AntChain Bridge跨链：介绍
蚂蚁链跨链桥（AntChain Bridge）是蚂蚁链在区块链互操作领域探索的技术产品，是基于IEEE P3205标准跨链协议的实现，为部署在不同区块链上的智能合约提供跨链可信通信能力。
- AntChain Bridge是一个区块链的域名服务系统，为区块链提供唯一ID与认证；
AntChain Bridge实现了一套区块链域名规范，为区块链赋予唯一域名。经过申请，域名系统会为接入的区块链颁发域名证书，该域名将会和某条区块链的共识信息唯一绑定，整个跨链网络都可以通过验证域名证书，进而验证该链的合法性。
- AntChain Bridge是一个链上数据的背书系统，为区块链数据在链下提供存在性背书；
在AntChain Bridge的早期设计中，基于硬件技术实现了一套预言机系统，提供区块链账本数据的验证和背书能力。经过长期的发展和实践，背书系统可以抽象为一种通用的角色，即证明转换组件（Proof Transformation Component, PTC），比如上文的预言机、常见的中继链等都可以看做PTC，PTC响应中继发来的请求，其中有包含跨链消息的账本数据以及其证明，然后执行验证过程，比如SPV等，通过之后，会提供一套签名，比如预言机在硬件中的签名、中继链的共识签名等，中继会收到PTC返回的证明和跨链消息，最终接收链会完成这套签名的验证，来确保链路的可信。
- AntChain Bridge是一个区块链之间的中继网络，为区块链上的实体提供通信能力；
AntChain Bridge的主干是由多个中继组网构成，中继之间维护了区块链域名的路由表，可以互相转发跨链数据，完成跨链数据的上链。中继节点是区块链跨链通信的核心角色，中继节点直接服务区块链，和区块链节点或者代理程序通信，监听区块链的账本数据、过滤跨链消息，并获取链上存在性证明，发送给证明转换组件完成验证和背书，证明转换组件会为自己验证过的跨链消息提供证明，比如一个签名，这之后，中继网络会继续转发这个消息和证明到目标区块链，并发送交易提交上链，链上合约完成验证和最终的合约调用。
- AntChain Bridge是一个多层多模块的协议栈，为区块链提供跨链的可信通信能力；
AntChain Bridge主要为链上智能合约服务，基于IEEE P3205的协议设计，为合约提供发送/接收跨链消息的能力和跨链获取区块链账本数据的能力。基于可认证消息协议（Authentic Message Protocol, AMP）和消息推送协议（Smart Contract Datagram protocol, SDP），AntChain Bridge为每种异构链实现一套系统合约，这个系统合约具备消息构造、传递与验证的功能，系统合约会部署在接入AntChain Bridge的区块链上，该链上的智能合约通过调用系统合约特定的接口，可以向某个域名的某个账户发送一个自定义的消息，而接收合约则会收到来自系统合约转发的消息，如此，则完成了一个跨越区块链的合约通信；除此之外，AntChain Bridge还通过域名实现了一套URI方案，使得跨链网络中的每个资源，比如交易、区块等，智能合约都可以通过跨链的方式获取到。 AntChain Bridge的通用架构如下，包括了区块链、系统合约（SysContracts）、中继（Relayer）、证明转化组件（PTC）等角色。
AntChain Bridge通过对跨链技术的探索深入和对落地应用的实践积累，目前已经形成了一个具备成熟跨链互操作能力的技术产品，可以提供对区块链的域名注册、账本数据监听以及跨链消息路由等功能。
我们在AntChain Bridge的开源项目中支持了异构链快速接入跨链系统，以及区块链域名系统（BlockChain Domain Name System, BCDNS）的实现规范，并和星火链网合作实现了初步的BCDNS，并在未来逐步建设开放网络，从而为构建万链互联网做好了充分的准备。
基于我们当前的进度，AntChain Bridge 区块链网络已经初具雏形，实现了AntChain Bridge Relayer、AntChain Bridge SDK、AntChain Bridge PluginServer和星火链网BCDNS，除了PTC都已经开源完成。
在下图中，可以看到星火链网BCDNS，可以为Relayer、PTC、区块链等签发跨链证书，跨链身份详情可以参考文档，同时作为顶级BCDNS，可以为次级BCDNS签发域名空间证书，将特定域名空间分配给次级BCDNS，这与社会的多数组织架构相符合，有助于不同组织加入AntChain Bridge网络，推进可信互联网建设。
AntChain Bridge的跨链流程主要包括区块链域名注册、区块链注册到中继网络、中继监听区块链账本、中继路由跨链消息四个部分。
区块链运营者向BCDNS选取并注册一个域名，BCDNS会为其颁发一个证书，证书中包含运营者的公钥、身份信息颁发者以及域名等信息。在获得域名证书之后，区块链运营者可以自行对区块链的信任锚定（Blockchain Trust Anchor, BTA）信息签名，并将其发布到BCDNS，在协议中，一个域名只可以绑定一条存在的区块链。这样，其他跨链参与者可以通过BCDNS获得该域名的持有者信息。
区块链的运营者下面需要将区块链注册到中继网络。 整个注册过程可以分为如下几点：
- 将从BCDNS获得的域名证书和自签名的BTA提交给中继节点；
- 中继节点会请求默认的或者由运营者指定的PTC，要求其帮助验证域名证书和BTA，然后为该链颁发一个第三方信任根（Third-Party Blockchain Trust Anchor, TP-BTA），TP-BTA中包含了一个公钥集合，后续PTC会为该链提供验证和背书服务，PTC对账本数据执行验证，并提供一个背书证书，说明其完整验证，其他人通过TP-BTA可以验证该证明，进而确认数据确实来自链上。
- 区块链的运营者将区块链的上下文，比如为中继分配的账户、节点地址等信息，发送给中继，中继通过这些信息去构造该链的区块链链桥接组件（Blockchain Bridge Component, BBC）实例，实现包括账本监听、交易上链、合约管理等功能，通过BBC实例和区块链网络建立连接，完成系统合约部署和配置等工作。每个异构链需要实现一套BBC插件，AntChain Bridge会提供SDK、工具、教程，帮助开发者完成插件开发，详情请见异构链插件接口描述和其他教程文档。
- 在完成上述步骤后，区块链运营者此时收到了中继返回的TP-BTA、中继地址，运营者对域名-中继地址、TP-BTA等数据进行签名，将这些信息和签名，提交到BCDNS，更新域名的路由表信息、TP-BTA信息。
中继会通过异构链实现的BBC实例，监听账本数据。 首先，中继会维护一个受保护的区块头链，用来对区块链每个高度的状态做存根，具体操作为对每个高度的区块进行解析，获取区块头并使用TP-BTA和BTA交给PTC验证，最后完成存储，维护一个区块头链，如下图：
然后，当有交易调用应用合约，应用合约调用系统合约的跨链发送接口，会产生特定的跨链事件，而中继会过滤账本数据中的跨链事件等信号，从事件等数据结构中获取出跨链的消息体，获取账本提供的存在性证明，比如默克尔证明，连同当前高度验证过的区块头一起交给PTC，完成存在性验证和背书，并给出第三方证明（签名集合），这之后将进入跨链消息的中继路由阶段。常见的存在性证明比如SPV，这需要开发者以插件或者其他形式集成到PTC中，这部分技术内容将在未来逐步开放。
- 中继在完成跨链消息和PTC背书之后，将解析消息中的接收域名，请求BCDNS询问该域名的路由信息，即应该将消息转发给哪个中继节点，如果发送中继本身正在服务这个域名，则直接跳过转发阶段；
- 调用接收中继，转发消息以及证明；
- 接收中继执行ACL验证等操作，通过后，接收中继将通过接收链的BBC实例，发送交易，提供跨链消息、证明和TP-BTA；
- 系统合约使用TP-BTA验证证明，并解包可认证消息、消息推送协议消息，进而找到接收的账户地址，系统合约调用接收合约完成消息投递；
AntChain Bridge支持异构链以插件化的形式轻松接入跨链网络。 异构链的开发者基于SDK，实现异构链插件，部署插件服务并加载插件，中继和插件服务之间可以通信，就可以将该异构链注册到AntChain Bridge中了，实现该异构链和其他AntChain Bridge支持的区块链的互通。
- SDK：定义了插件核心的SPI，提供通用的数据结构以及工具方法；
- 插件服务：一个无状态的RPC服务，用于响应中继与异构链的通信请求，插件服务可以通过加载不同异构链插件，实现SPI中描述的操作；
- 文档：AntChain Bridge将提供详尽的介绍文档、开发教程和Demo，合作伙伴将会和AntChain Bridge一起实现异构链接入的Demo；
为了更好地理解AntChain Bridge的架构设计，这里给出一个简单的部署架构：
关于这些组件的具体功能和使用方法会在开发文档中给出详细介绍。
AntChain Bridge在商业闭源时代积累的经验和思考，我们将其汇总为一套完整的协议，依据这套协议，AntChain Bridge将走向开放与标准化的未来。我们的协议（协议编号P3205）已经通过了IEEE的流程，该协议将跨链抽象为一般化的模型，使用标准化的语义表达整个跨链流程，并且对关键概念给出具体的解释和字段设计，本协议已正式发布，点击此链接🔗下载IEEE P3205的详细文档。 AntChain Bridge将保持开放，逐步实现IEEE协议的设计，并开源相关的代码、文档，建立开源社区，助力可信网络的基础设施建设。
AntChain Bridge将基于IEEE协议标准打造，并逐步开源各个功能模块，最终达到系统全部开源目标。
- 2023年，开放异构链接入能力，开源Relayer，建立BCDNS；
- 2024年，实现不同架构的PTC、BCDNS并开源，构建AntChain Bridge开放网络；
AntChain Bridge将区块链域名功能模块单独实现为一套协议，邀请伙伴共建区块链域名系统（BlockChain Domain Name System, BCDNS），实现类似于当前互联网的DNS，为区块链网络甚至于Web3提供域名服务，打造在社会层面的数据可信、可追溯。BCDNS将作为多节点组网运行，由多个组织参与维护，为多链并存、多链隔离的现状，提供解决基础。
目前，AntChain Bridge和中国信通院的星火链网团队共同推出了基于星火链网的BCDNS服务，并已经开源。在AntChain Bridge的SDK中，我们给出了BCDNS的标准接口，所有的AntChain Bridge组件都将基于该接口与不同的BCDNS服务交互。基于该接口，我们实现了与星火链网BCDNS交互的客户端，可以通过输入配置创建客户端实例，详细使用可见“AntChain Bridge跨链：如何实现跨链”。
我们目前提供了简单的教程“AntChain Bridge跨链：如何实现跨链”，开发者可以在本地尝试基于星火链网BCDNS和开源的AntChain Bridge Relayer实现以太坊合约的跨链调用。
在未来我们将提供更多的BCDNS实现，并逐步建立一个开放共享的区块链跨链网络。
AntChain Bridge将在未来提供PoA预言机、中继链等标准PTC实现，使得社会中具有权威的机构和个人，可以轻易地将自身信息价值和权威转化为可信互联网中的信任锚点，为跨链数据提供背书，比如法院、检察院等机构，可以作为PTC，为业务区块链完成背书，并提供证明。
