自从区块链技术开始吸引投资并被证明是一种增加资本的工具以来，各种类型的研究和开发计划都已启动，以对其进行试验。结果催生了大量不同的区块链，它们拥有自己的共识算法、操作协议和应用程序。
多样性是一种福气，用户很高兴能有如此广泛的应用程序和网络选择。然而，这种多样性导致了网络空间的碎片化，基本上把每个区块链都变成了一个岛国。这意味着区块链无法交互或共享数字资产，因为它们的协议不兼容、无法相互理解，也无法执行彼此的智能合约。答案是需要互操作性——基于区块链的资产能够以传输数据的形式在网络之间自由移动，并在每个网络内保留其规定的特征。
这种现象被称为跨链兼容性，它最初是以原子交换的形式实现的——这是一种原始方法，需要在原始区块链上销毁资产，然后在目标区块链上重新创建。这种方法不仅在资源方面极其耗费，而且还需要中介或交易对手愿意在任一网络上交换相关资产。后来，这一功能被交易所接管。
本材料将探讨实现区块链互操作性的方式以及在此过程中出现的诸多障碍。
跨链技术
大多数区块链使用本地生成的数据进行操作。这意味着区块链不接收来自外部来源的任何信息，所有区块都由系统本身生成。区块链协议接受、解释和利用来自外部来源的任何数据包的能力称为互操作性，这是由跨链技术实现的。
跨链技术对于确保区块链灵活性和资产转移至关重要。跨链技术的一个例子是预言机，它在网络之间共享信息，与原子交换形成鲜明对比。另一个例子是跨链智能合约，一旦在目标网络上发出交易，就会执行这些合约，从而导致其哈希状态发生改变。
区块链互操作性如何运作
在现代区块链中，互操作性可以通过多种不同的方式实现。以下是其中最受欢迎的方式：
侧链
顾名思义，侧链是一种行之有效的数据传输方法，它涉及两个并行运行且相互作用的区块链。主链和侧链通过协议进行交互，该协议规定了它们通过跨链方法进行通信和数据存储。
公证计划
尽管与去中心化的核心原则相悖，公证方案是一种相当可靠的方法，它预见到了第三方作为公证人的需求。后者是一种值得信赖的交换媒介，充当信托人，并将两个区块链方联系起来进行通信。公证方案的一个生动例子是任何中心化交易所，它本质上充当交易双方之间的中介。公证方的诚信和可靠性或偿付能力是决定交易是否进行的唯一因素。
神谕者
预言机是外部信息源，可将上下文从链下环境提供给区块链。这些来源充当所提供数据完整性的可信守护者，从而允许在此基础上执行智能合约。预言机服务的一个例子是 Chainlink，它充当去中心化的预言机和数据提供商。
区块链路由器
区块链路由器是一种专门的去中心化服务，充当以子链形式将其他区块链与其连接的中央枢纽。路由器充当轮辐式系统，是不同网络之间的中介，接收、处理然后在源和目标之间路由信息。路由器有效地充当了可信桥梁，并允许区块链进行通信而不会丢失其存储的信息。
市场规模解决方案
有一些特殊协议可以实现跨链互操作性。Cosmos 和 Polkadot 就是此类解决方案的例子。例如，Polkadot 利用了许多与其他区块链交互的专用侧链。另一方面，Cosmos 允许在区域和枢纽环境中创建整个区块链，然后通过特殊协议进行通信。
哈希时间锁
哈希时间锁定合约 (HTLC) 是一种专门用于创建和随后修改针对金融业务的智能合约的解决方案。这些基本上是定时操作，规定了某个窗口，在此期间接收方必须提供唯一密钥才能访问资金。相关资金被锁定在智能合约上，直到发生这种情况。使用 HTLC 的系统的一个例子是比特币区块链的闪电网络
实现跨链互操作性的挑战
跨链互操作性和兼容性有很多好处。除了能够在区块链之间交换数据和资产之外，互操作性还允许从任何来源完全访问 Web3 应用程序，从而大大简化未来互联网和去中心化支付方式的使用。
尽管区块链之间互操作性的优势很多，但实现它仍面临着技术和思维层面的巨大挑战。
已经被散列的区块链数据是不可变的，因此在传输任何信息之前有必要对其进行验证。
由于拦截和黑客手段不断进步，数据传输过程中的安全性和完整性得不到保证。
互操作性程序本身受到严格限制，因为在任何给定点可以传输的数据量有限。限制基于作为数据载体的智能合约的技术能力。
不同区块链上应用的各种信任模型意味着需要额外的模块来解释它们的协议并使其可互操作，这又增加了另一层复杂性。
互操作性可能会使大型网络受到小型网络的操纵，从而利用漏洞。
互操作性的未来展望
实现互操作性的方式以及如何使其更有效、更高效，将在很大程度上决定未来十年区块链发展的方向。幸运的是，许多解决方案目前处于开发和测试阶段，其中许多针对 Web3 应用程序。
目前可用的确保互操作性的商业解决方案，如 Polkadot 和 Cosmos，并不完善且缺乏稳定性。它们是否会在市场范围内实施仍是一个大问题。更大的问题是它们如何互动。这提出了一个更紧迫的标准化问题，这将否定对能够使互操作性系统相互交互的额外解决方案的需求，从而进一步增加了区块链操作的复杂性和负载。
加密货币缺乏统一的法律框架也增加了挑战，因为许多国家甚至不承认区块链市场，更不用说在这些市场中产生的资产或支持此类网络的系统。只有时间才能告诉我们如何大规模实现互操作性，因为目前这一领域存在很大的不一致和分裂。
