区块链小白践行记---侧链(sidechain)

      侧链(sidechain)协议允许资产在比特币区块链(blockchain)和其他区块链之间互转。这一项目也来自比特币社区，最早是在2013年12月提出的，2014年4月立项，由BJockstream公司主导研发。侧链协议于2014年10月在白皮书《EnablingB1ockchain Imovations with Pegged Sidechains 》 中公开.

     简单来讲，以比特币区块链作为主链(parentchain)，其他区块链作为侧链，二者通过双向挂钩(two-way peg)，实现比特币从主链转移到侧链进行流通。

      侧链可以是一个独立的区块链，有自己按需定制的帐本、共识机制、交易类型、脚本和合约的支持等。侧链不能发行比特币，但可以通过支持与比特比区块链挂钩引入和流通一定数量的比特币。当比特币在侧链流通时，主链上对应的比特币会被锁定，知道比特币从侧链回到主链。侧链机制可以将一些定制化或高频的交易放到比特币主链之外进行，实现比特币区块链扩展。

我们从侧链诞生和详细介绍，侧链实质不是指特定的某个区块链，而是那些遵守侧链协议的所有区块链。

侧链的提出主要原因：

1. 应对其他区块链的应用威胁，通过侧链扩展主链应用，进而巩固主链地位。
2. 比特币核心开发组不欢迎附生链，比如合约币、彩色币等附生链应用，他们考虑这些附生链一定程度降低比特币区块链的安全性。
3. 商业化的考虑，有以太坊的众筹获取高额回报，比特币核心开发组也希望能以某种商业化方式来实现。

SPV证明：

前面我们所说的主链与侧链进行流通，流通就涉及到交易合法性、双花花费检查、脚本检查等。

中本聪设计的简单支付验证(SimplifidePayment Verification,SPV)即实现这一点。SPV能够以较小的代价判断某个支付交易是否已经被验证过(存在于区块链链中)，以及得到了多少算力保护（定位包含该交易的区块在区块链中的位置）。

侧链协议中，用SPV来证明一个动作确实已经在区块链中发生过，称为SPV证明，SPV证明包括两部分内容：一组区块头的列表，标识工作量证明；一个输出确实存在于某个区块中的密码学证明。

双向挂钩：

侧链协议的设计难点在于如何让资产在主链和侧链之间安全流转。接受资产的链必须确保发送资产的链上的币被可靠锁定。

协议采用双向挂钩机制实现比特币向侧链的转移和返回。主链和侧链需要对对方特定交易做SPV验证。详细过程看下图

具体步骤：

1. 当用户要向侧链转移比特币时，首先在主链创建交易，待转移的比特币被发往一个特殊的输出，这些比特币在主链上被锁定。
2. 等待一段确认期，使得上述交易获得足够的工作量确认。
3. 用户在侧链创建交易提取比特币，需要在这笔交易的输入指明上述主链被锁定的输出，并提供足够的SPV证明。
4. 等待一段竞争期，防止双重花费攻击。
5. 比特币在侧链上自由流通。
6. 当用户想让比特币返回主链时，采取类似的动作。首先在侧链创建交易，待返回的比特币被发往一个特殊的输出。等待一段确认期后，在主链用足够的对侧链输出的SPV证明来解锁最早被锁定的输出。等待一段竞争期后，主链比特币恢复流通。