A study on solutions of cross-ledger intercommunication : Classification, analysis and comparison of crosschain projects

• Main Author: Fan, Yuan
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) 2020
• Subjects: Distributed Ledger Technology; Cross-chain study; Atomic swaps; Interledger protocol; Relay; Sidechains; Distribuerad Huvudboksteknik; Tvärkedjestudie; Atombyte; Interledger-protokoll; Relä; Sidokedjor; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-278498

The phenomenon of isolated value in each blockchain system has become adistinct issue of the blockchain field. To address this problem, the demandof cross-chain intercommunication came up. In a narrow sense, cross-chainrefers to the process of asset interoperability between relatively independentblockchains. In this thesis, we mainly analyze the design principles, technicaldifficulties, and solutions of cross-chain intercommunication in this narrowsense. With the introduction of distributed ledger technology(DLT), we describethe interaction with other ledgers as the fundamental problem of currentblockchain technology.The implementation of cross-chain is mainly manifested as asset swap and assettransfer. So far, there are many existing application scenarios and projectsadopted from these manifestation. This paper will focus on these two implementations,illustrate their principles, locate the realization difficulties, andput forward corresponding possible solutions. Then we elaborated on eightpopular cross-chain projects underlying mechanism listed with three maincategories. A detailed comparison according to their interoperability level,consensus algorithm and application scenarios of the overall overview of 20cross-chain projects is presented as a table in the Appendix A.During the implementation process, we performed a simple atomic swap crosschainframework based on Hash Time Lock Contract between Bitshares andEthereum, then compare the performance with a wallet application presentby Ripple using Interledger Protocol. These two applications are representedthe two different use case of cross-chain realization.With limited number of projects to test out, our conclusion was reached aftera discussion with the relative merits of the two approaches. Interledger protocolhas a better solution from the aspects of the decentralization, scalability,and whether it supports traditional ledgers. === Fenomenet isolerat värde i varje blockchain-system har blivit en distinkt frågaom blockchainfält. För att hantera detta problem kom kravet på interkommunikationmellan kedjor upp. I en smal mening hänvisar tvärkedjantill processen för interoperabilitet mellan tillgångar mellan relativt oberoendeblockchains. I denna avhandling analyserar vi huvudsakligen designprinciper,tekniska svårigheter och lösningar för interkommunikation mellan kedjor ien smal bemärkelse. Med introduktionen av distribuerad huvudboksteknologi(DLT) beskriver vi interaktionen med andra bokar som det grundläggandeproblemet med den nuvarande blockchain-tekniken.Tvärkedjans implementeringsform manifesteras huvudsakligen som tillgångsbyteoch överföring av tillgångar. Hittills finns det många befintliga applikationsscenarier och Pro projekt som antagits från dessa manifestation. Dettadokument kommer att fokusera på dessa två implementeringar, illustrera derasprinciper, lokalisera förståelsessvårigheterna och lägga fram motsvarandemöjliga lösningar. Sedan utarbetade vi åtta populära tvärkedjeprojekt underliggandemekanism listade med tre huvudkategorier. En detaljerad jämförelseberoende på deras driftskompatibilitetsnivå, konsensusalgoritm och tillämpningsscenarierav den övergripande översikten över 20 tvärkedjeprojekt presenterassom en tabell i Appendix A.Under genomförandeprocessen genomförde vi en enkel atomisk swap Cross-Chain ram baserad på hash Time lock kontrakt mellan Bitshares och Ethereum,sedan jämföra prestanda med en plånbok program som finns med Ripplemed Interledger Protocol. Dessa två applikationer föreställs de två olika användningsfallenav Cross-Chain genomförande.Med begränsade projekt att testa, nåddes vår slutsats efter en diskussion medrelativa fördelar med två metoder praktiskt taget. Interledger-protokollet haren bättre lösning med avseende på decentralisering, skalbarhet och huruvidadet stöder traditionella bokar.