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126 软件学报 2026 年第 37 卷第 1 期

护面临重大挑战, 对系统设计与实现提出了更高要求, 进而限制了其推广规模.
侧链技术允许开发者在主链之外构建独立运行的区块链系统, 并通过跨链机制与主链进行资产或信息交互.
侧链具备灵活、定制化的特性, 能够降低主链负载、提升隐私保护能力及交易效率. 然而, 侧链生态的碎片化风险
较高, 用户在使用不同侧链时面临选择成本增加、资产流动性降低等问题. 此外, 跨链通信的安全性及共识机制设
计仍是技术难点, 也影响了其在国产区块链系统中的普及程度. 子链技术与某些类型的 Rollup 机制存在相似性,
均依赖于主链作为最终状态确认或数据可用性的保障层. 这一依赖关系提升了系统的一致性和安全性, 但也在一
定程度上降低了链的自治性与灵活性. Rollup 通过将大量链下交易打包后再提交至主链, 显著提升了交易处理效
率并降低交易费用, 但当前相关实现仍存在安全验证机制复杂、抗审查能力不足等问题. 子链则以结构简单、交
易成本低为特点, 在资源受限场景中具备一定优势.
相较而言, 状态通道技术适用于高频率、点对点的交互场景, 可将大量交互迁移至链下执行, 仅在开闭通道时
进行链上记录, 从而极大减轻主链负载. 然而, 该技术在参与方规模、交易类型及资金流转方式等方面存在较强限
制, 难以适应用户规模庞大、交互频繁的复杂应用环境, 导致其在国产区块链系统中应用比例极低.
3.6.3 跨链技术
区块链跨链技术是一种连接不同区块链网络、实现资产和信息交互流通的关键技术. 通过跨链技术, 不同区
块链上的数字资产、智能合约和数据等可以安全、高效地转移与共享, 从而打破区块链之间的孤立状态, 促进资
源的整合与协同, 发挥各自的优势, 最终形成更强大的区块链生态系统. 根据对 39 个区块链软件的调研, 仅有 28
个软件明确介绍了其采用的跨链技术. 所使用的跨链技术主要包括中继链 (relay chain) [147,148] 、公证人机制 (notary
mechanism) [149] 、跨链通信协议 (cross-chain communication protocol) [150] 以及原子交换 (atomic swap) [151] 这 4 种跨链
技术. 表 12 对这 4 种跨链技术进行了简要说明.

表 12 跨链技术描述

技术名称 描述
中继链 作为多个区块链之间的连接平台, 中继链允许不同链之间进行信息和资产的互操作
公证人机制 通过信任的第三方对交易或信息进行验证和记录, 以确保跨链交易的安全和可靠性
跨链通信协议 一套规则和标准, 允许不同区块链之间交换信息和资产, 实现互操作性
原子交换 一种去中心化的交易方式, 使得不同加密货币之间的交换能够在不信任的环境中安全进行

现象 25: 通过对图 16(c) 的分析, 发现这 28 个区块链软件中, 有多达 25 个使用了跨链通信协议. 相比之下, 采
用中继链技术的区块链软件数量较少, 仅为 12 个; 而使用公证人机制和原子交换技术的区块链软件数量更为有
限, 分别为 2 个.
首先, 跨链通信协议是一种标准化规则, 旨在促进不同区块链之间的安全信息和资产交换. 该技术使不同区块
链网络能够相互通信, 并确保交易的有效性和一致性, 从而解决了资产跨链转移的难题. 跨链通信协议具备较强的
灵活性、安全性, 能够有效整合不同链的优势, 优化资源配置和交易成本, 因此被广泛应用. 与此相比, 中继链技术
是一种特定的架构, 作为连接不同区块链的中心枢纽, 专门处理并转发来自各个链的信息和交易. 虽然中继链技术
在特定生态系统或网络中有效, 但其主要应用于连接特定区块链之间, 局限性较为明显. 公证人机制相对较为中心
化, 依赖于可信的第三方公证人进行信息验证. 在追求去中心化理念的区块链平台中, 这种机制的广泛应用受到限
制, 影响了其普及度.
原子交换技术虽然能够实现无需第三方信任的跨链资产交换, 但在实际应用中面临技术复杂性、兼容性问题
以及对交易双方要求较高的挑战, 导致其实际应用数量较少.
见解 10: 国产区块链软件在解决数据隐私、可扩展性和跨链交互问题上进行了积极的探索. 在隐私保护技术
方面, 零知识证明和同态加密技术的应用最广泛. 在可扩展性技术上, 多链技术的使用频率较高, 而其他技术的采
用则更多依赖于具体的应用场景. 这表明, 国产区块链软件在技术选型上具备较强的灵活性, 能够根据实际需求和
应用背景, 选择适合的技术方案.