什么是侧链 - 区块链扩容方法，大家都在摆脱

如果你在加密货币领域待了一段时间，你可能在不知情的情况下使用过侧链。在币安智能链上交换过代币？那就是侧链。在Polygon PoS上以区区几分钱铸造NFT，而不是在以太坊上花50美元？侧链。2021年在Ronin上玩过Axie Infinity？侧链。

侧链曾是区块链第一次真正尝试扩容的手段。逻辑很简单：如果主链慢又贵，就创建一个更快更便宜的独立链，再在它们之间搭建一座桥。

直接的回答是：侧链是独立区块链，与以太坊或比特币这样的主链平行运行，拥有自己的共识机制、验证人和安全模型。不像继承主链安全的Layer 2 rollup，侧链完全独立的安全保证。资产通过双向桥在链间移动，在一条链上锁定代币，同时在另一条链上再产出等值的代币。

侧链的根本问题是安全性：你放弃了以太坊90万个验证人和数十亿美元的经济安全来换取可能只有100个验证人的安全假设。随着生态系统的成熟和Layer 2 rollup的实际应用，侧链越来越多地被视为一个过渡，而不是最终的解决方案。

简短回答 - 什么是侧链？

侧链是一个通过双向桥接机制与主区块链连接的独立区块链，能够进行资产转移，同时具备独立的共识、验证人和安全假设。2014年比特币开发人员在Blockstream的侧链白皮书中首次提出，作为Layer 2 rollup技术成熟之前的扩容解决方案。

与发布交易数据到主链和继承其安全的rollup不同，侧链是主权区块链。它们独立处理交易，维护自己的状态，达成共识，并且仅通过桥合约与主链互动。

侧链通过架构选择实现可扩展性：通常更少的验证人、更快的区块时间、不同的共识机制如授权证明（Proof of Authority）或委托权益证明（delegated Proof of Stake），或更大的区块大小。安全性完全取决于侧链自身的验证人集。如果51%的侧链验证人共谋或受到攻击，他们可更改交易顺序、重组区块或产生无效的状态过渡。主链没有机制来检测或阻止这一点——这是与rollup的关键区别。

为何侧链存在 - 2017-2020年扩容的迫切需求

早期区块链的扩容是绝望的。比特币的解决方案？构建侧链——不同属性但通过双向挂钩连接的独立区块链。

以太坊的危机更糟。启动时每秒15笔交易，2017年的CryptoKitties和2020年的DeFi Summer导致网络拥塞，简单兑换的gas费用飙升至50-100美元。理论上存在Layer 2 rollup，但尚未准备好生产使用。项目需要立即扩容。

侧链解决方案：构建一条具有以太坊兼容性的独立链，通过桥连接，提供高达10-100倍的吞吐量和100-1000倍更低的费用。Polygon于2020年上线，采用证明共识（PoS）、2秒区块以及低于0.01美元的费用。选择显而易见：昂贵的以太坊或可负担的侧链。

侧链如何运作 - 架构和安全权衡

存入侧链：您将资产发送到以太坊桥合约，该合约锁定它们。监控以太坊的验证人检测到存款后，侧链为您的地址铸造等值代币。

提现则相反。烧毁侧链代币，生成销毁证明，并在等待期后提交给以太坊的桥合约。桥验证并解锁您的原始资产。

大多数侧链使用检查点技术来提高安全性。每隔N个区块，验证人向以太坊提交一个代表侧链状态的默克尔根。一旦提交，该状态获得主链安全性支持的定论。

关键限制：检查点只证明“高度为X时的状态”，而不是“所有交易均有效”。如果验证人产生无效状态，主链无法检测。不同于发布完整交易数据的rollup，侧链仅发布状态承诺，需要信任验证人。

侧链为速度而非去中心化进行了优化。授权证明使用预选验证者——BSC有21个，Ronin曾有9个。快速但中心化。委托权益证明让代币持有者投票选出代表——Polygon PoS约有100个验证人。根本权衡：以太坊有90万个验证人和数十亿资金被抵押。Polygon有100个。BSC有21个。Ronin曾有9个。

侧链与Rollup - 核心区别

根本区别是安全性。侧链你要信任验证人。主链无法验证合法性。Rollup则通过密码学证明让你自行验证交易。即使rollup运营者不当行为，你也可以证明余额并提取。

实际影响：如果Polygon的验证人共谋，他们可以窃取桥接资金。以太坊会接受欺诈性检查点——不存在验证机制。如果Arbitrum的顺序者试图这样做，任何人都可以生成欺诈证明。以太坊将验证拒绝无效状态并保护资金。

数据可用性差别关键。侧链交易数据仅存在侧链上。如果节点消失，数据就没了。Rollup将交易数据发布到主链。任何人都可以从主链数据重建rollup状态。

攻击成本：攻击以太坊需要数十亿来达到51%的抵押ETH。攻击Arbitrum成本一样——你需攻击以太坊。攻击Polygon PoS则需腐化100个验证人中的51个——便宜得多。BSC：21个验证人中的11个。Ronin：9个中的5个，6000万美元的攻击证明了这一点。

Ronin灾难 - 当中心化遇上现实

Ronin是Axie Infinity的侧链，拥有9个验证人——其中5个由Sky Mavis（开发者）控制。桥提现需要9个签名中的5个。

2022年3月，攻击者入侵了5个验证人节点。拥有5个签名，他们批准了任何交易，转走了173,600个ETH——6亿美元。在当时是最大的DeFi黑客事件。

根本原因：过度中心化。教训：侧链安全等于验证人集的强度。9个验证人是灾难性的不足。这表明了桥的根本风险，rollup通过密码验证避开了这些问题。

为何侧链正在衰退 - Rollup的崛起

市场正从侧链转向rollup。以太坊核心开发人员明确支持rollup。Vitalik的立场：“Rollups是唯一维护以太坊安全保证的扩容解决方案。侧链是独立的链，不是Layer 2。”以太坊的路线图与EIP-4844和Danksharding优化了rollup而非侧链。

安全觉醒至关重要。2020-2021年，用户想要便宜的交易。2022-2023年桥攻击后，安全至关重要。像Uniswap、Aave和Curve这样的严肃DeFi协议在rollup上部署多于侧链。仅Arbitrum的TVL就超过了所有侧链的总和。

Rollup技术的成熟度缩小了差距。2020年，rollup还停留在理论阶段。2024年，它们已具备处理每日数十亿美元交易的生产基础设施。Arbitrum: 100-180亿美元TVL。Optimism: 50-80亿美元。Base: 20-50亿美元。都具有EVM兼容性。Post-EIP-4844后，Rollup费用的$0.05-$0.30接近侧链的$0.01-$0.10。在成本相当的情况下，rollup在安全方面获胜。

FAQ

侧链安全吗？ 侧链比未经审计的协议更安全，但不如以太坊或rollup安全。安全性取决于验证人数量。Polygon PoS有100个验证人在1万美元以下的情况下安全性合理，但比不上以太坊的90万个验证人。Ronin的6亿美元攻击显示了高度中心化的侧链可能发生灾难性失败。

侧链与Layer 2 rollup有什么区别？ 安全继承。侧链是独立的区块链，具有独立的验证者，需要信任。Rollup通过向以太坊发布交易数据并使用证明继承以太坊的安全。如果侧链的验证人共谋，资金会丢失。如果rollup运营者恶意行动，用户可证明余额并提取。

Polygon PoS为何成功？ 时机和执行力。它于2020年以太坊费用无法承受时推出，而rollup尚未准备好。完美的以太坊兼容性，100个验证人（比BSC的21个好），以及生态系统的支持创造了网络效应。Polygon的TVL为10-15亿美元，如今低于Arbitrum的100-180亿美元。

侧链会存活吗？ 侧链在小众领域存活，但在一般用途中衰减。游戏侧链为极致性能而存续成本最小。企业侧链在公司需要控制的情况下继续存在。但DeFi正迁移到rollup。随着rollup成本降至$0.01-$0.05，侧链的优势消失。Polygon转向zkEVM显示即使成功的侧链也认识到rollup是未来。

参考资料

1. Polygon Technology - 官方文档 - https://docs.polygon.technology/
2. DeFi Llama - Polygon TVL和分析 - https://defillama.com/chain/Polygon
3. L2Beat - Polygon风险分析 - https://l2beat.com/scaling/projects/polygon-pos
4. PolygonScan - 区块浏览器 - https://polygonscan.com/
5. Vitalik Buterin - 不同类型的ZK-EVM - https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html
6. Polygon Labs Blog - Polygon 2.0公告 - https://polygon.technology/blog