之前一直在忙於通用跨鏈公鏈PalletOne的研發，沒有怎麼做技術分享的博客，最近PalletOne主網上線也有幾個月的時間了，即將進行PTN（PalletOne上面的主Token）從ERC20到主網的轉網工作。在轉網進行時，正好將這其中的技術原理與大家分享。
一、Token轉網的方式
因爲ERC20同質化通證標準的流行，大量區塊鏈項目都是通過先在以太坊上以ERC20的形式發行Token，進行募資、糖果發放、Token買賣等，等到自己的主鏈研發完成，就會將ERC20上的Token銷燬或者凍結，而將對應數量的Token在主網上發放到各個持幣用戶，這個過程叫做Token轉網。
Token轉網一般有兩種方式，通過交易所轉網或者通過項目方轉網。通過交易所轉網對用戶來說最簡單，用戶只需要將ERC20充幣到對應的交易所，然後再提幣時，提的就是主網的Token。而通過項目方轉網的實現方式就比較多了，有通過以太坊合約進行地址映射，通過專門的轉網網站進行轉網操作，通過以太坊快照確認每個地址的Token餘額，通過創世區塊進行Token分配等多種方式，看項目方根據自己鏈的特點來決定。
二、交易所轉網的技術原理
交易所要支持一個新的公鏈，那麼必然會在交易所建立該公鏈的全賬本節點，而交易所本來就支持ERC20代幣，所以也有以太坊的全賬本節點。交易所轉網分爲一次性轉網和持續轉網兩種操作方式。
一次性轉網
一次性轉網就是交易所規定一個時間，在該時間後，不再支持該ERC20的充幣提幣，交易所獲得一個確定的ERC20餘額，然後將這些ERC20按項目方的要求進行銷燬或者轉移到某個鎖定地址。項目方將對應數量的主網Token轉移到交易所的新公鏈錢包地址。這些操作完成後，交易所重新打開該Token的充幣提幣通道，只不過現在充幣只能接受主網的Token，充幣地址也是該主網的新地址，而提幣也只能提取主網的Token。
持續性轉網
持續轉網是指交易所不規定停止ERC20充幣的時間，用戶隨時都可以將ERC20充幣到交易所，也就是說充幣支持主網Token和ERC20兩種方式，而提幣只支持主網Token。交易所先按一次性轉網的流程，將自己持有的ERC20兌換成主網Token，以後當用戶充值的是ERC20時，交易所會定時將所有充值的ERC20進行銷燬或者轉移到項目方規定的鎖定地址，然後向項目方發出ERC20兌換的請求，這個請求一般會發送到項目方的一個RPC API，項目方的該API確認ERC20鎖定後，會將自己持有的主網Token以對應數量發送給交易所指定的地址。
三、PTN轉網合約的技術原理
PalletOne調色板因爲本身就是一個支持比特幣、以太坊等公鏈的通用跨鏈公鏈，所以其上的Token PTN轉網就基於其跨鏈的特點，再配合上陪審團和以太坊適配器執行跨鏈合約，實現主網智能合約的Token轉網。下面詳細介紹一下其中的技術原理。
1.以太坊發佈地址映射與Token鎖定合約
要進行異構鏈的Token轉網，一般來說需要3步操作：
- 以太坊地址與主網地址的映射
- ERC20的鎖定
- 主網Token的釋放
其中步驟1和2都可以在以太坊上通過智能合約來實現。如果以太坊上面ERC20 Token轉賬時能夠附上一句話，那麼就太簡單了，只需要在將ERC20轉移到鎖定地址的這個交易中，以字符串形式附上本次鎖定的Token在主網中對應的映射地址即可。但是我們看看ERC20的標準：https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-20
function transfer(address _to, uint256 _value) public returns (bool success) function transferFrom(address _from, address _to, uint256 _value) public returns (bool success)
無論是transfer還是transferFrom，都只有金額，沒有備註字段，所以我們想要在轉賬時附加上主網映射地址是不現實的。所以我們需要專門發佈一個地址映射的合約方法，持幣用戶調用該方法時，合約將持幣用戶地址與傳入的主網地址進行關聯，再使用一個查詢方法，即可查詢以太坊地址對應的主網地址。另外還有一個方案是發佈一個地址映射的網站，持幣用戶到該完整註冊以太坊地址和主網地址的映射，然後網站給出一個字符串，用戶用以太坊的私鑰對該字符串進行簽名，並提交簽名給網站，這樣網站就可以驗證這次映射確定是該以太坊用戶自己發出，而不是別人冒充的。
以上提出的2個方案都有個驗證的問題，那就是對持幣用戶要求很高。一個普通的持幣用戶，沒有太多的計算機知識，沒有廣泛被使用的合約調用或者簽名的錢包工具，那麼是很難操作“調用地址映射方法”和“對消息進行簽名”的。普通的支持ERC20的錢包，主要就是對ERC20標準的支持，也就是對transfer函數的支持，所以PalletOne地址映射方法被包裝成了transfer方法，用戶只需要用普通的以太坊錢包即可實現地址映射。
其中的具體原理是，以太坊的address _to地址是20字節，而PalletOne的地址雖然形如：P1CumdbKemvLLFXQxH7ufHgjRSzcednFvgd 這樣的形式，但是其本質上也是20字節，所以我們可以將PalletOne地址轉換爲以太坊地址：0x82a445064ac1de016719c653fcd2d13e5b62575c，所以我們定義一個新的ERC20 Token，名字叫PTNMap，持幣用戶在錢包中添加這種Token，然後就可以看到餘額爲1（表示沒有進行映射），發起轉賬，將接收方設置爲PalletOne地址轉換後的以太坊地址即可。轉賬成功後，可以看到餘額爲0，則說明地址映射成功了。
該合約不僅僅是一個包裝成了ERC20的地址映射合約，也是一個Token鎖定合約。持幣用戶在進行了PTNMap的轉賬（地址映射）後，即可將ERC20轉賬到該合約地址。由於該合約沒有提出ERC20的合約方法，所以這是一個鎖定（銷燬）合約。
2.PalletOne的以太坊適配器
PalletOne基於對大量主流區塊鏈的抽象，完成了區塊鏈操作的適配器抽象接口定義，在適配器的接口定義中，定義了區塊鏈通用操作、加密貨幣操作、智能合約操作3大類。Eth-Adaptor以太坊適配器是一種針對以太坊ETH和ERC20的實現。https://github.com/palletone/eth-adaptor
針對PTN轉網來說，以太坊適配器主要使用了
GetTransferTx(input *GetTransferTxInput) (*GetTransferTxOutput, error)
GetPalletOneMappingAddress(addr *GetPalletOneMappingAddressInput) (*GetPalletOneMappingAddressOutput, error)
這兩個方法，一個用於轉網合約查詢某筆ERC20轉賬交易是否成功，源地址、目標地址、金額等，一個用戶計算在主網的地址，然後就可以根據金額和主網地址進行主網Token的發放。
3.PalletOne主網部署轉網合約
PalletOne支持圖靈完備的智能合約，並且從設計上能夠支持多語言（Golang、Java、NodeJS等），支持多鏈的操作（比特幣、以太坊等）。
PalletOne的智能合約與其他公鏈不同，智能合約並不在記賬節點運行，而是在選出的陪審團內運行。一個陪審團由至少4個陪審員節點組成（當然也可以採用更多陪審員節點以進一步加強安全性），每個陪審員分別獨立的運行合約，得到合約執行結果，並進行簽名，如果3/4的節點都對同一個結果達成共識並簽名，那麼這個結果就被認爲是可信的，記賬節點會將這個結果進行打包。
本次PTN轉網合約由Golang寫成，PTN轉網合約的核心方法是：
func (p *PTNMain) PayoutPTNByTxID(ethTxID string, stub shim.ChaincodeStubInterface) pb.Response
其主要邏輯就是通過傳入的鎖定ERC20的以太坊交易Hash，調用適配器查詢交易是否真實存在，並獲得交易細節，根據交易金額和映射地址，將合約上的PTN轉移給對應的用戶地址。當然還有很多關於錯誤判斷、重放攻擊檢查之類的，就不一一詳述了。
4.定時任務掃描以太坊，觸發轉網合約
原本是計劃讓用戶自己來調用以太坊合約，將ERC20鎖定轉賬的交易Hash作爲參數傳入的，但是發現一個矛盾的地方，就是用戶還沒有進行轉網的話，就沒有PTN，沒有PTN就沒辦法發起合約調用，所以就沒辦法獲得轉網的PTN。所以就由我們發佈一個定時任務來做。該程序不斷的循環掃描以太坊上的ERC20 PTN的事件日誌，如果發現有PTN的轉賬，則看轉賬的接收方是不是鎖定合約地址，如果是，則說明有人要進行轉網。接下來就是判斷該交易是否被足夠的塊確認，一旦確認的塊數達到一定數量（比如15個確認），那麼就觸發PalletOne轉網合約的調用。