原链上锁定资产，并在目标链上铸造对应的资产；第二种方式是销毁和铸造，该方式会销毁原链上的资产，并在目标链上铸造资产；第三种方式是原子交换，该方式会将原链上的资产直接兑换为目标链上的资产，且无需信任，因此其不需要前两种方式中的可信第三方；第四种方式为流动性置换，该方式会在不同的链上建立流动性资金池，用户可以在资金池中直接兑换另一条链上的原生资产，另外流动性提供者也可以通过提供代币作为流动性资金。

Mixing Cash存在的好处：

1）每个用户不需要任何注册，直接匿名化就可以完成兑换。

2）Mixing Cash不会保存任何用户数据，实时进行清除并且跨链兑换保证资金安全风险。

3）用户取款/退出操作耗时很短，整个兑换完成的时间正常只需要2分钟。

综上，本文主要介绍了混币器Mixing跨链兑换的技术，包括公证人机制、侧链/中继。