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公链，私链，联盟链...这次终于讲清楚了！ - 知乎

公链，私链，联盟链...这次终于讲清楚了！ - 知乎切换模式写文章登录/注册公链，私链，联盟链...这次终于讲清楚了！蝶链科技让存储像存钱一样！​作为新兴科技领域，区块链的相关概念像天上的星星一样繁多，往往让人“丈二和尚摸不着头脑”。比如我们经常能听到IPFS激励公链、ETH等主流区块链，是一种“公链”。那么公链是什么意思呢，对应的私链、联盟链又是什么东西呢？接下来让蝶链君带您解读。·公链（Public Blockchain），即公有/公共的区块链，访问与编写的权限对所有人开放。 ·私链（Private Blockchain），即私有的区块链，访问与编写的权限仅由某个机构/组织控制。·联盟链（Consortium Blockchain），即机构联盟的区块链，访问与编写的权限仅对加入组织联盟的节点开放。它们的本质区别在于访问编写的权限，以及去中心化的程度。越接近公链一端，去中心化程度越高，拥有访问编写权限的机构/个人越多；反之则越低和越少。01 公链公链，即公有链，公共链。公链代表：IPFS激励公链公链特征是人人都可以访问网络，无需中心化机构的授权。比如IPFS激励公链的任何区块均对外公开，任何人都可以在IPFS激励公链网络上发送消息。由于公链是高度去中心化的，因此需要特定的共识机制，以确保各个网络节点采用同一套标准来确认新的区块。共识机制确保公链能去中心化地、无需人手干预地自动运行。除了共识机制，公链还需要设定激励机制。公链是高度去中心化的，通过给作出贡献的节点发放“通证”奖励，来激励网络参与者“愿意主动合作”，共同维护链上数据的安全。通证奖励往往也是新人关注区块链的动力。IPFS激励公链网络用于激励的通证叫FIL，节点获得FIL奖励后，可以用来换取其他网络服务，或者拿到交易平台出售。由于是公共区块链，公链上所有的交易数据均是公开的。虽然公链上的所有节点都是匿名加入网络的，但任何节点都可以查看其他节点的账户余额以及交易活动。人人可参与的模式使得公链网络能以去中心化的形式，在全世界范围内快速发展壮大。02 私链私链，即私有链。私链代表：蚂蚁金服私链的访问和编写权限由某个机构掌握。私链的公开程度由这个机构来决定，他人必须先注册取得许可才可以访问和使用。私链的价值主要是提供了可追溯的、不可篡改的运算平台，赋能机构的数据系统。私链适合用于机构的数据管理、审计等场景。因为相比中心化数据库，私链能够防止内部某个节点篡改数据。故意隐瞒或篡改数据的情况很容易被发现，发生错误时也能追踪错误来源。比起公链，私链能提供更快的交易速度、更低的交易成本。因为私链上只有少量的节点，也都具有很高的信任度，并不需要每个节点来验证一个交易。因此，相比需要通过大多数节点验证的公有链，私链的交易速度更快，交易成本也更低。03 联盟链联盟链，即多个机构间建立的区块链。联盟链代表：超账本（Hyperledger）联盟链由机构间根据自行商定的协议建立而成。成员节点参与区块链运行需要根据规则获得访问和编写的权限。联盟链由成员节点共同维护，提供成员管理，认证，授权，监控，审计等功能。由Linux基金会成立的超账本项目，就采用了联盟链的模式。联盟链适合机构间交易清算结算的B2B场景，用于节省对账和清算成本，减少人为错误的发生。联盟链对安全性能要求比公链高。本质上来说，联盟链是私有链的一种，只是私有程度不同，而且其权限设计要求比私有链更复杂；但联盟链比纯粹的私有链更具可信度。总体而言，在对可信度、安全性有很高要求，而对交易速度不苛求的落地场景，公有链更有优势。而对于更加注重隐私保护、交易速度和内部监管的应用，开发私链或者联盟链则更加合适。三者不同的区块链模式各有所长又相互补充，共同推动Web3.0的落地与应用。编辑于 2021-09-26 15:12去中心化区块链(Blockchain)​赞同 22​​1 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所-腾讯云开发者社区-腾讯云

技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所-腾讯云开发者社区-腾讯云WZEARW【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所关注作者腾讯云开发者社区文档建议反馈控制台首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动文章/答案/技术大牛搜索搜索关闭发布登录/注册首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动返回腾讯云官网WZEARW首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动返回腾讯云官网社区首页 >专栏 >【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所WZEARW关注发布于 2018-04-16 11:39:595.4K0发布于 2018-04-16 11:39:59举报文章被收录于专栏：专知专知本文为中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室袁勇博士与王飞跃教授发表在 2016 年 4 月出版的在《自动化学报》上关于区块链技术的综述论文。文章通过解构区块链的核心要素，提出了区块链系统的基础架构模型，详细阐述了区块链及与之相关的比特币的基本原理、技术、方法与应用现状，讨论了智能合约的理念、应用和意义。区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术。区块链技术的核心优势是去中心化，能够通过运用数据加密、时间戳、分布式共识和经济激励等手段，在节点无需互相信任的分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作，从而为解决中心化机构普遍存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题提供了解决方案。随着比特币近年来的快速发展与普及，区块链技术的研究与应用也呈现出爆发式增长态势，被认为是继大型机、个人电脑、互联网、移动/社交网络之后计算范式的第五次颠覆式创新，是人类信用进化史上继血亲信用、贵金属信用、央行纸币信用之后的第四个里程碑 [1]。区块链技术是下一代云计算的雏形，有望像互联网一样彻底重塑人类社会活动形态，并实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。区块链技术的快速发展引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注。2016 年 1 月，英国政府发布区块链专题研究报告 [2]，积极推行区块链在金融和政府事务中的应用；中国人民银行召开数字货币研讨会探讨采用区块链技术发行虚拟货币的可行性，以提高金融活动的效率、便利性和透明度。美国纳斯达克于 2015 年 12 月率先推出基于区块链技术的证券交易平台 Linq，成为金融证券市场去中心化趋势的重要里程碑；德勤和安永等专业审计服务公司相继组建区块链研发团队，致力于提升其客户审计服务质量。截止到 2016 年初，资本市场已经相继投入 10 亿美元以加速区块链领域的发展。初创公司 R3CEV 基于微软云服务平台 Azure 推出的 BaaS（Blockchain as a Service，区块链即服务）服务，已与美国银行、花旗银行等全球 40 余家大型银行机构签署区块链合作项目，致力于制定银行业的区块链行业标准与协议。区块链技术起源于 2008 年由化名为「中本聪」（Satoshi Nakamoto）的学者在密码学邮件组发表的奠基性论文《比特币：一种点对点电子现金系统》[3]，目前尚未形成行业公认的区块链定义：狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账（Decentralized Shared Ledger），能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内验证的数据。广义的区块链技术则是利用加密链式区块结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用自动化脚本代码（智能合约）来编程和操作数据的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式。区块链具有去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点：首先是去中心化：区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构，采用纯数学方法而不是中心机构来建立分布式节点间的信任关系，从而形成去中心化的可信任的分布式系统；其次是时序数据：区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，具有极强的可验证性和可追溯性；第三是集体维护：区块链系统采用特定的经济激励机制来保证分布式系统中所有节点均可参与数据区块的验证过程（如比特币的「挖矿」过程），并通过共识算法来选择特定的节点将新区块添加到区块链；第四是可编程：区块链技术可提供灵活的脚本代码系统，支持用户创建高级的智能合约、货币或其他去中心化应用。例如，以太坊（Ethereum）平台即提供了图灵完备的脚本语言以供用户来构建任何可以精确定义的智能合约或交易类型 [4]；最后是安全可信：区块链技术采用非对称密码学原理对数据进行加密，同时借助分布式系统各节点的工作量证明等共识算法形成的强大算力来抵御外部攻击、保证区块链数据不可篡改和不可伪造，因而具有较高的安全性。区块链技术是具有普适性的底层技术框架，可以为金融、经济、科技甚至政治等各领域带来深刻变革。按照目前区块链技术的发展脉络，区块链技术将会经历以可编程数字加密货币体系为主要特征的区块链 1.0 模式、以可编程金融系统为主要特征的区块链 2.0 模式和以可编程社会为主要特征的区块链 3.0 模式 [1]。目前，一般认为区块链技术正处于 2.0 模式的初期，股权众筹和 P2P 借贷等各类基于区块链技术的互联网金融应用相继涌现。然而，上述模式实际上是平行而非演进式发展的，区块链 1.0 模式的数字加密货币体系仍然远未成熟，距离其全球货币一体化的愿景实际上更远、更困难。目前，区块链领域已经呈现出明显的技术和产业创新驱动的发展态势，相关学术研究严重滞后、亟待跟进。截止到 2016 年 2 月，以万方数据知识服务平台为中文数据源、以 Web of Science 和 EI Village 为英文数据源的文献检索显示，目前篇名包含关键词「区块链/blockchain」的仅有 2 篇中文 [5,6] 和 9 篇英文文献 [6~14]。本文系统性地梳理了区块链的基本原理、核心技术、典型应用和现存问题，以期为未来研究提供有益的启发与借鉴。本文组织结构为：第 1 节概述区块链与比特币的发展史及二者的关系；第 2 节阐述区块链的基础架构模型及其关键技术；第 3 节和第 4 节分别概要总结了区块链技术的应用场景与现存的问题；第 5 节介绍智能合约及其在区块链领域的应用现状；第 6 节展望了区块链驱动的平行社会发展趋势；第 7 节总结本文内容。1. 比特币与区块链概述比特币是迄今为止最为成功的区块链应用场景。据区块链实时监控网站 Blockchain.info 统计显示，平均每天有约 7500 万美元的 120000 笔交易被写入比特币区块链，目前已生成超过 40万个区块 [15]。加密货币市值统计网站 coinmarketcap.com 显示，截止到 2016 年 2 月，全球共有 675 种加密货币，总市值超过 67 亿美元，其中比特币市值约占 86%，瑞波币和以太币分别居二、三位 [16]。目前比特币供应量（即已经挖出的比特币数量）已经超过 1500 万枚，按照每枚比特币 389.50 美元的现行价格估算其总市值已超过 59 亿美元，在世界各国 2015 年 GDP 排名中占据第 144 位（略低于欧洲的摩尔多瓦）。换言之，在没有政府和中央银行信用背书的情况下，去中心化的比特币已经依靠算法信用创造出与欧洲小国体量相当的全球性经济体【注：近日比特币价格突破 5800 美元/枚，流通的比特币总价值达到 967 亿美元】。预计到 2027 年，全球 10% 的 GDP 将会通过区块链技术存储 [17]。比特币区块链的第一个区块（称为创世区块）诞生于 2009 年 1 月 4 日，由创始人中本聪持有。一周后，中本聪发送了 10 个比特币给密码学专家哈尔芬尼，形成了比特币史上第一次交易；2010 年 5 月，佛罗里达程序员用 1 万比特币购买价值为 25 美元的披萨优惠券，从而诞生了比特币的第一个公允汇率。此后，比特币价格快速上涨，并在 2013 年 11 月创下每枚比特币兑换 1242 美元的历史高值，超过同期每盎司 1241.98 美元的黄金价格。据 CoinDesk 估算，目前全球约有 6 万商家接受比特币交易，其中中国是比特币交易增长最为迅速的国家 [18]。比特币本质上是由分布式网络系统生成的数字货币，其发行过程不依赖特定的中心化机构，而是依赖于分布式网络节点共同参与一种称为工作量证明（Proof of Work，PoW）的共识过程以完成比特币交易的验证与记录。PoW 共识过程（俗称挖矿，每个节点称为矿工）通常是各节点贡献自己的计算资源来竞争解决一个难度可动态调整的数学问题，成功解决该数学问题的矿工将获得区块的记账权，并将当前时间段的所有比特币交易打包记入一个新的区块、按照时间顺序链接到比特币主链上。比特币系统同时会发行一定数量的比特币以奖励该矿工，并激励其他矿工继续贡献算力。比特币的流通过程依靠密码学方法保障安全。每一次比特币交易都会经过特殊算法处理和全体矿工验证后记入区块链，同时可以附带具有一定灵活性的脚本代码（智能合约）以实现可编程的自动化货币流通。由此可见，比特币和区块链系统一般具备如下五个关键要素，即公共的区块链账本、分布式的点对点网络系统、去中心化的共识算法、适度的经济激励机制以及可编程的脚本代码。区块链技术为比特币系统解决了数字加密货币领域长期以来所必需面对的两个重要问题，即双重支付问题和拜占庭将军问题 [19]：双重支付问题又称为「双花」，即利用货币的数字特性两次或多次使用「同一笔钱」完成支付。传统金融和货币体系中，现金（法币）因是物理实体，能够自然地避免双重支付；其他数字形式的货币则需要可信的第三方中心机构（如银行）来保证。区块链技术的贡献是在没有第三方机构的情况下，通过分布式节点的验证和共识机制解决了去中心化系统的双重支付问题，在信息传输的过程同时完成了价值转移。拜占庭将军问题是分布式系统交互过程普遍面临的难题，即在缺少可信任的中央节点的情况下，分布式节点如何达成共识和建立互信 [20]。区块链通过数字加密技术和分布式共识算法，实现了在无需信任单个节点的情况下构建一个去中心化的可信任系统。与传统中心机构（如中央银行）的信用背书机制不同的是，比特币区块链形成的是软件定义的信用，这标志着中心化的国家信用向去中心化的算法信用的根本性变革。图 1 比特币生态圈比特币凭借其先发优势，目前已经形成体系完备的涵盖发行、流通和金融衍生市场的生态圈与产业链（如图1所示），这也是其长期占据绝大多数数字加密货币市场份额的主要原因。比特币的开源特性吸引了大量开发者持续性地贡献其创新技术、方法和机制；比特币各网络节点（矿工）提供算力以保证比特币的稳定共识和安全性，其算力大多来自于设备商销售的专门用于 PoW 共识算法的专业设备（矿机）。比特币网络为每个新发现的区块发行一定数量的比特币以奖励矿工，部分矿工可能会相互合作建立收益共享的矿池，以便汇集算力来提高获得比特币的概率。比特币经发行进入流通环节后，持币人可以通过特定的软件平台（如比特币钱包）向商家支付比特币来购买商品或服务，这体现了比特币的货币属性；同时由于比特币价格的涨跌机制使其完全具备金融衍生品的所有属性，因此出现了比特币交易平台以方便持币人投资或者投机比特币。在流通环节和金融市场中，每一笔比特币交易都会由比特币网络的全体矿工验证并记入区块链。比特币是区块链技术赋能的第一个「杀手级」应用，迄今为止区块链的核心技术和人才资源仍大多在比特币研发领域。然而，区块链作为未来新一代的底层基础技术，其应用范畴势必会超越数字加密货币而延伸到金融、经济、科技和政治等其他领域。比特币的现有技术、模式和机制，将会对区块链在新应用领域的发展提供有益的借鉴，而新领域的区块链创新也势必反过来促进解决比特币系统现存的问题。因此，比特币和区块链技术存在着协同进化、和谐共生而非相互竞争的良性反馈关系。2. 区块链的基础模型与关键技术本节将结合比特币系统的技术与应用现状，阐述区块链技术的基础模型、基本原理和关键技术，以及区块链在比特币系统之外的若干创新模式。现存的其他区块链应用大多都与比特币类似，仅在某些特定的环节或多或少地采用比特币模式的变种。图 2 区块链基础架构模型区块链技术的基础架构模型如图 2 所示。一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。2.1 数据层狭义的区块链即是去中心化系统各节点共享的数据账本。每个分布式节点都可以通过特定的哈希算法和 Merkle 树数据结构，将一段时间内接收到的交易数据和代码封装到一个带有时间戳的数据区块中，并链接到当前最长的主区块链上，形成最新的区块。该过程涉及区块、链式结构、哈希算法、 Merkle 树和时间戳等技术要素。数据区块图 3 区块结构

如图 3 所示，每个数据区块一般包含区块头（Header）和区块体（Body）两部分。区块头封装了当前版本号（Version）、前一区块地址（Prev-block）、当前区块的目标哈希值（Bits）、当前区块 PoW 共识过程的解随机数（Nonce）、Merkle 根（Merkle-root）以及时间戳（Timestamp）等信息 [21]。比特币网络可以动态调整 PoW 共识过程的难度值，最先找到正确的解随机数 Nonce 并经过全体矿工验证的矿工将会获得当前区块的记账权。区块体则包括当前区块的交易数量以及经过验证的、区块创建过程中生成的所有交易记录。这些记录通过 Merkle 树的哈希过程生成唯一的 Merkle 根并记入区块头。链式结构取得记账权的矿工将当前区块链接到前一区块，形成最新的区块主链。各个区块依次环环相接，形成从创世区块到当前区块的一条最长主链，从而记录了区块链数据的完整历史，能够提供区块链数据的溯源和定位功能，任意数据都可以通过此链式结构顺藤摸瓜、追本溯源。

需要说明的是，如果短时间内有两个矿工同时「挖出」两个新的区块加以链接的话，区块主链可能会出现暂时的「分叉」现象，其解决方法是约定矿工总是选择延长累计工作量证明最大的区块链。因此，当主链分叉后，后续区块的矿工将通过计算和比较，将其区块链接到当前累计工作量证明最大化的备选链上，形成更长的新主链，从而解决分叉问题 [19]。时间戳区块链技术要求获得记账权的节点必须在当前数据区块头中加盖时间戳，表明区块数据的写入时间。因此，主链上各区块是按照时间顺序依次排列的。时间戳技术本身并不复杂，但其在区块链技术中的应用是具有重要意义的创新。时间戳可以作为区块数据的存在性证明（Proof of Existence），有助于形成不可篡改和不可伪造的区块链数据库，从而为区块链应用于公证、知识产权注册等时间敏感的领域奠定了基础。更为重要的是，时间戳为未来基于区块链的互联网和大数据增加了时间维度，使得通过区块数据和时间戳来重现历史成为可能。哈希函数区块链通常并不直接保存原始数据或交易记录，而是保存其哈希函数值，即将原始数据编码为特定长度的由数字和字母组成的字符串后记入区块链。哈希函数（也称散列函数）具有诸多优良特点，因而特别适合用于存储区块链数据。例如，通过哈希输出几乎不能反推输入值（单向性），不同长度输入的哈希过程消耗大约相同的时间（定时性）且产生固定长度的输出（定长性），即使输入仅相差一个字节也会产生显著不同的输出值（随机性）等。比特币区块链通常采用双 SHA256 哈希函数，即将任意长度的原始数据经过两次 SHA256 哈希运算后转换为长度为 256 位（32字节）的二进制数字来统一存储和识别。除上述特点外，SHA256 算法还具有巨大的散列空间（2256）和抗碰撞（避免不同输入值产生相同哈希值）等特性，可满足比特币的任何相关标记需要而不会出现冲突。Merkle 树Merkle 树是区块链的重要数据结构，其作用是快速归纳和校验区块数据的存在性和完整性。如图 3 所示，Merkle 树通常包含区块体的底层（交易）数据库，区块头的根哈希值（即Merkle 根）以及所有沿底层区块数据到根哈希的分支。Merkle 树运算过程一般是将区块体的数据进行分组哈希，并将生成的新哈希值插入到 Merkle 树中，如此递归直到只剩最后一个根哈希值并记为区块头的 Merkle 根。最常见的 Merkle 树是比特币采用的二叉 Merkle 树，其每个哈希节点总是包含两个相邻的数据块或其哈希值 [22]，其他变种则包括以太坊的 Merkle Patricia Tree等 [4]。Merkle 树有诸多优点：首先是极大地提高了区块链的运行效率和可扩展性，使得区块头只需包含根哈希值而不必封装所有底层数据，这使得哈希运算可以高效地运行在智能手机甚至物联网设备上；其次是 Merkle 树可支持「简化支付验证」协议，即在不运行完整区块链网络节点的情况下，也能够对（交易）数据进行检验 [3]。例如，为验证图 3 中交易 6，一个没有下载完整区块链数据的客户端可以通过向其他节点索要包括从交易 6 哈希值沿 Merkle 树上溯至区块头根哈希处的哈希序列（即哈希节点6，5，56，78，5678，1234）来快速确认交易的存在性和正确性。一般说来，在 N 个交易组成的区块体中确认任一交易的算法复杂度仅为 log_2 N 。这将极大地降低区块链运行所需的带宽和验证时间，并使得仅保存部分相关区块链数据的轻量级客户端成为可能。非对称加密非对称加密是为满足安全性需求和所有权验证需求而集成到区块链中的加密技术，常见算法包括 RSA、Elgamal、Rabin、D-H、ECC（即椭圆曲线加密算法）等。非对称加密通常在加密和解密过程中使用两个非对称的密码，分别称为公钥和私钥。非对称密钥对具有两个特点：

首先是用其中一个密钥（公钥或私钥）加密信息后，只有另一个对应的密钥才能解开；其次是公钥可向其他人公开、私钥则保密，其他人无法通过该公钥推算出相应的私钥。非对称加密技术在区块链的应用场景主要包括信息加密、数字签名和登录认证等，其中：信息加密场景主要是由信息发送者（记为 A）使用接受者（记为 B）的公钥对信息加密后再发送给 B，B 利用自己的私钥对信息解密。比特币交易的加密即属于此场景；数字签名场景则是由发送者 A 采用自己的私钥加密信息后发送给 B，B 使用 A 的公钥对信息解密、从而可确保信息是由 A 发送的；登录认证场景则是由客户端使用私钥加密登录信息后发送给服务器，后者接收后采用该客户端的公钥解密并认证登录信息。图 4 比特币非对称加密机制以比特币系统为例，其非对称加密机制如图 4 所示：比特币系统一般通过调用操作系统底层的随机数生成器来生成 256 位随机数作为私钥。比特币私钥的总量可达 2256，极难通过遍历全部私钥空间来获得存有比特币的私钥，因而是密码学安全的。为便于识别，256 位二进制形式的比特币私钥将通过 SHA256 哈希算法和 Base58 转换，形成 50 个字符长度的易识别和书写的私钥提供给用户；比特币的公钥是由私钥首先经过 Secp256k1 椭圆曲线算法生成 65 字节长度的随机数。该公钥可用于产生比特币交易时使用的地址，其生成过程为首先将公钥进行 SHA256 和 RIPEMD160 双哈希运算并生成20字节长度的摘要结果（即 hash160 结果），再经过 SHA256 哈希算法和 Base58 转换形成 33 字符长度的比特币地址 [19]。公钥生成过程是不可逆的，即不能通过公钥反推出私钥。比特币的公钥和私钥通常保存于比特币钱包文件，其中私钥最为重要。丢失私钥就意味着丢失了对应地址的全部比特币资产。现有的比特币和区块链系统中，根据实际应用需求已经衍生出多私钥加密技术，以满足多重签名等更为灵活和复杂的场景。2.2 网络层网络层封装了区块链系统的组网方式、消息传播协议和数据验证机制等要素。结合实际应用需求，通过设计特定的传播协议和数据验证机制，可使得区块链系统中每一个节点都能参与区块数据的校验和记账过程，仅当区块数据通过全网大部分节点验证后，才能记入区块链。组网方式区块链系统的节点一般具有分布式、自治性、开放可自由进出等特性，因而一般采用对等式网络（Peer-to-Peer Network，P2P 网络）来组织散布全球的参与数据验证和记账的节点。P2P 网络中的每个节点均地位对等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互，不存在任何中心化的特殊节点和层级结构，每个节点均会承担网络路由、验证区块数据、传播区块数据、发现新节点等功能。按照节点存储数据量的不同，可以分为全节点和轻量级节点。前者保存有从创世区块到当前最新区块为止的完整区块链数据，并通过实时参与区块数据的校验和记账来动态更新主链。全节点的优势在于不依赖任何其他节点而能够独立地实现任意区块数据的校验、查询和更新，劣势则是维护全节点的空间成本较高。以比特币为例，截止到 2016 年 2 月，创世区块至当前区块的数据量已经超过 60 GB。与之相比，轻量级节点则仅保存一部分区块链数据，并通过第 2.1 节提到的简易支付验证方式向其相邻节点请求所需的数据来完成数据校验。数据传播协议任一区块数据生成后，将由生成该数据的节点广播到全网其他所有的节点来加以验证。现有的区块链系统一般根据实际应用需求设计比特币传播协议的变种，例如以太坊区块链集成了所谓的「幽灵协议」以解决因区块数据确认速度快而导致的高区块作废率和随之而来的安全性风险 [4]。根据中本聪的设计，比特币系统的交易数据传播协议包括如下步骤 [3]：1) 比特币交易节点将新生成的交易数据向全网所有节点进行广播；2) 每个节点都将收集到的交易数据存储到一个区块中；3) 每个节点基于自身算力在区块中找到一个具有足够难度的工作量证明；4) 当节点找到区块的工作量证明后，就向全网所有节点广播此区块；5) 仅当包含在区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的，其他节点才认同该区块的有效性；6) 其他节点接受该数据区块，并在该区块的末尾制造新的区块以延长该链条，而将被接受区块的随机哈希值视为先于新区块的随机哈希值。需要说明的是，如果交易节点是与其他节点无连接的新节点，比特币系统通常会将一组长期稳定运行的「种子节点」推荐给新节点建立连接，或者推荐至少一个节点连接到新节点。此外，交易数据广播时，并不需要全部节点均接收到，而是只要足够多的节点做出响应即可整合进入区块账本中。未接收到特定交易数据的节点则可向邻近节点请求下载该缺失的交易数据 [19]。数据验证机制P2P 网络中的每个节点都时刻监听比特币网络中广播的数据与新区块。节点接收到邻近节点发来的数据后，将首先验证该数据的有效性：如果数据有效，则按照接收顺序为新数据建立存储池以暂存尚未记入区块的有效数据，同时继续向邻近节点转发；如果数据无效，则立即废弃该数据，从而保证无效数据不会在区块链网络继续传播。以比特币为例，比特币的矿工节点会收集和验证 P2P 网络中广播的尚未确认的交易数据，并对照预定义的标准清单，从数据结构、语法规范性、输入输出和数字签名等各方面校验交易数据的有效性，并将有效交易数据整合到当前区块中。同理，当某矿工「挖」到新区块后，其他矿工节点也会按照预定义标准来校验该区块是否包含足够工作量证明，时间戳是否有效等。如确认有效，其他矿工节点会将该区块链接到主区块链上，并开始竞争下一个新区块。由网络层设计机理可见，区块链是典型的分布式大数据技术。全网数据同时存储于去中心化系统的所有节点上，即使部分节点失效，只要仍存在一个正常运行的节点，区块链主链数据就可完全恢复而不会影响后续区块数据的记录与更新。这种高度分散化的区块存储模式与云存储模式的区别在于，后者是基于中心化结构基础上的多重存储和多重数据备份模式，即「多中心化」模式，而前者则是完全「去中心化」的存储模式，具有更高的数据安全性。2.3 共识层如何在分布式系统中高效地达成共识是分布式计算领域的重要研究问题。正如社会系统中「民主」和「集中」的对立关系相似，决策权越分散的系统达成共识的效率越低、但系统稳定性和满意度越高；而决策权越集中的系统更易达成共识，但同时更易出现专制和独裁。区块链技术的核心优势之一就是能够在决策权高度分散的去中心化系统中使得各节点高效地针对区块数据的有效性达成共识。早期的比特币区块链采用高度依赖节点算力的工作量证明（Proof of Work，PoW）机制来保证比特币网络分布式记账的一致性。随着区块链技术的发展和各种竞争币的相继涌现，研究者提出多种不依赖算力而能够达成共识的机制，例如点点币首创的权益证明（Proof of Stake，PoS）共识 [23] 和比特股首创的授权股份证明机制（Delegated Proof of Stake，DPoS）共识机制 [24] 等。区块链共识层即封装了这些共识机制。PoW 共识中本聪在其比特币奠基性论文中设计了 PoW 共识机制，其核心思想是通过引入分布式节点的算力竞争来保证数据一致性和共识的安全性。比特币系统中，各节点（即矿工）基于各自的计算机算力相互竞争来共同解决一个求解复杂但验证容易的 SHA256 数学难题（即挖矿），最快解决该难题的节点将获得区块记账权和系统自动生成的比特币奖励。该数学难题可表述为：根据当前难度值，通过搜索求解一个合适的随机数（Nonce）使得图 3 中区块头各元数据的双 SHA256 哈希值小于或等于目标哈希值。比特币系统通过灵活调整随机数搜索的难度值来控制区块的平均生成时间为 10 分钟左右。一般说来，PoW 共识的随机数搜索过程如下（参照图3区块结构） [19]：步骤 1：搜集当前时间段的全网未确认交易，并增加一个用于发行新比特币奖励的 Coinbase 交易，形成当前区块体的交易集合；步骤 2：计算区块体交易集合的 Merkle 根记入区块头，并填写区块头的其他元数据，其中随机数 Nonce 置零；步骤 3：随机数 Nonce 加 1；计算当前区块头的双 SHA256 哈希值，如果小于或等于目标哈希值，则成功搜索到合适的随机数并获得该区块的记账权；否则继续步骤 3 直到任一节点搜索到合适的随机数为止；步骤 4：如果一定时间内未成功，则更新时间戳和未确认交易集合、重新计算 Merkle 根后继续搜索。符合要求的区块头哈希值通常由多个前导零构成，目标哈希值越小，区块头哈希值的前导零越多，成功找到合适的随机数并「挖」出新区块的难度越大。据区块链实时监测网站 Blockchain.info 显示，截止到 2016 年 2 月，符合要求的区块头哈希值一般有 17 个前导零，例如第 398346 号区块哈希值为「0000000000000000077f754f22f21629a7975cf…」。按照概率计算，每 16 次随机数搜索将会有找到一个含有一个前导零的区块哈希值，因而比特币目前 17 位前导零哈希值要求 1617 次随机数搜索才能找到一个合适的随机数并生成一个新的区块。由此可见，比特币区块链系统的安全性和不可篡改性是由 PoW 共识机制的强大算力所保证的，任何对于区块数据的攻击或篡改都必须重新计算该区块以及其后所有区块的 SHA256 难题，并且计算速度必须使得伪造链长度超过主链，这种攻击难度导致的成本将远超其收益。据估计，截止到 2016 年 1 月，比特币区块链的算力已经达到 800000000 Gh/s，即每秒进行8×10^18 次运算，超过全球 Top 500 超级计算机的算力总和。PoW 共识机制是具有重要意义的创新，其近乎完美地整合了比特币系统的货币发行、交易支付和验证等功能，并通过算力竞争保障系统的安全性和去中心性。PoW 共识机制同时存在着显著的缺陷，其强大算力造成的资源浪费（如电力）历来为研究者所诟病，而且长达 10 分钟的交易确认时间使其相对不适合小额交易的商业应用。PoS 共识机制PoS 共识是为解决 PoW 共识机制的资源浪费和安全性缺陷而提出的替代方案。限于篇幅，本文主要聚焦于 PoS 相对于 PoW 的创新之处。PoS 共识本质上是采用权益证明来代替 PoW 中的基于哈希算力的工作量证明，是由系统中具有最高权益而非最高算力的节点获得区块记账权。权益体现为节点对特定数量货币的所有权，称为币龄或币天数（Coin Days）。币龄是特定数量的币与其最后一次交易的时间长度的乘积，每次交易都将会消耗掉特定数量的币龄。例如，某人在一笔交易中收到 10 个币后并持有 10 天，则获得 100 币龄；而后其花掉 5 个币后，则消耗掉 50 币龄。显然，采用 PoS 共识机制的系统在特定时间点上的币龄总数是有限的，长期持币者更倾向于拥有更多币龄，因此币龄可视为其在 PoS 系统中的权益。此外，PoW 共识过程中各节点挖矿难度相同，而 PoS 共识过程中的难度与交易输入的币龄成反比，消耗币龄越多则挖矿难度越低。节点判断主链的标准也由 PoW 共识的最高累计难度转变为最高消耗币龄，每个区块的交易都会将其消耗的币龄提交给该区块，累计消耗币龄最高的区块将被链接到主链。由此可见，PoS 共识过程仅依靠内部币龄和权益而不需要消耗外部算力和资源，从根本上解决了 PoW 共识算力浪费的问题，并且能够在一定程度上缩短达成共识的时间，因而比特币之后的许多竞争币均采用 PoS 共识机制。DPoS 共识机制DPoS 共识机制的基本思路类似于「董事会决策」，即系统中每个股东节点可以将其持有的股份权益作为选票授予一个代表，获得票数最多且愿意成为代表的前 101 个节点将进入「董事会」，按照既定的时间表轮流对交易进行打包结算并且签署（即生产）一个新区块。每个区块被签署之前，必须先验证前一个区块已经被受信任的代表节点所签署。「董事会」的授权代表节点可以从每笔交易的手续费中获得收入，同时要成为授权代表节点必须缴纳一定量的保证金，其金额相当于生产一个区块收入的 100 倍。授权代表节点必须对其他股东节点负责，如果其错过签署相对应的区块，则股东将会收回选票从而将该节点「投出」董事会。因此，授权代表节点通常必须保证 99% 以上的在线时间以实现盈利目标 [24]。显然，与 PoW 共识机制必须信任最高算力节点和 PoS 共识机制必须信任最高权益节点不同的是，DPoS 共识机制中每个节点都能够自主决定其信任的授权节点且由这些节点轮流记账生成新区块，因而大幅减少了参与验证和记账的节点数量，可以实现快速共识验证。除上述三种主流共识机制外，实际区块链应用中也衍生出了 PoW + PoS、行动证明（Proof of Activity）等多个变种机制。这些共识机制各有优劣势，比特币的 PoW 共识机制依靠其先发优势已经形成成熟的挖矿产业链，支持者众多，而 PoS 和 DPoS 等新兴机制则更为安全、环保和高效，从而使得共识机制的选择问题成为区块链系统研究者最不易达成共识的问题。2.4 激励层区块链共识过程通过汇聚大规模共识节点的算力资源来实现共享区块链账本的数据验证和记账工作，因而其本质上是一种共识节点间的任务众包过程。去中心化系统中的共识节点本身是自利的，最大化自身收益是其参与数据验证和记账的根本目标。因此，必须设计激励相容的合理众包机制，使得共识节点最大化自身收益的个体理性行为与保障去中心化区块链系统的安全和有效性的整体目标相吻合。区块链系统通过设计适度的经济激励机制并与共识过程相集成，从而汇聚大规模的节点参与并形成了对区块链历史的稳定共识。以比特币为例，比特币 PoW 共识中的经济激励由新发行比特币奖励和交易流通过程中的手续费两部分组成，奖励给 PoW 共识过程中成功搜索到该区块的随机数并记录该区块的节点。因此，只有当各节点通过合作共同构建共享和可信的区块链历史记录、并维护比特币系统的有效性，其获得的比特币奖励和交易手续费才会有价值。比特币已经形成成熟的挖矿生态圈，大量配备专业矿机设备的矿工积极参与基于挖矿的 PoW 共识过程，其根本目的就是通过获取比特币奖励并转换为相应法币来实现盈利。发行机制比特币系统中每个区块发行比特币的数量是随着时间阶梯性递减的。创世区块起的每个区块将发行 50 个比特币奖励给该区块的记账者，此后每隔约 4 年（21万个区块）每区块发行比特币的数量降低一半，依此类推，一直到比特币的数量稳定在上限 2100 万为止 [19]。比特币交易过程中会产生手续费，目前默认手续费是万分之一个比特币，这部分费用也会记入区块并奖励给记账者。这两部分费用将会封装在每个区块的第一个交易（称为 Coinbase 交易）中。虽然现在每个区块的总手续费相对于新发行比特币来说规模很小（通常不会超过 1 个比特币），但随着未来比特币发行数量的逐步减少甚至停止发行，手续费将逐渐成为驱动节点共识和记账的主要动力。同时，手续费还可以防止大量微额交易对比特币网络发起的「粉尘」攻击，起到保障安全的作用。分配机制比特币系统中，大量的小算力节点通常会选择加入矿池，通过相互合作汇集算力来提高「挖」到新区块的概率，并共享该区块的比特币和手续费奖励。据 Bitcoinmining.com 统计，目前已经存在 13 种不同的分配机制 [25]。主流矿池通常采用 PPLNS（Pay Per Last N Shares）、PPS（Pay Per Share）和 PROP（PROPortionately）等机制。矿池将各节点贡献的算力按比例划分成不同的股份（Share），其中：PPLNS 机制是指发现区块后，各合作节点根据其在最后 N 个股份内贡献的实际股份比例来分配区块中的比特币；PPS 则直接根据股份比例为各节点估算和支付一个固定的理论收益，采用此方式的矿池将会适度收取手续费来弥补其为各节点承担的收益不确定性风险；PROP 机制则根据节点贡献的股份按比例地分配比特币。矿池的出现是对比特币和区块链去中心化趋势的潜在威胁，如何设计合理的分配机制引导各节点合理地合作、避免出现因算力过度集中而导致的安全性问题是亟待解决的研究问题。2.5 合约层合约层封装区块链系统的各类脚本代码、算法以及由此生成的更为复杂的智能合约。如果说数据、网络和共识三个层次作为区块链底层「虚拟机」分别承担数据表示、数据传播和数据验证功能的话，合约层则是建立在区块链虚拟机之上的商业逻辑和算法，是实现区块链系统灵活编程和操作数据的基础。包括比特币在内的数字加密货币大多采用非图灵完备的简单脚本代码来编程控制交易过程，这也是智能合约的雏形。随着技术的发展，目前已经出现以太坊等图灵完备的可实现更为复杂和灵活的智能合约的脚本语言，使得区块链能够支持宏观金融和社会系统的诸多应用。本节将以比特币脚本为例，从技术角度简述合约层的基本技术和方法，关于智能合约的延伸内容将在第 5 节讨论。比特币采用一种简单的、基于堆栈的、从左向右处理的脚本语言，而一个脚本本质上是附着在比特币交易上的一组指令的列表。比特币交易依赖于两类脚本来加以验证，即锁定脚本和解锁脚本，二者的不同组合可在比特币交易中衍生出无限数量的控制条件。其中，锁定脚本是附着在交易输出值上的「障碍」，规定以后花费这笔交易输出的条件；解锁脚本则是满足被锁定脚本在一个输出上设定的花费条件的脚本，同时它将允许输出被消费。举例来说，大多数比特币交易均是采用接受者的公钥加密和私钥解密，因而其对应的P2PKH（Pay to Public Key Hash）标准交易脚本中的锁定脚本即是使用接受者的公钥实现阻止输出功能，而使用私钥对应的数字签名来加以解锁 [19]。比特币脚本系统可以实现灵活的交易控制，例如：通过规定某个时间段（如一周）作为解锁条件，可以实现延时支付；通过规定接受者和担保人必须共同私钥签名才能支配一笔比特币，可以实现担保交易；通过设计一种可根据外部信息源核查某概率事件是否发生的规则并作为解锁脚本附着在一定数量的比特币交易上，即可实现博彩和预测市场等类型的应用；通过设定 N 个私钥集合中至少提供 M 个私钥才可解锁，可实现 M － N 型多重签名，即 N个潜在接受者中至少有 M 个同意签名才可实现支付。多重签名可广泛应用于公司决策、财务监督、中介担保甚至遗产分配等场景。比特币脚本是智能合约的雏形，催生了人类历史上第一种可编程的全球性货币。然而，比特币脚本系统是非图灵完备的，其中不存在复杂循环和流控制，这在损失一定灵活性的同时能够极大地降低复杂性和不确定性，并能够避免因无限循环等逻辑炸弹而造成拒绝服务等类型的安全性攻击。为提高脚本系统的灵活性和可扩展性，研究者已经尝试在比特币协议之上叠加新的协议，以满足在区块链上构建更为复杂的智能合约的需求。以太坊已经研发出一套图灵完备的脚本语言，用户可基于以太坊构建任意复杂和精确定义的智能合约与去中心化应用，从而为基于区块链构建可编程的金融与社会系统奠定了基础 [4]。3. 区块链的应用场景由区块链独特的技术设计可见，区块链系统具有分布式高冗余存储、时序数据且不可篡改及伪造、去中心化信用、自动执行的智能合约、安全和隐私保护等显著的特点，这使得区块链技术不仅可以成功应用于数字加密货币领域，同时在经济、金融和社会系统中也存在广泛的应用场景。根据区块链技术应用的现状，本文将区块链目前的主要应用笼统地归纳为数字货币、数据存储、数据鉴证、金融交易、资产管理和选举投票共六个场景，并概述除数字货币外的五大应用场景以及区块链的三种应用模式。数据存储区块链的高冗余存储（每个节点存储一份数据）、去中心化、高安全性和隐私保护等特点使其特别适合存储和保护重要隐私数据，以避免因中心化机构遭受攻击或权限管理不当而造成的大规模数据丢失或泄露。与比特币交易数据类似地，任意数据均可通过哈希运算生成相应的 Merkle 树并打包记入区块链，通过系统内共识节点的算力和非对称加密技术来保证安全性。区块链的多重签名技术可以灵活配置数据访问的权限，例如必须获得指定 5 个人中 3 个人的私钥授权才可获得访问权限。目前，利用区块链来存储个人健康数据（如电子病历、基因数据等）是极具前景的应用领域，此外存储各类重要电子文件（视频、图片、文本等）乃至人类思想和意识等也有一定应用空间 [7]。数据鉴证区块链数据带有时间戳、由共识节点共同验证和记录、不可篡改和伪造，这些特点使得区块链可广泛应用于各类数据公证和审计场景。例如，区块链可以永久地安全存储由政府机构核发的各类许可证、登记表、执照、证明、认证和记录等，并可在任意时间点方便地证明某项数据的存在性和一定程度上的真实性。包括德勤在内的多家专业审计公司已经部署区块链技术来帮助其审计师实现低成本和高效地实时审计，Factom 公司则基于区块链设计了一套准确的、可核查的和不可更改的审计公证流程与方法 [26]。金融交易区块链技术与金融市场应用有非常高的契合度。区块链可以在去中心化系统中自发地产生信用，能够建立无中心机构信用背书的金融市场，从而在很大程度上实现了「金融脱媒」，这对第三方支付、资金托管等存在中介机构的商业模式来说是颠覆性的变革。在互联网金融领域，区块链特别适合或者已经应用于股权众筹、P2P 网络借贷和互联网保险等商业模式。证券和银行业务也是区块链的重要应用领域，传统证券交易需要经过中央结算机构、银行、证券公司和交易所等中心机构的多重协调，而利用区块链自动化智能合约和可编程的特点，能够极大地降低成本和提高效率，避免繁琐的中心化清算交割过程，实现方便快捷的金融产品交易。同时，区块链和比特币的即时到帐的特点可使得银行实现比 SWIFT 代码体系更为快捷、经济和安全的跨境转账，这也是目前 R3CEV 和纳斯达克等各大银行、证券商和金融机构相继投入区块链技术研发的重要原因。资产管理区块链在资产管理领域的应用具有广泛前景，能够实现有形和无形资产的确权、授权和实时监控。对于无形资产来说，基于时间戳技术和不可篡改等特点，可以将区块链技术应用于知识产权保护、域名管理、积分管理等领域。而对有形资产来说，通过结合物联网技术为资产设计唯一标识并部署到区块链上，能够形成「数字智能资产」，实现基于区块链的分布式资产授权和控制。例如，通过对房屋、车辆等实物资产的区块链密钥授权，可以基于特定权限来发放和回收资产的使用权，有助于 Airbnb 等房屋租赁或车辆租赁等商业模式实现自动化的资产交接。通过结合物联网的资产标记和识别技术，还可以利用区块链实现灵活的供应链管理和产品溯源等功能。选举投票投票是区块链技术在政治事务中的代表性应用。基于区块链的分布式共识验证、不可篡改等特点，可以低成本高效地实现政治选举、企业股东投票等应用。同时，区块链也支持用户个体对特定议题的投票。例如，通过记录用户对特定事件是否发生的投票，可以将区块链应用于博彩和预测市场等场景 [27]。通过记录用户对特定产品的投票评分与建议，可以实现大规模用户众包设计产品的「社会制造」模式等。根据实际应用场景和需求，区块链技术已经演化出三种应用模式，即公共链(Public Blockchain)、联盟链（Consortium Blockchain）和私有链（Private Blockchain）：公共链是完全去中心化的区块链，分布式系统的任何节点均可参与链上数据的读写、验证和共识过程，并根据其 PoW 或 PoS 贡献获得相应的经济激励。比特币是公共链的典型代表。联盟链则是部分去中心化（或称多中心化）的区块链，适用于多个实体构成的组织或联盟，其共识过程受到预定义的一组节点控制，例如生成区块需要获得 10 个预选的共识节点中的 5 个节点确认。私有链则是完全中心化的区块链，适用于特定机构的内部数据管理与审计等，其写入权限由中心机构控制，而读取权限可视需求有选择性地对外开放。需要说明的是，由于去中心化程度不同，联盟链和私有链可能不完全符合第 2 节提出的区块链模型，例如，中心化程度较高的区块链可能不需要设计激励层中的经济激励等。4. 区块链的现存问题作为近年来兴起并快速发展的新技术，区块链必然会面临各种制约其发展的问题和障碍。本节将从安全、效率、资源和博弈四方面概述区块链技术有待解决的问题。4.1 安全问题安全性威胁是区块链迄今为止所面临的最重要的问题。其中，基于 PoW 共识过程的区块链主要面临的是 51% 攻击问题，即节点通过掌握全网超过 51% 的算力就有能力成功篡改和伪造区块链数据。以比特币为例，据统计中国大型矿池的算力已占全网总算力的 60% 以上，理论上这些矿池可以通过合作实施 51% 攻击，从而实现比特币的双重支付 [1]。虽然实际系统中为掌握全网 51% 算力所需的成本投入远超成功实施攻击后的收益，但 51% 攻击的安全性威胁始终存在。基于 PoS 共识过程在一定程度上解决了51%攻击问题，但同时也引入了区块分叉时的N@S（Nothing at Stake）攻击问题。研究者已经提出通过构造同时依赖高算力和高内存的 PoW 共识算法来部分解决 51% 攻击问题 [4]，更为安全和有效的共识机制尚有待于更加深入的研究和设计。区块链的非对称加密机制也将随着数学、密码学和计算技术的发展而变的越来越脆弱。据估计，以目前天河二号的算力来说，产生比特币 SHA256 哈希算法的一个哈希碰撞大约需要 248 年，但随着量子计算机等新计算技术的发展，未来非对称加密算法具有一定的破解可能性，这也是区块链技术面临的潜在安全威胁。区块链的隐私保护也存在安全性风险。区块链系统内各节点并非完全匿名，而是通过类似电子邮件地址的地址标识（例如比特币公钥地址）来实现数据传输。虽然地址标识并未直接与真实世界的人物身份相关联，但区块链数据是完全公开透明的，随着各类反匿名身份甄别技术的发展，实现部分重点目标的定位和识别仍是有可能的。4.2 效率问题区块链效率也是制约其应用的重要因素。首先是区块膨胀问题：区块链要求系统内每个节点保存一份数据备份，这对于日益增长的海量数据存储来说是极为困难的。以比特币为例，完全同步自创世区块至今的区块数据需要约 60 GB 存储空间，虽然轻量级节点可部分解决此问题，但适用于更大规模的工业级解决方案仍有待研发 [28]。其次是交易效率问题：比特币区块链目前每秒仅能处理 7 笔交易，这极大地限制了区块链在大多数金融系统高频交易场景中的应用（例如 VISA 信用卡每秒最多可处理 10000 笔交易）[1]。最后是交易确认时间问题：比特币区块生成时间为 10 分钟，因而交易确认时间一般为 10 分钟，这在一定程度上限制了比特币在小额交易和时间敏感交易中的应用。4.3 资源问题PoW 共识过程高度依赖区块链网络节点贡献的算力，这些算力主要用于解决 SHA256 哈希和随机数搜索，除此之外并不产生任何实际社会价值，因而一般意义上认为这些算力资源是被「浪费」掉了，同时被浪费掉的还有大量的电力资源。随着比特币的日益普及和专业挖矿设备的出现，比特币生态圈已经在资本和设备方面呈现出明显的军备竞赛态势，逐渐成为高耗能的资本密集型行业，进一步凸显了资源消耗问题的重要性。因此，如何能有效汇集分布式节点的网络算力来解决实际问题，是区块链技术需要解决的重要问题。研究者目前已经开始尝试解决此问题，例如 Primecoin（质数币）要求各节点在共识过程中找到素数的最长链条（坎宁安链和双向双链）而非无意义的 SHA256 哈希值 [29]。未来的潜在发展趋势是设计行之有效的交互机制来汇聚和利用分布式共识节点的群体智能，以辅助解决大规模的实际问题。4.4 博弈问题区块链网络作为去中心化的分布式系统，其各节点在交互过程中不可避免地会存在相互竞争与合作的博弈关系，这在比特币挖矿过程中尤为明显。通常来说，比特币矿池间可以通过相互合作保持各自稳定的收益。然而，矿池可以通过称为区块截留攻击（Block with Holding Attacks）的方式、通过伪装为对手矿池的矿工、享受对手矿池的收益但不实际贡献完整工作量证明来攻击其他矿池，从而降低对手矿池的收益。如果矿池相互攻击，则双方获得的收益均少于不攻击对方的收益。当矿池收益函数满足特定条件时，这种攻击和竞争将会造成「囚徒困境」博弈结局 [30]。如何设计合理的惩罚函数来抑制非理性竞争、使得合作成为重复性矿池博弈的稳定均衡解，尚需进一步深入研究。此外，正如前文提到的，区块链共识过程本质上是众包过程，如何设计激励相容的共识机制，使得去中心化系统中的自利节点能够自发地实施区块数据的验证和记账工作，并提高系统内非理性行为的成本以抑制安全性攻击和威胁，是区块链有待解决的重要科学问题。5. 基于区块链的智能合约智能合约概念最早在 1994 年由学者 Nick Szabo 提出，最初被定义为一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议，其设计初衷是希望通过将智能合约内置到物理实体来创造各种灵活可控的智能资产。由于计算手段的落后和应用场景的缺失，智能合约并未受到研究者的广泛关注。区块链技术的出现重新定义了智能合约。智能合约是区块链的核心构成要素（合约层），是由事件驱动的、具有状态的、运行在可复制的共享区块链数据账本上的计算机程序，能够实现主动或被动的处理数据，接受、储存和发送价值，以及控制和管理各类链上智能资产等功能。智能合约作为一种嵌入式程序化合约，可以内置在任何区块链数据、交易、有形或无形资产上，形成可编程控制的软件定义的系统、市场和资产。智能合约不仅为传统金融资产的发行、交易、创造和管理提供了创新性的解决方案，同时能够在社会系统中的资产管理、合同管理、监管执法等事务中发挥重要作用。具体说来，智能合约是一组情景-应对型的程序化规则和逻辑，是部署在区块链上的去中心化、可信共享的程序代码。智能合约同样具有区块链数据的一般特征，如分布式记录、存储和验证，不可篡改和伪造等。签署合约的各参与方就合约内容、违约条件、违约责任和外部核查数据源达成一致，必要时检查和测试合约代码以确保无误后，以智能合约的形式部署在区块链上，即可不依赖任何中心机构地自动化代表各签署方执行合约。智能合约的可编程特性使得签署方可以增加任意复杂的条款。图 5 智能合约的运作机理智能合约的运作机理如图 5 所示：通常情况下，智能合约经各方签署后，以程序代码的形式附着在区块链数据（例如一笔比特币交易）上，经 P2P 网络传播和节点验证后记入区块链的特定区块中。智能合约封装了预定义的若干状态及转换规则、触发合约执行的情景（如到达特定时间或发生特定事件等）、特定情景下的应对行动等。区块链可实时监控智能合约的状态，并通过核查外部数据源、确认满足特定触发条件后激活并执行合约。区块链和智能合约有极为广阔的应用场景。例如，互联网金融领域的股权众筹或 P2P 网络借贷等商业模式可以通过区块链和智能合约加以实现。传统方式是通过股权众筹或 P2P 借贷的交易所或网络平台作为中心机构完成资金募集、管理和投资，实际操作过程中容易出现因中心机构的信用缺失而导致的资金风险。利用智能合约，这些功能均可以封装在去中心化可信的区块链上自动执行。区块链可记录每一笔融资，当成功达到特定融资额度时计算每个投资人的股权份额，或在一段时间内未达到融资额度时自动将资金退还给投资人。再如，通过将房屋和车辆等实体资产进行非对称加密，并嵌入含有特定访问控制规则的智能合约后部署在区块链上，使用者符合特定的访问权限或执行特定操作（如付款）后就可使用这些资产，这能够有效解决房屋或车辆租赁商业模式中资产交接和使用许可方面的痛点。智能合约具有自治、自足和去中心化等特征：自治表示合约一旦启动就会自动运行，而不需要其他签署方进行任何干预；自足则意味着合约能够通过提供服务或发行资产来获取资金，并在需要时使用这些资金；去中心化则意味着智能合约是由去中心化存储和验证的程序代码而非中心化实体来保障执行的合约，能在很大程度上保证合约的公平和公正性 [1]。智能合约对于区块链技术来说具有重要的意义：一方面，智能合约是区块链的激活器，为静态的底层区块链数据赋予了灵活可编程的机制和算法，并为构建区块链 2.0 和 3.0 时代的可编程金融系统与社会系统奠定了基础；另一方面，智能合约的自动化和可编程特性使其可封装分布式区块链系统中各节点的复杂行为，成为区块链构成的虚拟世界中的软件代理机器人，这有助于促进区块链技术在各类分布式人工智能系统中的应用，使得基于区块链技术构建各类去中心化应用（Decentralized Application，Dapp）、去中心化自治组织（Decentralized Autonomous Organization，DAO）、去中心化自治公司（Decentralized Autonomous Corporation，DAC）甚至去中心化自治社会（Decentralized Autonomous Society，DAS）成为可能。就现状而言，区块链和智能合约技术的主要发展趋势是由自动化向智能化方向演化。现存的各类智能合约及其应用的本质逻辑大多仍是根据预定义场景的「IF-THEN」类型的条件响应规则，能够满足目前自动化交易和数据处理的需求。未来的智能合约应具备根据未知场景的「WHAT - IF」推演、计算实验和一定程度上的自主决策功能，从而实现由目前「自动化」合约向真正的「智能」合约的飞跃 [31-32]。6. 区块链驱动的平行社会互联网近年来的迅猛发展及其与物理世界的深度耦合与强力反馈，已经根本性地改变了现代社会的生产、生活与管理决策模式，形成了现实物理世界-虚拟网络空间紧密耦合、虚实互动和协同演化的平行社会空间，催生了「互联网+」和工业 4.0 等一系列国家战略。未来社会的发展趋势则必将从物理 + 网络的 CPS 实际世界（Cyber-Physical Systems，CPS）走向精神层面的人工世界，形成物理 + 网络 + 人工的人-机-物一体化的三元耦合系统，称为社会物理信息系统（Cyber-Physical-Social Systems，CPSS）。目前，基于 CPSS 的平行社会已现端倪，其核心和本质特征是虚实互动与平行演化 [33]。区块链是实现 CPSS 平行社会的基础架构之一，其主要贡献是为分布式社会系统和分布式人工智能研究提供了一套行之有效的去中心化的数据结构、交互机制和计算模式，并为实现平行社会奠定了坚实的数据基础和信用基础：就数据基础而言，管理学家爱德华戴明曾说过：除了上帝，所有人必须以数据说话。然而在中心化社会系统中，数据通常掌握在政府和大型企业等「少数人」手中，为少数人「说话」，其公正性、权威性甚至安全性可能都无法保证。区块链数据则通过高度冗余的分布式节点存储，掌握在「所有人」手中，能够做到真正的「数据民主」。就信用基础而言，中心化社会系统因其高度工程复杂性和社会复杂性而不可避免地会存在「默顿系统」的特性，即不确定性、多样性和复杂性，社会系统中的中心机构和规则制定者可能会因个体利益而出现失信行为。区块链技术有助于实现软件定义的社会系统，其基本理念就是剔除中心化机构、将不可预测的行为以智能合约的程序化代码形式提前部署和固化在区块链数据中，事后不可伪造和篡改并自动化执行，从而在一定程度上能够将「默顿」社会系统转化为可全面观察、可主动控制、可精确预测的「牛顿」社会系统 [34]。ACP（人工社会 Artiflcial Societies、计算实验 Computational Experiments 和平行执行 Parallel Execution）方法是迄今为止平行社会管理领域唯一成体系化的、完整的研究框架，是复杂性科学在新时代平行社会环境下的逻辑延展和创新[35]。ACP 方法可以自然地与区块链技术相结合，实现区块链驱动的平行社会管理：首先，区块链的 P2P 组网、分布式共识协作和基于贡献的经济激励等机制本身就是分布式社会系统的自然建模，其中每个节点都将作为分布式系统中的一个自主和自治的智能体（Agent）。随着区块链生态体系的完善，区块链各共识节点和日益复杂与自治的智能合约将通过参与各种形式的 Dapp，形成特定组织形式的 DAC 和 DAO，最终形成 DAS，即 ACP 中的人工社会 [36]。其次，智能合约的可编程特性使得区块链可进行各种「WHAT - IF」类型的虚拟实验设计、场景推演和结果评估，通过这种计算实验过程获得并自动或半自动地执行最优决策。最后，区块链与物联网等相结合形成的智能资产使得联通现实物理世界和虚拟网络空间成为可能，并可通过真实和人工社会系统的虚实互动和平行调谐实现社会管理和决策的协同优化。不难预见，未来现实物理世界的实体资产都登记为链上智能资产的时候，就是区块链驱动的平行社会到来之时。7. 结束语随着以比特币为代表的数字加密货币的强势崛起，新兴的区块链技术逐渐成为学术界和产业界的热点研究课题。区块链技术的去中心化信用、不可篡改和可编程等特点，使其在数字加密货币、金融和社会系统中有广泛的应用前景。然而，与蓬勃发展的区块链商业应用相比，区块链的基础理论和技术研究仍处于起步阶段，许多更为本质性的、对区块链产业发展至关重要的科学问题亟待研究跟进。本文系统地梳理了区块链技术的基本原理、技术、方法与应用，以期为未来研究提供有益的启发与借鉴。参考文献作者简介袁勇博士，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室副研究员。2008 年于山东科技大学获得计算机软件与理论专业博士学位。主要研究方向为商务智能与计算广告学。

王飞跃教授，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室研究员，国防科技大学军事计算实验与平行系统技术中心教授。主要研究方向为智能系统和复杂系统的建模、分析与控制。

来源：自动化学报本文参与 腾讯云自媒体分享计划，分享自微信公众号。原始发表：2018-02-20，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除区块链人工智能分布式本文分享自 专知 微信公众号，前往查看如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ，欢迎热爱写作的你一起参与！区块链人工智能分布式评论登录后参与评论0 条评论热度最新登录 后参与评论推荐阅读LV.关注文章0获赞0相关产品与服务区块链云链聚未来，协同无边界。腾讯云区块链作为中国领先的区块链服务平台和技术提供商，致力于构建技术、数据、价值、产业互联互通的区块链基础设施，引领区块链底层技术及行业应用创新，助力传统产业转型升级，推动实体经济与数字经济深度融合。产品介绍2024新春采购节领券社区专栏文章阅读清单互动问答技术沙龙技术视频团队主页腾讯云TI平台活动自媒体分享计划邀请作者入驻自荐上首页技术竞赛资源技术周刊社区标签开发者手册开发者实验室关于社区规范免责声明联系我们友情链接腾讯云开发者扫码关注腾讯云开发者领取腾讯云代金券热门产品域名注册云服务器区块链服务消息队列网络加速云数据库域名解析云存储视频直播热门推荐人脸识别腾讯会议企业云CDN加速视频通话图像分析MySQL 数据库SSL 证书语音识别更多推荐数据安全负载均衡短信文字识别云点播商标注册小程序开发网站监控数据迁移Copyright © 2013 - 2024 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有 深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号：粤B2-20090059 深公网安备号 44030502008569腾讯云计算（北京）有限责任公司 京ICP证150476号 |  京ICP备11018762号 | 京公网安备号11010802020287问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档Copyright © 2013 - 2024 Tencent Cloud.All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有登录 后参与评论00

什么是公链？公链项目有哪些？ - 知乎

什么是公链？公链项目有哪些？ - 知乎首发于项目科普切换模式写文章登录/注册什么是公链？公链项目有哪些？知乎用户v7Gs8U一、什么是公链公链也称“公有链”，而公有链是指全世界任何人都可读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程的区块链。根据区块链网络中心化程度的不同，分化出3种不同应用场景下的区块链：全网公开，无用户授权机制的区块链，称为公有链;允许授权的节点加人网络，可根据权限查看信息，往往被用于机构间的区块链，称为联盟链或行业链;所有网络中的节点都掌握在一家机构手中，称为私有链。二、公链的作用1、公链可以保护用户权益免受程序开发者的影响： 在公链中程序的开发者没有权利干涉用户，所以公链可以保护使用该程序的用户权益。此外，高度去中心化的分布式数据存储也是公链最大的特点之一，交易数据公开透明化、数据无法篡改等优点，使公链可以有效保障用户的数据安全； 2、公链可以产生网络效应： 一种信息产品存在着互联的内在需要，因为人们生产和使用它们的目的就是更好地收集和交流信息。随着网络规模的扩大，用户能从中获取更多的价值，需求得到更大的满足。共有链具有开放性，因此有机会被很多的外界用户应用并且产生一定程度的网络效应； 3、公链可以落地应用于实际商业场景： 除金融类的应用外，任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如资产注册、投票、管理和物联网等等3.0时代应用，都会大规模地受到公链的影响。三、公链项目有哪些1、QTUM量子链—为商业应用而生的区块链 量子链结合了比特币生态的优势，并通过账户抽象层完美兼容包括以太坊在内的各类虚拟机，同时采用了权益共识机制（PoS），为商业应用落地和分布式移动应用提供无限可能性。但也是存在Pos机制固有的问题。没有专业化，拥有权益的参与者并不一定希望参与记账；容易产生分叉，需要等待多个确认；永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。 2、ONT本体—全球首个提出分布式链网体系的基础性平台 本体网络是全球首个提出分布式链网体系的基础性平台，除了本体网络本身的分布式账本框架可以支持实现不同治理模式下的区块链体系，也可与来自不同业务领域、不同地区的不同链，通过本体网络的各类协议进行协作，形成各类异构区块链和传统信息系统的跨链、跨系统交互映射。因此，本体网络创新地提出了一个矩阵式立体网格架构——超融合链网结构。3、ETP元界—元界致力于彻底改变金融服务和交易的方式 元界（metaverse）是一个去中心化的公有区块链项目，元界生态的技术架构中包含了智能资产（smart property）、数字身份（avatar）和价值中介（oracle），项目将支持社区在其公有区块链上开发基于智能资产的各种金融和生活应用。元界项目早期由维优的团队开发和维护，当项目达到一定的成熟度，其代码将被开源公布在github上，而维优团队将在元界区块链上开发baas的平台，为企业级用户提供技术和商业支持服务。4、ADA—第一个可靠的权益证明算法 ADA，中文称为艾达币，是Cardano项目的产物。Cardano是全球首创可以证明公平性和安全性的游戏平台，特点是完全没有被运营商支配的民主平台。利用区块链，打造创建一个完全透明不能作弊的全球首家分散型游戏平台。如需参与CARDANO的游戏必须持有艾达币。透过对战赢取艾达币，但由于并不是跟营运公司对战、是跟其他用户互相对战，胜败也跟营运商没直接利益关系。至于对战的对手，运用高性能的配对系统，可以迅速地按照要求的条件配对安全地跟对手连线。需要庄家的话，可以任意选择用某一个庄家。Cardano运用了独立的SDK(软件开发工具包)系统，个人技术者可以参与游戏开发、提供，产生游戏竞争以提高游戏的质数。5、比原链Bytom—一个针对资产领域的专用性公链平台 一个针对资产领域的专用性公链平台，其最重要的功能就是联通原子世界与比特世界，促进资产在两个世界间的交互和流转。具体来说，运行在比原链上的不同形态的、异构的比特资产（原生的数字货币、数字资产）和原子资产（有传统物理世界对应物的权证、权益、股息、债券、情报资讯、预测信息等）可以通过比原链进行登记、交换、对赌、和基于合约的更具复杂性的交互操作。6、ADTure初链—以数字广告为起点的下一代公链 TrueChain是为高性能行业应用而设计的公有链，便于各行业的应用高效发布智能合约，采用PBFT为基础的底层公链，实现Permissionless PBFT共识，并提供高效的合约发布，监控和全生命周期管理工具。初链的设计原则考虑是区块链及智能合约结合数字广告行业应用，以及之后第二阶段向其它行业扩展性的问题。在区块链的设计中，初链以设计行业公链为目标，考虑数字广告行业参与者的特点和未来多行业并发而进行双层设计。初链为广告行业提供未来的，去中心化的应用搭建基础设施，同时为区块链行业提供第一个聚焦的行业应用公链，打破由于性能、交易速度、易用性等问题导致的行业割裂。 7、NEO小蚁—一种智能经济分布式网络 NEO的共识机制是DBFT，全称为 Delegated Byzantine Fault Tolerant，DBFT 对由 n 个共识节点组成的共识系统，提供容错能力，这种容错能力同时包含安全性和可用性，可以抵抗一般性故障和拜占庭故障，并适用于任何网络环境。在 NEO 的 DBFT 共识机制下，每 20 秒左右生成一个区块，交易吞吐量测试可以达到约 1000tps，在公有链中性能优秀。通过适当优化，应该有机会达到10000TPS，可以支持大规模的商业化应用。 8、EOS—去中心化应用的最强大的基础设施 EOS通过共识算法 (DPOS)来解决可扩展性的问题，DPOS每 3 秒生成一个区块，并且在任何时间点都只有一个被授权的生产者来生成区块。这样EOS可以说同时做到了承载大量用户、速度快（仅仅需要3S）、交易费用这几点。但DPOS机制可能存在的不足是：临时股东大会制度，会导致出块的永远都是那些拥有大量代币的用户，结果大部分的奖励都被他们拿走了，进一步造成“贫富差距”，恶性循环，最终成为一个巨头垄断的中心化网络。 9、TRX波场—致力于为去中心化互联网搭建基础设施。 旗下的TRON协议是全球最大的基于区块链的去中心化应用操作系统协议之一，为协议上的去中心化应用运行提供高吞吐，高扩展，高可靠性的底层公链支持。波场TRON还通过创新的可插拔智能合约平台为以太坊智能合约提供更好的兼容性。 10、IOST—为在线服务提供商而开发的区块链应用平台 过POB共识机制和第二层扩展方案的设计来实现横向扩容和高吞吐量的目标。通过开发社区自有网络的有效方式，为第三方开发人员、创作者和企业提供实现价值的平台。特点是：保护隐私、公开参与、社区免受恶意攻击。IOST比基于DPOS机制的EOS更去中心化，比ETH智能合约平台更具可扩展性。END欢迎关注【HB成长学院】了解更多区块链精彩知识发布于 2020-08-12 18:06ONT公链量子链(Qtum)​赞同 21​​7 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录项目科普区块链热门项

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什么是公链？公链项目有哪些？ - 知乎首发于项目科普切换模式写文章登录/注册什么是公链？公链项目有哪些？知乎用户v7Gs8U一、什么是公链公链也称“公有链”，而公有链是指全世界任何人都可读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程的区块链。根据区块链网络中心化程度的不同，分化出3种不同应用场景下的区块链：全网公开，无用户授权机制的区块链，称为公有链;允许授权的节点加人网络，可根据权限查看信息，往往被用于机构间的区块链，称为联盟链或行业链;所有网络中的节点都掌握在一家机构手中，称为私有链。二、公链的作用1、公链可以保护用户权益免受程序开发者的影响： 在公链中程序的开发者没有权利干涉用户，所以公链可以保护使用该程序的用户权益。此外，高度去中心化的分布式数据存储也是公链最大的特点之一，交易数据公开透明化、数据无法篡改等优点，使公链可以有效保障用户的数据安全； 2、公链可以产生网络效应： 一种信息产品存在着互联的内在需要，因为人们生产和使用它们的目的就是更好地收集和交流信息。随着网络规模的扩大，用户能从中获取更多的价值，需求得到更大的满足。共有链具有开放性，因此有机会被很多的外界用户应用并且产生一定程度的网络效应； 3、公链可以落地应用于实际商业场景： 除金融类的应用外，任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如资产注册、投票、管理和物联网等等3.0时代应用，都会大规模地受到公链的影响。三、公链项目有哪些1、QTUM量子链—为商业应用而生的区块链 量子链结合了比特币生态的优势，并通过账户抽象层完美兼容包括以太坊在内的各类虚拟机，同时采用了权益共识机制（PoS），为商业应用落地和分布式移动应用提供无限可能性。但也是存在Pos机制固有的问题。没有专业化，拥有权益的参与者并不一定希望参与记账；容易产生分叉，需要等待多个确认；永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。 2、ONT本体—全球首个提出分布式链网体系的基础性平台 本体网络是全球首个提出分布式链网体系的基础性平台，除了本体网络本身的分布式账本框架可以支持实现不同治理模式下的区块链体系，也可与来自不同业务领域、不同地区的不同链，通过本体网络的各类协议进行协作，形成各类异构区块链和传统信息系统的跨链、跨系统交互映射。因此，本体网络创新地提出了一个矩阵式立体网格架构——超融合链网结构。3、ETP元界—元界致力于彻底改变金融服务和交易的方式 元界（metaverse）是一个去中心化的公有区块链项目，元界生态的技术架构中包含了智能资产（smart property）、数字身份（avatar）和价值中介（oracle），项目将支持社区在其公有区块链上开发基于智能资产的各种金融和生活应用。元界项目早期由维优的团队开发和维护，当项目达到一定的成熟度，其代码将被开源公布在github上，而维优团队将在元界区块链上开发baas的平台，为企业级用户提供技术和商业支持服务。4、ADA—第一个可靠的权益证明算法 ADA，中文称为艾达币，是Cardano项目的产物。Cardano是全球首创可以证明公平性和安全性的游戏平台，特点是完全没有被运营商支配的民主平台。利用区块链，打造创建一个完全透明不能作弊的全球首家分散型游戏平台。如需参与CARDANO的游戏必须持有艾达币。透过对战赢取艾达币，但由于并不是跟营运公司对战、是跟其他用户互相对战，胜败也跟营运商没直接利益关系。至于对战的对手，运用高性能的配对系统，可以迅速地按照要求的条件配对安全地跟对手连线。需要庄家的话，可以任意选择用某一个庄家。Cardano运用了独立的SDK(软件开发工具包)系统，个人技术者可以参与游戏开发、提供，产生游戏竞争以提高游戏的质数。5、比原链Bytom—一个针对资产领域的专用性公链平台 一个针对资产领域的专用性公链平台，其最重要的功能就是联通原子世界与比特世界，促进资产在两个世界间的交互和流转。具体来说，运行在比原链上的不同形态的、异构的比特资产（原生的数字货币、数字资产）和原子资产（有传统物理世界对应物的权证、权益、股息、债券、情报资讯、预测信息等）可以通过比原链进行登记、交换、对赌、和基于合约的更具复杂性的交互操作。6、ADTure初链—以数字广告为起点的下一代公链 TrueChain是为高性能行业应用而设计的公有链，便于各行业的应用高效发布智能合约，采用PBFT为基础的底层公链，实现Permissionless PBFT共识，并提供高效的合约发布，监控和全生命周期管理工具。初链的设计原则考虑是区块链及智能合约结合数字广告行业应用，以及之后第二阶段向其它行业扩展性的问题。在区块链的设计中，初链以设计行业公链为目标，考虑数字广告行业参与者的特点和未来多行业并发而进行双层设计。初链为广告行业提供未来的，去中心化的应用搭建基础设施，同时为区块链行业提供第一个聚焦的行业应用公链，打破由于性能、交易速度、易用性等问题导致的行业割裂。 7、NEO小蚁—一种智能经济分布式网络 NEO的共识机制是DBFT，全称为 Delegated Byzantine Fault Tolerant，DBFT 对由 n 个共识节点组成的共识系统，提供容错能力，这种容错能力同时包含安全性和可用性，可以抵抗一般性故障和拜占庭故障，并适用于任何网络环境。在 NEO 的 DBFT 共识机制下，每 20 秒左右生成一个区块，交易吞吐量测试可以达到约 1000tps，在公有链中性能优秀。通过适当优化，应该有机会达到10000TPS，可以支持大规模的商业化应用。 8、EOS—去中心化应用的最强大的基础设施 EOS通过共识算法 (DPOS)来解决可扩展性的问题，DPOS每 3 秒生成一个区块，并且在任何时间点都只有一个被授权的生产者来生成区块。这样EOS可以说同时做到了承载大量用户、速度快（仅仅需要3S）、交易费用这几点。但DPOS机制可能存在的不足是：临时股东大会制度，会导致出块的永远都是那些拥有大量代币的用户，结果大部分的奖励都被他们拿走了，进一步造成“贫富差距”，恶性循环，最终成为一个巨头垄断的中心化网络。 9、TRX波场—致力于为去中心化互联网搭建基础设施。 旗下的TRON协议是全球最大的基于区块链的去中心化应用操作系统协议之一，为协议上的去中心化应用运行提供高吞吐，高扩展，高可靠性的底层公链支持。波场TRON还通过创新的可插拔智能合约平台为以太坊智能合约提供更好的兼容性。 10、IOST—为在线服务提供商而开发的区块链应用平台 过POB共识机制和第二层扩展方案的设计来实现横向扩容和高吞吐量的目标。通过开发社区自有网络的有效方式，为第三方开发人员、创作者和企业提供实现价值的平台。特点是：保护隐私、公开参与、社区免受恶意攻击。IOST比基于DPOS机制的EOS更去中心化，比ETH智能合约平台更具可扩展性。END欢迎关注【HB成长学院】了解更多区块链精彩知识发布于 2020-08-12 18:06ONT公链量子链(Qtum)​赞同 21​​7 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录项目科普区块链热门项

【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所-腾讯云开发者社区-腾讯云

技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所-腾讯云开发者社区-腾讯云WZEARW【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所关注作者腾讯云开发者社区文档建议反馈控制台首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动文章/答案/技术大牛搜索搜索关闭发布登录/注册首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动返回腾讯云官网WZEARW首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动返回腾讯云官网社区首页 >专栏 >【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所【区块链技术综述】：区块链技术发展现状与展望-中科院自动化所WZEARW关注发布于 2018-04-16 11:39:595.4K0发布于 2018-04-16 11:39:59举报文章被收录于专栏：专知专知本文为中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室袁勇博士与王飞跃教授发表在 2016 年 4 月出版的在《自动化学报》上关于区块链技术的综述论文。文章通过解构区块链的核心要素，提出了区块链系统的基础架构模型，详细阐述了区块链及与之相关的比特币的基本原理、技术、方法与应用现状，讨论了智能合约的理念、应用和意义。区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术。区块链技术的核心优势是去中心化，能够通过运用数据加密、时间戳、分布式共识和经济激励等手段，在节点无需互相信任的分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作，从而为解决中心化机构普遍存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题提供了解决方案。随着比特币近年来的快速发展与普及，区块链技术的研究与应用也呈现出爆发式增长态势，被认为是继大型机、个人电脑、互联网、移动/社交网络之后计算范式的第五次颠覆式创新，是人类信用进化史上继血亲信用、贵金属信用、央行纸币信用之后的第四个里程碑 [1]。区块链技术是下一代云计算的雏形，有望像互联网一样彻底重塑人类社会活动形态，并实现从目前的信息互联网向价值互联网的转变。区块链技术的快速发展引起了政府部门、金融机构、科技企业和资本市场的广泛关注。2016 年 1 月，英国政府发布区块链专题研究报告 [2]，积极推行区块链在金融和政府事务中的应用；中国人民银行召开数字货币研讨会探讨采用区块链技术发行虚拟货币的可行性，以提高金融活动的效率、便利性和透明度。美国纳斯达克于 2015 年 12 月率先推出基于区块链技术的证券交易平台 Linq，成为金融证券市场去中心化趋势的重要里程碑；德勤和安永等专业审计服务公司相继组建区块链研发团队，致力于提升其客户审计服务质量。截止到 2016 年初，资本市场已经相继投入 10 亿美元以加速区块链领域的发展。初创公司 R3CEV 基于微软云服务平台 Azure 推出的 BaaS（Blockchain as a Service，区块链即服务）服务，已与美国银行、花旗银行等全球 40 余家大型银行机构签署区块链合作项目，致力于制定银行业的区块链行业标准与协议。区块链技术起源于 2008 年由化名为「中本聪」（Satoshi Nakamoto）的学者在密码学邮件组发表的奠基性论文《比特币：一种点对点电子现金系统》[3]，目前尚未形成行业公认的区块链定义：狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以链条的方式组合成特定数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的去中心化共享总账（Decentralized Shared Ledger），能够安全存储简单的、有先后关系的、能在系统内验证的数据。广义的区块链技术则是利用加密链式区块结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用自动化脚本代码（智能合约）来编程和操作数据的一种全新的去中心化基础架构与分布式计算范式。区块链具有去中心化、时序数据、集体维护、可编程和安全可信等特点：首先是去中心化：区块链数据的验证、记账、存储、维护和传输等过程均是基于分布式系统结构，采用纯数学方法而不是中心机构来建立分布式节点间的信任关系，从而形成去中心化的可信任的分布式系统；其次是时序数据：区块链采用带有时间戳的链式区块结构存储数据，从而为数据增加了时间维度，具有极强的可验证性和可追溯性；第三是集体维护：区块链系统采用特定的经济激励机制来保证分布式系统中所有节点均可参与数据区块的验证过程（如比特币的「挖矿」过程），并通过共识算法来选择特定的节点将新区块添加到区块链；第四是可编程：区块链技术可提供灵活的脚本代码系统，支持用户创建高级的智能合约、货币或其他去中心化应用。例如，以太坊（Ethereum）平台即提供了图灵完备的脚本语言以供用户来构建任何可以精确定义的智能合约或交易类型 [4]；最后是安全可信：区块链技术采用非对称密码学原理对数据进行加密，同时借助分布式系统各节点的工作量证明等共识算法形成的强大算力来抵御外部攻击、保证区块链数据不可篡改和不可伪造，因而具有较高的安全性。区块链技术是具有普适性的底层技术框架，可以为金融、经济、科技甚至政治等各领域带来深刻变革。按照目前区块链技术的发展脉络，区块链技术将会经历以可编程数字加密货币体系为主要特征的区块链 1.0 模式、以可编程金融系统为主要特征的区块链 2.0 模式和以可编程社会为主要特征的区块链 3.0 模式 [1]。目前，一般认为区块链技术正处于 2.0 模式的初期，股权众筹和 P2P 借贷等各类基于区块链技术的互联网金融应用相继涌现。然而，上述模式实际上是平行而非演进式发展的，区块链 1.0 模式的数字加密货币体系仍然远未成熟，距离其全球货币一体化的愿景实际上更远、更困难。目前，区块链领域已经呈现出明显的技术和产业创新驱动的发展态势，相关学术研究严重滞后、亟待跟进。截止到 2016 年 2 月，以万方数据知识服务平台为中文数据源、以 Web of Science 和 EI Village 为英文数据源的文献检索显示，目前篇名包含关键词「区块链/blockchain」的仅有 2 篇中文 [5,6] 和 9 篇英文文献 [6~14]。本文系统性地梳理了区块链的基本原理、核心技术、典型应用和现存问题，以期为未来研究提供有益的启发与借鉴。本文组织结构为：第 1 节概述区块链与比特币的发展史及二者的关系；第 2 节阐述区块链的基础架构模型及其关键技术；第 3 节和第 4 节分别概要总结了区块链技术的应用场景与现存的问题；第 5 节介绍智能合约及其在区块链领域的应用现状；第 6 节展望了区块链驱动的平行社会发展趋势；第 7 节总结本文内容。1. 比特币与区块链概述比特币是迄今为止最为成功的区块链应用场景。据区块链实时监控网站 Blockchain.info 统计显示，平均每天有约 7500 万美元的 120000 笔交易被写入比特币区块链，目前已生成超过 40万个区块 [15]。加密货币市值统计网站 coinmarketcap.com 显示，截止到 2016 年 2 月，全球共有 675 种加密货币，总市值超过 67 亿美元，其中比特币市值约占 86%，瑞波币和以太币分别居二、三位 [16]。目前比特币供应量（即已经挖出的比特币数量）已经超过 1500 万枚，按照每枚比特币 389.50 美元的现行价格估算其总市值已超过 59 亿美元，在世界各国 2015 年 GDP 排名中占据第 144 位（略低于欧洲的摩尔多瓦）。换言之，在没有政府和中央银行信用背书的情况下，去中心化的比特币已经依靠算法信用创造出与欧洲小国体量相当的全球性经济体【注：近日比特币价格突破 5800 美元/枚，流通的比特币总价值达到 967 亿美元】。预计到 2027 年，全球 10% 的 GDP 将会通过区块链技术存储 [17]。比特币区块链的第一个区块（称为创世区块）诞生于 2009 年 1 月 4 日，由创始人中本聪持有。一周后，中本聪发送了 10 个比特币给密码学专家哈尔芬尼，形成了比特币史上第一次交易；2010 年 5 月，佛罗里达程序员用 1 万比特币购买价值为 25 美元的披萨优惠券，从而诞生了比特币的第一个公允汇率。此后，比特币价格快速上涨，并在 2013 年 11 月创下每枚比特币兑换 1242 美元的历史高值，超过同期每盎司 1241.98 美元的黄金价格。据 CoinDesk 估算，目前全球约有 6 万商家接受比特币交易，其中中国是比特币交易增长最为迅速的国家 [18]。比特币本质上是由分布式网络系统生成的数字货币，其发行过程不依赖特定的中心化机构，而是依赖于分布式网络节点共同参与一种称为工作量证明（Proof of Work，PoW）的共识过程以完成比特币交易的验证与记录。PoW 共识过程（俗称挖矿，每个节点称为矿工）通常是各节点贡献自己的计算资源来竞争解决一个难度可动态调整的数学问题，成功解决该数学问题的矿工将获得区块的记账权，并将当前时间段的所有比特币交易打包记入一个新的区块、按照时间顺序链接到比特币主链上。比特币系统同时会发行一定数量的比特币以奖励该矿工，并激励其他矿工继续贡献算力。比特币的流通过程依靠密码学方法保障安全。每一次比特币交易都会经过特殊算法处理和全体矿工验证后记入区块链，同时可以附带具有一定灵活性的脚本代码（智能合约）以实现可编程的自动化货币流通。由此可见，比特币和区块链系统一般具备如下五个关键要素，即公共的区块链账本、分布式的点对点网络系统、去中心化的共识算法、适度的经济激励机制以及可编程的脚本代码。区块链技术为比特币系统解决了数字加密货币领域长期以来所必需面对的两个重要问题，即双重支付问题和拜占庭将军问题 [19]：双重支付问题又称为「双花」，即利用货币的数字特性两次或多次使用「同一笔钱」完成支付。传统金融和货币体系中，现金（法币）因是物理实体，能够自然地避免双重支付；其他数字形式的货币则需要可信的第三方中心机构（如银行）来保证。区块链技术的贡献是在没有第三方机构的情况下，通过分布式节点的验证和共识机制解决了去中心化系统的双重支付问题，在信息传输的过程同时完成了价值转移。拜占庭将军问题是分布式系统交互过程普遍面临的难题，即在缺少可信任的中央节点的情况下，分布式节点如何达成共识和建立互信 [20]。区块链通过数字加密技术和分布式共识算法，实现了在无需信任单个节点的情况下构建一个去中心化的可信任系统。与传统中心机构（如中央银行）的信用背书机制不同的是，比特币区块链形成的是软件定义的信用，这标志着中心化的国家信用向去中心化的算法信用的根本性变革。图 1 比特币生态圈比特币凭借其先发优势，目前已经形成体系完备的涵盖发行、流通和金融衍生市场的生态圈与产业链（如图1所示），这也是其长期占据绝大多数数字加密货币市场份额的主要原因。比特币的开源特性吸引了大量开发者持续性地贡献其创新技术、方法和机制；比特币各网络节点（矿工）提供算力以保证比特币的稳定共识和安全性，其算力大多来自于设备商销售的专门用于 PoW 共识算法的专业设备（矿机）。比特币网络为每个新发现的区块发行一定数量的比特币以奖励矿工，部分矿工可能会相互合作建立收益共享的矿池，以便汇集算力来提高获得比特币的概率。比特币经发行进入流通环节后，持币人可以通过特定的软件平台（如比特币钱包）向商家支付比特币来购买商品或服务，这体现了比特币的货币属性；同时由于比特币价格的涨跌机制使其完全具备金融衍生品的所有属性，因此出现了比特币交易平台以方便持币人投资或者投机比特币。在流通环节和金融市场中，每一笔比特币交易都会由比特币网络的全体矿工验证并记入区块链。比特币是区块链技术赋能的第一个「杀手级」应用，迄今为止区块链的核心技术和人才资源仍大多在比特币研发领域。然而，区块链作为未来新一代的底层基础技术，其应用范畴势必会超越数字加密货币而延伸到金融、经济、科技和政治等其他领域。比特币的现有技术、模式和机制，将会对区块链在新应用领域的发展提供有益的借鉴，而新领域的区块链创新也势必反过来促进解决比特币系统现存的问题。因此，比特币和区块链技术存在着协同进化、和谐共生而非相互竞争的良性反馈关系。2. 区块链的基础模型与关键技术本节将结合比特币系统的技术与应用现状，阐述区块链技术的基础模型、基本原理和关键技术，以及区块链在比特币系统之外的若干创新模式。现存的其他区块链应用大多都与比特币类似，仅在某些特定的环节或多或少地采用比特币模式的变种。图 2 区块链基础架构模型区块链技术的基础架构模型如图 2 所示。一般说来，区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等技术；网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等；共识层主要封装网络节点的各类共识算法；激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来，主要包括经济激励的发行机制和分配机制等；合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约，是区块链可编程特性的基础；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中，基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。2.1 数据层狭义的区块链即是去中心化系统各节点共享的数据账本。每个分布式节点都可以通过特定的哈希算法和 Merkle 树数据结构，将一段时间内接收到的交易数据和代码封装到一个带有时间戳的数据区块中，并链接到当前最长的主区块链上，形成最新的区块。该过程涉及区块、链式结构、哈希算法、 Merkle 树和时间戳等技术要素。数据区块图 3 区块结构

如图 3 所示，每个数据区块一般包含区块头（Header）和区块体（Body）两部分。区块头封装了当前版本号（Version）、前一区块地址（Prev-block）、当前区块的目标哈希值（Bits）、当前区块 PoW 共识过程的解随机数（Nonce）、Merkle 根（Merkle-root）以及时间戳（Timestamp）等信息 [21]。比特币网络可以动态调整 PoW 共识过程的难度值，最先找到正确的解随机数 Nonce 并经过全体矿工验证的矿工将会获得当前区块的记账权。区块体则包括当前区块的交易数量以及经过验证的、区块创建过程中生成的所有交易记录。这些记录通过 Merkle 树的哈希过程生成唯一的 Merkle 根并记入区块头。链式结构取得记账权的矿工将当前区块链接到前一区块，形成最新的区块主链。各个区块依次环环相接，形成从创世区块到当前区块的一条最长主链，从而记录了区块链数据的完整历史，能够提供区块链数据的溯源和定位功能，任意数据都可以通过此链式结构顺藤摸瓜、追本溯源。

需要说明的是，如果短时间内有两个矿工同时「挖出」两个新的区块加以链接的话，区块主链可能会出现暂时的「分叉」现象，其解决方法是约定矿工总是选择延长累计工作量证明最大的区块链。因此，当主链分叉后，后续区块的矿工将通过计算和比较，将其区块链接到当前累计工作量证明最大化的备选链上，形成更长的新主链，从而解决分叉问题 [19]。时间戳区块链技术要求获得记账权的节点必须在当前数据区块头中加盖时间戳，表明区块数据的写入时间。因此，主链上各区块是按照时间顺序依次排列的。时间戳技术本身并不复杂，但其在区块链技术中的应用是具有重要意义的创新。时间戳可以作为区块数据的存在性证明（Proof of Existence），有助于形成不可篡改和不可伪造的区块链数据库，从而为区块链应用于公证、知识产权注册等时间敏感的领域奠定了基础。更为重要的是，时间戳为未来基于区块链的互联网和大数据增加了时间维度，使得通过区块数据和时间戳来重现历史成为可能。哈希函数区块链通常并不直接保存原始数据或交易记录，而是保存其哈希函数值，即将原始数据编码为特定长度的由数字和字母组成的字符串后记入区块链。哈希函数（也称散列函数）具有诸多优良特点，因而特别适合用于存储区块链数据。例如，通过哈希输出几乎不能反推输入值（单向性），不同长度输入的哈希过程消耗大约相同的时间（定时性）且产生固定长度的输出（定长性），即使输入仅相差一个字节也会产生显著不同的输出值（随机性）等。比特币区块链通常采用双 SHA256 哈希函数，即将任意长度的原始数据经过两次 SHA256 哈希运算后转换为长度为 256 位（32字节）的二进制数字来统一存储和识别。除上述特点外，SHA256 算法还具有巨大的散列空间（2256）和抗碰撞（避免不同输入值产生相同哈希值）等特性，可满足比特币的任何相关标记需要而不会出现冲突。Merkle 树Merkle 树是区块链的重要数据结构，其作用是快速归纳和校验区块数据的存在性和完整性。如图 3 所示，Merkle 树通常包含区块体的底层（交易）数据库，区块头的根哈希值（即Merkle 根）以及所有沿底层区块数据到根哈希的分支。Merkle 树运算过程一般是将区块体的数据进行分组哈希，并将生成的新哈希值插入到 Merkle 树中，如此递归直到只剩最后一个根哈希值并记为区块头的 Merkle 根。最常见的 Merkle 树是比特币采用的二叉 Merkle 树，其每个哈希节点总是包含两个相邻的数据块或其哈希值 [22]，其他变种则包括以太坊的 Merkle Patricia Tree等 [4]。Merkle 树有诸多优点：首先是极大地提高了区块链的运行效率和可扩展性，使得区块头只需包含根哈希值而不必封装所有底层数据，这使得哈希运算可以高效地运行在智能手机甚至物联网设备上；其次是 Merkle 树可支持「简化支付验证」协议，即在不运行完整区块链网络节点的情况下，也能够对（交易）数据进行检验 [3]。例如，为验证图 3 中交易 6，一个没有下载完整区块链数据的客户端可以通过向其他节点索要包括从交易 6 哈希值沿 Merkle 树上溯至区块头根哈希处的哈希序列（即哈希节点6，5，56，78，5678，1234）来快速确认交易的存在性和正确性。一般说来，在 N 个交易组成的区块体中确认任一交易的算法复杂度仅为 log_2 N 。这将极大地降低区块链运行所需的带宽和验证时间，并使得仅保存部分相关区块链数据的轻量级客户端成为可能。非对称加密非对称加密是为满足安全性需求和所有权验证需求而集成到区块链中的加密技术，常见算法包括 RSA、Elgamal、Rabin、D-H、ECC（即椭圆曲线加密算法）等。非对称加密通常在加密和解密过程中使用两个非对称的密码，分别称为公钥和私钥。非对称密钥对具有两个特点：

首先是用其中一个密钥（公钥或私钥）加密信息后，只有另一个对应的密钥才能解开；其次是公钥可向其他人公开、私钥则保密，其他人无法通过该公钥推算出相应的私钥。非对称加密技术在区块链的应用场景主要包括信息加密、数字签名和登录认证等，其中：信息加密场景主要是由信息发送者（记为 A）使用接受者（记为 B）的公钥对信息加密后再发送给 B，B 利用自己的私钥对信息解密。比特币交易的加密即属于此场景；数字签名场景则是由发送者 A 采用自己的私钥加密信息后发送给 B，B 使用 A 的公钥对信息解密、从而可确保信息是由 A 发送的；登录认证场景则是由客户端使用私钥加密登录信息后发送给服务器，后者接收后采用该客户端的公钥解密并认证登录信息。图 4 比特币非对称加密机制以比特币系统为例，其非对称加密机制如图 4 所示：比特币系统一般通过调用操作系统底层的随机数生成器来生成 256 位随机数作为私钥。比特币私钥的总量可达 2256，极难通过遍历全部私钥空间来获得存有比特币的私钥，因而是密码学安全的。为便于识别，256 位二进制形式的比特币私钥将通过 SHA256 哈希算法和 Base58 转换，形成 50 个字符长度的易识别和书写的私钥提供给用户；比特币的公钥是由私钥首先经过 Secp256k1 椭圆曲线算法生成 65 字节长度的随机数。该公钥可用于产生比特币交易时使用的地址，其生成过程为首先将公钥进行 SHA256 和 RIPEMD160 双哈希运算并生成20字节长度的摘要结果（即 hash160 结果），再经过 SHA256 哈希算法和 Base58 转换形成 33 字符长度的比特币地址 [19]。公钥生成过程是不可逆的，即不能通过公钥反推出私钥。比特币的公钥和私钥通常保存于比特币钱包文件，其中私钥最为重要。丢失私钥就意味着丢失了对应地址的全部比特币资产。现有的比特币和区块链系统中，根据实际应用需求已经衍生出多私钥加密技术，以满足多重签名等更为灵活和复杂的场景。2.2 网络层网络层封装了区块链系统的组网方式、消息传播协议和数据验证机制等要素。结合实际应用需求，通过设计特定的传播协议和数据验证机制，可使得区块链系统中每一个节点都能参与区块数据的校验和记账过程，仅当区块数据通过全网大部分节点验证后，才能记入区块链。组网方式区块链系统的节点一般具有分布式、自治性、开放可自由进出等特性，因而一般采用对等式网络（Peer-to-Peer Network，P2P 网络）来组织散布全球的参与数据验证和记账的节点。P2P 网络中的每个节点均地位对等且以扁平式拓扑结构相互连通和交互，不存在任何中心化的特殊节点和层级结构，每个节点均会承担网络路由、验证区块数据、传播区块数据、发现新节点等功能。按照节点存储数据量的不同，可以分为全节点和轻量级节点。前者保存有从创世区块到当前最新区块为止的完整区块链数据，并通过实时参与区块数据的校验和记账来动态更新主链。全节点的优势在于不依赖任何其他节点而能够独立地实现任意区块数据的校验、查询和更新，劣势则是维护全节点的空间成本较高。以比特币为例，截止到 2016 年 2 月，创世区块至当前区块的数据量已经超过 60 GB。与之相比，轻量级节点则仅保存一部分区块链数据，并通过第 2.1 节提到的简易支付验证方式向其相邻节点请求所需的数据来完成数据校验。数据传播协议任一区块数据生成后，将由生成该数据的节点广播到全网其他所有的节点来加以验证。现有的区块链系统一般根据实际应用需求设计比特币传播协议的变种，例如以太坊区块链集成了所谓的「幽灵协议」以解决因区块数据确认速度快而导致的高区块作废率和随之而来的安全性风险 [4]。根据中本聪的设计，比特币系统的交易数据传播协议包括如下步骤 [3]：1) 比特币交易节点将新生成的交易数据向全网所有节点进行广播；2) 每个节点都将收集到的交易数据存储到一个区块中；3) 每个节点基于自身算力在区块中找到一个具有足够难度的工作量证明；4) 当节点找到区块的工作量证明后，就向全网所有节点广播此区块；5) 仅当包含在区块中的所有交易都是有效的且之前未存在过的，其他节点才认同该区块的有效性；6) 其他节点接受该数据区块，并在该区块的末尾制造新的区块以延长该链条，而将被接受区块的随机哈希值视为先于新区块的随机哈希值。需要说明的是，如果交易节点是与其他节点无连接的新节点，比特币系统通常会将一组长期稳定运行的「种子节点」推荐给新节点建立连接，或者推荐至少一个节点连接到新节点。此外，交易数据广播时，并不需要全部节点均接收到，而是只要足够多的节点做出响应即可整合进入区块账本中。未接收到特定交易数据的节点则可向邻近节点请求下载该缺失的交易数据 [19]。数据验证机制P2P 网络中的每个节点都时刻监听比特币网络中广播的数据与新区块。节点接收到邻近节点发来的数据后，将首先验证该数据的有效性：如果数据有效，则按照接收顺序为新数据建立存储池以暂存尚未记入区块的有效数据，同时继续向邻近节点转发；如果数据无效，则立即废弃该数据，从而保证无效数据不会在区块链网络继续传播。以比特币为例，比特币的矿工节点会收集和验证 P2P 网络中广播的尚未确认的交易数据，并对照预定义的标准清单，从数据结构、语法规范性、输入输出和数字签名等各方面校验交易数据的有效性，并将有效交易数据整合到当前区块中。同理，当某矿工「挖」到新区块后，其他矿工节点也会按照预定义标准来校验该区块是否包含足够工作量证明，时间戳是否有效等。如确认有效，其他矿工节点会将该区块链接到主区块链上，并开始竞争下一个新区块。由网络层设计机理可见，区块链是典型的分布式大数据技术。全网数据同时存储于去中心化系统的所有节点上，即使部分节点失效，只要仍存在一个正常运行的节点，区块链主链数据就可完全恢复而不会影响后续区块数据的记录与更新。这种高度分散化的区块存储模式与云存储模式的区别在于，后者是基于中心化结构基础上的多重存储和多重数据备份模式，即「多中心化」模式，而前者则是完全「去中心化」的存储模式，具有更高的数据安全性。2.3 共识层如何在分布式系统中高效地达成共识是分布式计算领域的重要研究问题。正如社会系统中「民主」和「集中」的对立关系相似，决策权越分散的系统达成共识的效率越低、但系统稳定性和满意度越高；而决策权越集中的系统更易达成共识，但同时更易出现专制和独裁。区块链技术的核心优势之一就是能够在决策权高度分散的去中心化系统中使得各节点高效地针对区块数据的有效性达成共识。早期的比特币区块链采用高度依赖节点算力的工作量证明（Proof of Work，PoW）机制来保证比特币网络分布式记账的一致性。随着区块链技术的发展和各种竞争币的相继涌现，研究者提出多种不依赖算力而能够达成共识的机制，例如点点币首创的权益证明（Proof of Stake，PoS）共识 [23] 和比特股首创的授权股份证明机制（Delegated Proof of Stake，DPoS）共识机制 [24] 等。区块链共识层即封装了这些共识机制。PoW 共识中本聪在其比特币奠基性论文中设计了 PoW 共识机制，其核心思想是通过引入分布式节点的算力竞争来保证数据一致性和共识的安全性。比特币系统中，各节点（即矿工）基于各自的计算机算力相互竞争来共同解决一个求解复杂但验证容易的 SHA256 数学难题（即挖矿），最快解决该难题的节点将获得区块记账权和系统自动生成的比特币奖励。该数学难题可表述为：根据当前难度值，通过搜索求解一个合适的随机数（Nonce）使得图 3 中区块头各元数据的双 SHA256 哈希值小于或等于目标哈希值。比特币系统通过灵活调整随机数搜索的难度值来控制区块的平均生成时间为 10 分钟左右。一般说来，PoW 共识的随机数搜索过程如下（参照图3区块结构） [19]：步骤 1：搜集当前时间段的全网未确认交易，并增加一个用于发行新比特币奖励的 Coinbase 交易，形成当前区块体的交易集合；步骤 2：计算区块体交易集合的 Merkle 根记入区块头，并填写区块头的其他元数据，其中随机数 Nonce 置零；步骤 3：随机数 Nonce 加 1；计算当前区块头的双 SHA256 哈希值，如果小于或等于目标哈希值，则成功搜索到合适的随机数并获得该区块的记账权；否则继续步骤 3 直到任一节点搜索到合适的随机数为止；步骤 4：如果一定时间内未成功，则更新时间戳和未确认交易集合、重新计算 Merkle 根后继续搜索。符合要求的区块头哈希值通常由多个前导零构成，目标哈希值越小，区块头哈希值的前导零越多，成功找到合适的随机数并「挖」出新区块的难度越大。据区块链实时监测网站 Blockchain.info 显示，截止到 2016 年 2 月，符合要求的区块头哈希值一般有 17 个前导零，例如第 398346 号区块哈希值为「0000000000000000077f754f22f21629a7975cf…」。按照概率计算，每 16 次随机数搜索将会有找到一个含有一个前导零的区块哈希值，因而比特币目前 17 位前导零哈希值要求 1617 次随机数搜索才能找到一个合适的随机数并生成一个新的区块。由此可见，比特币区块链系统的安全性和不可篡改性是由 PoW 共识机制的强大算力所保证的，任何对于区块数据的攻击或篡改都必须重新计算该区块以及其后所有区块的 SHA256 难题，并且计算速度必须使得伪造链长度超过主链，这种攻击难度导致的成本将远超其收益。据估计，截止到 2016 年 1 月，比特币区块链的算力已经达到 800000000 Gh/s，即每秒进行8×10^18 次运算，超过全球 Top 500 超级计算机的算力总和。PoW 共识机制是具有重要意义的创新，其近乎完美地整合了比特币系统的货币发行、交易支付和验证等功能，并通过算力竞争保障系统的安全性和去中心性。PoW 共识机制同时存在着显著的缺陷，其强大算力造成的资源浪费（如电力）历来为研究者所诟病，而且长达 10 分钟的交易确认时间使其相对不适合小额交易的商业应用。PoS 共识机制PoS 共识是为解决 PoW 共识机制的资源浪费和安全性缺陷而提出的替代方案。限于篇幅，本文主要聚焦于 PoS 相对于 PoW 的创新之处。PoS 共识本质上是采用权益证明来代替 PoW 中的基于哈希算力的工作量证明，是由系统中具有最高权益而非最高算力的节点获得区块记账权。权益体现为节点对特定数量货币的所有权，称为币龄或币天数（Coin Days）。币龄是特定数量的币与其最后一次交易的时间长度的乘积，每次交易都将会消耗掉特定数量的币龄。例如，某人在一笔交易中收到 10 个币后并持有 10 天，则获得 100 币龄；而后其花掉 5 个币后，则消耗掉 50 币龄。显然，采用 PoS 共识机制的系统在特定时间点上的币龄总数是有限的，长期持币者更倾向于拥有更多币龄，因此币龄可视为其在 PoS 系统中的权益。此外，PoW 共识过程中各节点挖矿难度相同，而 PoS 共识过程中的难度与交易输入的币龄成反比，消耗币龄越多则挖矿难度越低。节点判断主链的标准也由 PoW 共识的最高累计难度转变为最高消耗币龄，每个区块的交易都会将其消耗的币龄提交给该区块，累计消耗币龄最高的区块将被链接到主链。由此可见，PoS 共识过程仅依靠内部币龄和权益而不需要消耗外部算力和资源，从根本上解决了 PoW 共识算力浪费的问题，并且能够在一定程度上缩短达成共识的时间，因而比特币之后的许多竞争币均采用 PoS 共识机制。DPoS 共识机制DPoS 共识机制的基本思路类似于「董事会决策」，即系统中每个股东节点可以将其持有的股份权益作为选票授予一个代表，获得票数最多且愿意成为代表的前 101 个节点将进入「董事会」，按照既定的时间表轮流对交易进行打包结算并且签署（即生产）一个新区块。每个区块被签署之前，必须先验证前一个区块已经被受信任的代表节点所签署。「董事会」的授权代表节点可以从每笔交易的手续费中获得收入，同时要成为授权代表节点必须缴纳一定量的保证金，其金额相当于生产一个区块收入的 100 倍。授权代表节点必须对其他股东节点负责，如果其错过签署相对应的区块，则股东将会收回选票从而将该节点「投出」董事会。因此，授权代表节点通常必须保证 99% 以上的在线时间以实现盈利目标 [24]。显然，与 PoW 共识机制必须信任最高算力节点和 PoS 共识机制必须信任最高权益节点不同的是，DPoS 共识机制中每个节点都能够自主决定其信任的授权节点且由这些节点轮流记账生成新区块，因而大幅减少了参与验证和记账的节点数量，可以实现快速共识验证。除上述三种主流共识机制外，实际区块链应用中也衍生出了 PoW + PoS、行动证明（Proof of Activity）等多个变种机制。这些共识机制各有优劣势，比特币的 PoW 共识机制依靠其先发优势已经形成成熟的挖矿产业链，支持者众多，而 PoS 和 DPoS 等新兴机制则更为安全、环保和高效，从而使得共识机制的选择问题成为区块链系统研究者最不易达成共识的问题。2.4 激励层区块链共识过程通过汇聚大规模共识节点的算力资源来实现共享区块链账本的数据验证和记账工作，因而其本质上是一种共识节点间的任务众包过程。去中心化系统中的共识节点本身是自利的，最大化自身收益是其参与数据验证和记账的根本目标。因此，必须设计激励相容的合理众包机制，使得共识节点最大化自身收益的个体理性行为与保障去中心化区块链系统的安全和有效性的整体目标相吻合。区块链系统通过设计适度的经济激励机制并与共识过程相集成，从而汇聚大规模的节点参与并形成了对区块链历史的稳定共识。以比特币为例，比特币 PoW 共识中的经济激励由新发行比特币奖励和交易流通过程中的手续费两部分组成，奖励给 PoW 共识过程中成功搜索到该区块的随机数并记录该区块的节点。因此，只有当各节点通过合作共同构建共享和可信的区块链历史记录、并维护比特币系统的有效性，其获得的比特币奖励和交易手续费才会有价值。比特币已经形成成熟的挖矿生态圈，大量配备专业矿机设备的矿工积极参与基于挖矿的 PoW 共识过程，其根本目的就是通过获取比特币奖励并转换为相应法币来实现盈利。发行机制比特币系统中每个区块发行比特币的数量是随着时间阶梯性递减的。创世区块起的每个区块将发行 50 个比特币奖励给该区块的记账者，此后每隔约 4 年（21万个区块）每区块发行比特币的数量降低一半，依此类推，一直到比特币的数量稳定在上限 2100 万为止 [19]。比特币交易过程中会产生手续费，目前默认手续费是万分之一个比特币，这部分费用也会记入区块并奖励给记账者。这两部分费用将会封装在每个区块的第一个交易（称为 Coinbase 交易）中。虽然现在每个区块的总手续费相对于新发行比特币来说规模很小（通常不会超过 1 个比特币），但随着未来比特币发行数量的逐步减少甚至停止发行，手续费将逐渐成为驱动节点共识和记账的主要动力。同时，手续费还可以防止大量微额交易对比特币网络发起的「粉尘」攻击，起到保障安全的作用。分配机制比特币系统中，大量的小算力节点通常会选择加入矿池，通过相互合作汇集算力来提高「挖」到新区块的概率，并共享该区块的比特币和手续费奖励。据 Bitcoinmining.com 统计，目前已经存在 13 种不同的分配机制 [25]。主流矿池通常采用 PPLNS（Pay Per Last N Shares）、PPS（Pay Per Share）和 PROP（PROPortionately）等机制。矿池将各节点贡献的算力按比例划分成不同的股份（Share），其中：PPLNS 机制是指发现区块后，各合作节点根据其在最后 N 个股份内贡献的实际股份比例来分配区块中的比特币；PPS 则直接根据股份比例为各节点估算和支付一个固定的理论收益，采用此方式的矿池将会适度收取手续费来弥补其为各节点承担的收益不确定性风险；PROP 机制则根据节点贡献的股份按比例地分配比特币。矿池的出现是对比特币和区块链去中心化趋势的潜在威胁，如何设计合理的分配机制引导各节点合理地合作、避免出现因算力过度集中而导致的安全性问题是亟待解决的研究问题。2.5 合约层合约层封装区块链系统的各类脚本代码、算法以及由此生成的更为复杂的智能合约。如果说数据、网络和共识三个层次作为区块链底层「虚拟机」分别承担数据表示、数据传播和数据验证功能的话，合约层则是建立在区块链虚拟机之上的商业逻辑和算法，是实现区块链系统灵活编程和操作数据的基础。包括比特币在内的数字加密货币大多采用非图灵完备的简单脚本代码来编程控制交易过程，这也是智能合约的雏形。随着技术的发展，目前已经出现以太坊等图灵完备的可实现更为复杂和灵活的智能合约的脚本语言，使得区块链能够支持宏观金融和社会系统的诸多应用。本节将以比特币脚本为例，从技术角度简述合约层的基本技术和方法，关于智能合约的延伸内容将在第 5 节讨论。比特币采用一种简单的、基于堆栈的、从左向右处理的脚本语言，而一个脚本本质上是附着在比特币交易上的一组指令的列表。比特币交易依赖于两类脚本来加以验证，即锁定脚本和解锁脚本，二者的不同组合可在比特币交易中衍生出无限数量的控制条件。其中，锁定脚本是附着在交易输出值上的「障碍」，规定以后花费这笔交易输出的条件；解锁脚本则是满足被锁定脚本在一个输出上设定的花费条件的脚本，同时它将允许输出被消费。举例来说，大多数比特币交易均是采用接受者的公钥加密和私钥解密，因而其对应的P2PKH（Pay to Public Key Hash）标准交易脚本中的锁定脚本即是使用接受者的公钥实现阻止输出功能，而使用私钥对应的数字签名来加以解锁 [19]。比特币脚本系统可以实现灵活的交易控制，例如：通过规定某个时间段（如一周）作为解锁条件，可以实现延时支付；通过规定接受者和担保人必须共同私钥签名才能支配一笔比特币，可以实现担保交易；通过设计一种可根据外部信息源核查某概率事件是否发生的规则并作为解锁脚本附着在一定数量的比特币交易上，即可实现博彩和预测市场等类型的应用；通过设定 N 个私钥集合中至少提供 M 个私钥才可解锁，可实现 M － N 型多重签名，即 N个潜在接受者中至少有 M 个同意签名才可实现支付。多重签名可广泛应用于公司决策、财务监督、中介担保甚至遗产分配等场景。比特币脚本是智能合约的雏形，催生了人类历史上第一种可编程的全球性货币。然而，比特币脚本系统是非图灵完备的，其中不存在复杂循环和流控制，这在损失一定灵活性的同时能够极大地降低复杂性和不确定性，并能够避免因无限循环等逻辑炸弹而造成拒绝服务等类型的安全性攻击。为提高脚本系统的灵活性和可扩展性，研究者已经尝试在比特币协议之上叠加新的协议，以满足在区块链上构建更为复杂的智能合约的需求。以太坊已经研发出一套图灵完备的脚本语言，用户可基于以太坊构建任意复杂和精确定义的智能合约与去中心化应用，从而为基于区块链构建可编程的金融与社会系统奠定了基础 [4]。3. 区块链的应用场景由区块链独特的技术设计可见，区块链系统具有分布式高冗余存储、时序数据且不可篡改及伪造、去中心化信用、自动执行的智能合约、安全和隐私保护等显著的特点，这使得区块链技术不仅可以成功应用于数字加密货币领域，同时在经济、金融和社会系统中也存在广泛的应用场景。根据区块链技术应用的现状，本文将区块链目前的主要应用笼统地归纳为数字货币、数据存储、数据鉴证、金融交易、资产管理和选举投票共六个场景，并概述除数字货币外的五大应用场景以及区块链的三种应用模式。数据存储区块链的高冗余存储（每个节点存储一份数据）、去中心化、高安全性和隐私保护等特点使其特别适合存储和保护重要隐私数据，以避免因中心化机构遭受攻击或权限管理不当而造成的大规模数据丢失或泄露。与比特币交易数据类似地，任意数据均可通过哈希运算生成相应的 Merkle 树并打包记入区块链，通过系统内共识节点的算力和非对称加密技术来保证安全性。区块链的多重签名技术可以灵活配置数据访问的权限，例如必须获得指定 5 个人中 3 个人的私钥授权才可获得访问权限。目前，利用区块链来存储个人健康数据（如电子病历、基因数据等）是极具前景的应用领域，此外存储各类重要电子文件（视频、图片、文本等）乃至人类思想和意识等也有一定应用空间 [7]。数据鉴证区块链数据带有时间戳、由共识节点共同验证和记录、不可篡改和伪造，这些特点使得区块链可广泛应用于各类数据公证和审计场景。例如，区块链可以永久地安全存储由政府机构核发的各类许可证、登记表、执照、证明、认证和记录等，并可在任意时间点方便地证明某项数据的存在性和一定程度上的真实性。包括德勤在内的多家专业审计公司已经部署区块链技术来帮助其审计师实现低成本和高效地实时审计，Factom 公司则基于区块链设计了一套准确的、可核查的和不可更改的审计公证流程与方法 [26]。金融交易区块链技术与金融市场应用有非常高的契合度。区块链可以在去中心化系统中自发地产生信用，能够建立无中心机构信用背书的金融市场，从而在很大程度上实现了「金融脱媒」，这对第三方支付、资金托管等存在中介机构的商业模式来说是颠覆性的变革。在互联网金融领域，区块链特别适合或者已经应用于股权众筹、P2P 网络借贷和互联网保险等商业模式。证券和银行业务也是区块链的重要应用领域，传统证券交易需要经过中央结算机构、银行、证券公司和交易所等中心机构的多重协调，而利用区块链自动化智能合约和可编程的特点，能够极大地降低成本和提高效率，避免繁琐的中心化清算交割过程，实现方便快捷的金融产品交易。同时，区块链和比特币的即时到帐的特点可使得银行实现比 SWIFT 代码体系更为快捷、经济和安全的跨境转账，这也是目前 R3CEV 和纳斯达克等各大银行、证券商和金融机构相继投入区块链技术研发的重要原因。资产管理区块链在资产管理领域的应用具有广泛前景，能够实现有形和无形资产的确权、授权和实时监控。对于无形资产来说，基于时间戳技术和不可篡改等特点，可以将区块链技术应用于知识产权保护、域名管理、积分管理等领域。而对有形资产来说，通过结合物联网技术为资产设计唯一标识并部署到区块链上，能够形成「数字智能资产」，实现基于区块链的分布式资产授权和控制。例如，通过对房屋、车辆等实物资产的区块链密钥授权，可以基于特定权限来发放和回收资产的使用权，有助于 Airbnb 等房屋租赁或车辆租赁等商业模式实现自动化的资产交接。通过结合物联网的资产标记和识别技术，还可以利用区块链实现灵活的供应链管理和产品溯源等功能。选举投票投票是区块链技术在政治事务中的代表性应用。基于区块链的分布式共识验证、不可篡改等特点，可以低成本高效地实现政治选举、企业股东投票等应用。同时，区块链也支持用户个体对特定议题的投票。例如，通过记录用户对特定事件是否发生的投票，可以将区块链应用于博彩和预测市场等场景 [27]。通过记录用户对特定产品的投票评分与建议，可以实现大规模用户众包设计产品的「社会制造」模式等。根据实际应用场景和需求，区块链技术已经演化出三种应用模式，即公共链(Public Blockchain)、联盟链（Consortium Blockchain）和私有链（Private Blockchain）：公共链是完全去中心化的区块链，分布式系统的任何节点均可参与链上数据的读写、验证和共识过程，并根据其 PoW 或 PoS 贡献获得相应的经济激励。比特币是公共链的典型代表。联盟链则是部分去中心化（或称多中心化）的区块链，适用于多个实体构成的组织或联盟，其共识过程受到预定义的一组节点控制，例如生成区块需要获得 10 个预选的共识节点中的 5 个节点确认。私有链则是完全中心化的区块链，适用于特定机构的内部数据管理与审计等，其写入权限由中心机构控制，而读取权限可视需求有选择性地对外开放。需要说明的是，由于去中心化程度不同，联盟链和私有链可能不完全符合第 2 节提出的区块链模型，例如，中心化程度较高的区块链可能不需要设计激励层中的经济激励等。4. 区块链的现存问题作为近年来兴起并快速发展的新技术，区块链必然会面临各种制约其发展的问题和障碍。本节将从安全、效率、资源和博弈四方面概述区块链技术有待解决的问题。4.1 安全问题安全性威胁是区块链迄今为止所面临的最重要的问题。其中，基于 PoW 共识过程的区块链主要面临的是 51% 攻击问题，即节点通过掌握全网超过 51% 的算力就有能力成功篡改和伪造区块链数据。以比特币为例，据统计中国大型矿池的算力已占全网总算力的 60% 以上，理论上这些矿池可以通过合作实施 51% 攻击，从而实现比特币的双重支付 [1]。虽然实际系统中为掌握全网 51% 算力所需的成本投入远超成功实施攻击后的收益，但 51% 攻击的安全性威胁始终存在。基于 PoS 共识过程在一定程度上解决了51%攻击问题，但同时也引入了区块分叉时的N@S（Nothing at Stake）攻击问题。研究者已经提出通过构造同时依赖高算力和高内存的 PoW 共识算法来部分解决 51% 攻击问题 [4]，更为安全和有效的共识机制尚有待于更加深入的研究和设计。区块链的非对称加密机制也将随着数学、密码学和计算技术的发展而变的越来越脆弱。据估计，以目前天河二号的算力来说，产生比特币 SHA256 哈希算法的一个哈希碰撞大约需要 248 年，但随着量子计算机等新计算技术的发展，未来非对称加密算法具有一定的破解可能性，这也是区块链技术面临的潜在安全威胁。区块链的隐私保护也存在安全性风险。区块链系统内各节点并非完全匿名，而是通过类似电子邮件地址的地址标识（例如比特币公钥地址）来实现数据传输。虽然地址标识并未直接与真实世界的人物身份相关联，但区块链数据是完全公开透明的，随着各类反匿名身份甄别技术的发展，实现部分重点目标的定位和识别仍是有可能的。4.2 效率问题区块链效率也是制约其应用的重要因素。首先是区块膨胀问题：区块链要求系统内每个节点保存一份数据备份，这对于日益增长的海量数据存储来说是极为困难的。以比特币为例，完全同步自创世区块至今的区块数据需要约 60 GB 存储空间，虽然轻量级节点可部分解决此问题，但适用于更大规模的工业级解决方案仍有待研发 [28]。其次是交易效率问题：比特币区块链目前每秒仅能处理 7 笔交易，这极大地限制了区块链在大多数金融系统高频交易场景中的应用（例如 VISA 信用卡每秒最多可处理 10000 笔交易）[1]。最后是交易确认时间问题：比特币区块生成时间为 10 分钟，因而交易确认时间一般为 10 分钟，这在一定程度上限制了比特币在小额交易和时间敏感交易中的应用。4.3 资源问题PoW 共识过程高度依赖区块链网络节点贡献的算力，这些算力主要用于解决 SHA256 哈希和随机数搜索，除此之外并不产生任何实际社会价值，因而一般意义上认为这些算力资源是被「浪费」掉了，同时被浪费掉的还有大量的电力资源。随着比特币的日益普及和专业挖矿设备的出现，比特币生态圈已经在资本和设备方面呈现出明显的军备竞赛态势，逐渐成为高耗能的资本密集型行业，进一步凸显了资源消耗问题的重要性。因此，如何能有效汇集分布式节点的网络算力来解决实际问题，是区块链技术需要解决的重要问题。研究者目前已经开始尝试解决此问题，例如 Primecoin（质数币）要求各节点在共识过程中找到素数的最长链条（坎宁安链和双向双链）而非无意义的 SHA256 哈希值 [29]。未来的潜在发展趋势是设计行之有效的交互机制来汇聚和利用分布式共识节点的群体智能，以辅助解决大规模的实际问题。4.4 博弈问题区块链网络作为去中心化的分布式系统，其各节点在交互过程中不可避免地会存在相互竞争与合作的博弈关系，这在比特币挖矿过程中尤为明显。通常来说，比特币矿池间可以通过相互合作保持各自稳定的收益。然而，矿池可以通过称为区块截留攻击（Block with Holding Attacks）的方式、通过伪装为对手矿池的矿工、享受对手矿池的收益但不实际贡献完整工作量证明来攻击其他矿池，从而降低对手矿池的收益。如果矿池相互攻击，则双方获得的收益均少于不攻击对方的收益。当矿池收益函数满足特定条件时，这种攻击和竞争将会造成「囚徒困境」博弈结局 [30]。如何设计合理的惩罚函数来抑制非理性竞争、使得合作成为重复性矿池博弈的稳定均衡解，尚需进一步深入研究。此外，正如前文提到的，区块链共识过程本质上是众包过程，如何设计激励相容的共识机制，使得去中心化系统中的自利节点能够自发地实施区块数据的验证和记账工作，并提高系统内非理性行为的成本以抑制安全性攻击和威胁，是区块链有待解决的重要科学问题。5. 基于区块链的智能合约智能合约概念最早在 1994 年由学者 Nick Szabo 提出，最初被定义为一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议，其设计初衷是希望通过将智能合约内置到物理实体来创造各种灵活可控的智能资产。由于计算手段的落后和应用场景的缺失，智能合约并未受到研究者的广泛关注。区块链技术的出现重新定义了智能合约。智能合约是区块链的核心构成要素（合约层），是由事件驱动的、具有状态的、运行在可复制的共享区块链数据账本上的计算机程序，能够实现主动或被动的处理数据，接受、储存和发送价值，以及控制和管理各类链上智能资产等功能。智能合约作为一种嵌入式程序化合约，可以内置在任何区块链数据、交易、有形或无形资产上，形成可编程控制的软件定义的系统、市场和资产。智能合约不仅为传统金融资产的发行、交易、创造和管理提供了创新性的解决方案，同时能够在社会系统中的资产管理、合同管理、监管执法等事务中发挥重要作用。具体说来，智能合约是一组情景-应对型的程序化规则和逻辑，是部署在区块链上的去中心化、可信共享的程序代码。智能合约同样具有区块链数据的一般特征，如分布式记录、存储和验证，不可篡改和伪造等。签署合约的各参与方就合约内容、违约条件、违约责任和外部核查数据源达成一致，必要时检查和测试合约代码以确保无误后，以智能合约的形式部署在区块链上，即可不依赖任何中心机构地自动化代表各签署方执行合约。智能合约的可编程特性使得签署方可以增加任意复杂的条款。图 5 智能合约的运作机理智能合约的运作机理如图 5 所示：通常情况下，智能合约经各方签署后，以程序代码的形式附着在区块链数据（例如一笔比特币交易）上，经 P2P 网络传播和节点验证后记入区块链的特定区块中。智能合约封装了预定义的若干状态及转换规则、触发合约执行的情景（如到达特定时间或发生特定事件等）、特定情景下的应对行动等。区块链可实时监控智能合约的状态，并通过核查外部数据源、确认满足特定触发条件后激活并执行合约。区块链和智能合约有极为广阔的应用场景。例如，互联网金融领域的股权众筹或 P2P 网络借贷等商业模式可以通过区块链和智能合约加以实现。传统方式是通过股权众筹或 P2P 借贷的交易所或网络平台作为中心机构完成资金募集、管理和投资，实际操作过程中容易出现因中心机构的信用缺失而导致的资金风险。利用智能合约，这些功能均可以封装在去中心化可信的区块链上自动执行。区块链可记录每一笔融资，当成功达到特定融资额度时计算每个投资人的股权份额，或在一段时间内未达到融资额度时自动将资金退还给投资人。再如，通过将房屋和车辆等实体资产进行非对称加密，并嵌入含有特定访问控制规则的智能合约后部署在区块链上，使用者符合特定的访问权限或执行特定操作（如付款）后就可使用这些资产，这能够有效解决房屋或车辆租赁商业模式中资产交接和使用许可方面的痛点。智能合约具有自治、自足和去中心化等特征：自治表示合约一旦启动就会自动运行，而不需要其他签署方进行任何干预；自足则意味着合约能够通过提供服务或发行资产来获取资金，并在需要时使用这些资金；去中心化则意味着智能合约是由去中心化存储和验证的程序代码而非中心化实体来保障执行的合约，能在很大程度上保证合约的公平和公正性 [1]。智能合约对于区块链技术来说具有重要的意义：一方面，智能合约是区块链的激活器，为静态的底层区块链数据赋予了灵活可编程的机制和算法，并为构建区块链 2.0 和 3.0 时代的可编程金融系统与社会系统奠定了基础；另一方面，智能合约的自动化和可编程特性使其可封装分布式区块链系统中各节点的复杂行为，成为区块链构成的虚拟世界中的软件代理机器人，这有助于促进区块链技术在各类分布式人工智能系统中的应用，使得基于区块链技术构建各类去中心化应用（Decentralized Application，Dapp）、去中心化自治组织（Decentralized Autonomous Organization，DAO）、去中心化自治公司（Decentralized Autonomous Corporation，DAC）甚至去中心化自治社会（Decentralized Autonomous Society，DAS）成为可能。就现状而言，区块链和智能合约技术的主要发展趋势是由自动化向智能化方向演化。现存的各类智能合约及其应用的本质逻辑大多仍是根据预定义场景的「IF-THEN」类型的条件响应规则，能够满足目前自动化交易和数据处理的需求。未来的智能合约应具备根据未知场景的「WHAT - IF」推演、计算实验和一定程度上的自主决策功能，从而实现由目前「自动化」合约向真正的「智能」合约的飞跃 [31-32]。6. 区块链驱动的平行社会互联网近年来的迅猛发展及其与物理世界的深度耦合与强力反馈，已经根本性地改变了现代社会的生产、生活与管理决策模式，形成了现实物理世界-虚拟网络空间紧密耦合、虚实互动和协同演化的平行社会空间，催生了「互联网+」和工业 4.0 等一系列国家战略。未来社会的发展趋势则必将从物理 + 网络的 CPS 实际世界（Cyber-Physical Systems，CPS）走向精神层面的人工世界，形成物理 + 网络 + 人工的人-机-物一体化的三元耦合系统，称为社会物理信息系统（Cyber-Physical-Social Systems，CPSS）。目前，基于 CPSS 的平行社会已现端倪，其核心和本质特征是虚实互动与平行演化 [33]。区块链是实现 CPSS 平行社会的基础架构之一，其主要贡献是为分布式社会系统和分布式人工智能研究提供了一套行之有效的去中心化的数据结构、交互机制和计算模式，并为实现平行社会奠定了坚实的数据基础和信用基础：就数据基础而言，管理学家爱德华戴明曾说过：除了上帝，所有人必须以数据说话。然而在中心化社会系统中，数据通常掌握在政府和大型企业等「少数人」手中，为少数人「说话」，其公正性、权威性甚至安全性可能都无法保证。区块链数据则通过高度冗余的分布式节点存储，掌握在「所有人」手中，能够做到真正的「数据民主」。就信用基础而言，中心化社会系统因其高度工程复杂性和社会复杂性而不可避免地会存在「默顿系统」的特性，即不确定性、多样性和复杂性，社会系统中的中心机构和规则制定者可能会因个体利益而出现失信行为。区块链技术有助于实现软件定义的社会系统，其基本理念就是剔除中心化机构、将不可预测的行为以智能合约的程序化代码形式提前部署和固化在区块链数据中，事后不可伪造和篡改并自动化执行，从而在一定程度上能够将「默顿」社会系统转化为可全面观察、可主动控制、可精确预测的「牛顿」社会系统 [34]。ACP（人工社会 Artiflcial Societies、计算实验 Computational Experiments 和平行执行 Parallel Execution）方法是迄今为止平行社会管理领域唯一成体系化的、完整的研究框架，是复杂性科学在新时代平行社会环境下的逻辑延展和创新[35]。ACP 方法可以自然地与区块链技术相结合，实现区块链驱动的平行社会管理：首先，区块链的 P2P 组网、分布式共识协作和基于贡献的经济激励等机制本身就是分布式社会系统的自然建模，其中每个节点都将作为分布式系统中的一个自主和自治的智能体（Agent）。随着区块链生态体系的完善，区块链各共识节点和日益复杂与自治的智能合约将通过参与各种形式的 Dapp，形成特定组织形式的 DAC 和 DAO，最终形成 DAS，即 ACP 中的人工社会 [36]。其次，智能合约的可编程特性使得区块链可进行各种「WHAT - IF」类型的虚拟实验设计、场景推演和结果评估，通过这种计算实验过程获得并自动或半自动地执行最优决策。最后，区块链与物联网等相结合形成的智能资产使得联通现实物理世界和虚拟网络空间成为可能，并可通过真实和人工社会系统的虚实互动和平行调谐实现社会管理和决策的协同优化。不难预见，未来现实物理世界的实体资产都登记为链上智能资产的时候，就是区块链驱动的平行社会到来之时。7. 结束语随着以比特币为代表的数字加密货币的强势崛起，新兴的区块链技术逐渐成为学术界和产业界的热点研究课题。区块链技术的去中心化信用、不可篡改和可编程等特点，使其在数字加密货币、金融和社会系统中有广泛的应用前景。然而，与蓬勃发展的区块链商业应用相比，区块链的基础理论和技术研究仍处于起步阶段，许多更为本质性的、对区块链产业发展至关重要的科学问题亟待研究跟进。本文系统地梳理了区块链技术的基本原理、技术、方法与应用，以期为未来研究提供有益的启发与借鉴。参考文献作者简介袁勇博士，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室副研究员。2008 年于山东科技大学获得计算机软件与理论专业博士学位。主要研究方向为商务智能与计算广告学。

王飞跃教授，中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室研究员，国防科技大学军事计算实验与平行系统技术中心教授。主要研究方向为智能系统和复杂系统的建模、分析与控制。

来源：自动化学报本文参与 腾讯云自媒体分享计划，分享自微信公众号。原始发表：2018-02-20，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除区块链人工智能分布式本文分享自 专知 微信公众号，前往查看如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ，欢迎热爱写作的你一起参与！区块链人工智能分布式评论登录后参与评论0 条评论热度最新登录 后参与评论推荐阅读LV.关注文章0获赞0相关产品与服务区块链云链聚未来，协同无边界。腾讯云区块链作为中国领先的区块链服务平台和技术提供商，致力于构建技术、数据、价值、产业互联互通的区块链基础设施，引领区块链底层技术及行业应用创新，助力传统产业转型升级，推动实体经济与数字经济深度融合。产品介绍2024新春采购节领券社区专栏文章阅读清单互动问答技术沙龙技术视频团队主页腾讯云TI平台活动自媒体分享计划邀请作者入驻自荐上首页技术竞赛资源技术周刊社区标签开发者手册开发者实验室关于社区规范免责声明联系我们友情链接腾讯云开发者扫码关注腾讯云开发者领取腾讯云代金券热门产品域名注册云服务器区块链服务消息队列网络加速云数据库域名解析云存储视频直播热门推荐人脸识别腾讯会议企业云CDN加速视频通话图像分析MySQL 数据库SSL 证书语音识别更多推荐数据安全负载均衡短信文字识别云点播商标注册小程序开发网站监控数据迁移Copyright © 2013 - 2024 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有 深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号：粤B2-20090059 深公网安备号 44030502008569腾讯云计算（北京）有限责任公司 京ICP证150476号 |  京ICP备11018762号 | 京公网安备号11010802020287问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档Copyright © 2013 - 2024 Tencent Cloud.All Rights Reserved. 腾讯云 版权所有登录 后参与评论00

公链，私链，联盟链...这次终于讲清楚了！ - 知乎

公链，私链，联盟链...这次终于讲清楚了！ - 知乎切换模式写文章登录/注册公链，私链，联盟链...这次终于讲清楚了！蝶链科技让存储像存钱一样！​作为新兴科技领域，区块链的相关概念像天上的星星一样繁多，往往让人“丈二和尚摸不着头脑”。比如我们经常能听到IPFS激励公链、ETH等主流区块链，是一种“公链”。那么公链是什么意思呢，对应的私链、联盟链又是什么东西呢？接下来让蝶链君带您解读。·公链（Public Blockchain），即公有/公共的区块链，访问与编写的权限对所有人开放。 ·私链（Private Blockchain），即私有的区块链，访问与编写的权限仅由某个机构/组织控制。·联盟链（Consortium Blockchain），即机构联盟的区块链，访问与编写的权限仅对加入组织联盟的节点开放。它们的本质区别在于访问编写的权限，以及去中心化的程度。越接近公链一端，去中心化程度越高，拥有访问编写权限的机构/个人越多；反之则越低和越少。01 公链公链，即公有链，公共链。公链代表：IPFS激励公链公链特征是人人都可以访问网络，无需中心化机构的授权。比如IPFS激励公链的任何区块均对外公开，任何人都可以在IPFS激励公链网络上发送消息。由于公链是高度去中心化的，因此需要特定的共识机制，以确保各个网络节点采用同一套标准来确认新的区块。共识机制确保公链能去中心化地、无需人手干预地自动运行。除了共识机制，公链还需要设定激励机制。公链是高度去中心化的，通过给作出贡献的节点发放“通证”奖励，来激励网络参与者“愿意主动合作”，共同维护链上数据的安全。通证奖励往往也是新人关注区块链的动力。IPFS激励公链网络用于激励的通证叫FIL，节点获得FIL奖励后，可以用来换取其他网络服务，或者拿到交易平台出售。由于是公共区块链，公链上所有的交易数据均是公开的。虽然公链上的所有节点都是匿名加入网络的，但任何节点都可以查看其他节点的账户余额以及交易活动。人人可参与的模式使得公链网络能以去中心化的形式，在全世界范围内快速发展壮大。02 私链私链，即私有链。私链代表：蚂蚁金服私链的访问和编写权限由某个机构掌握。私链的公开程度由这个机构来决定，他人必须先注册取得许可才可以访问和使用。私链的价值主要是提供了可追溯的、不可篡改的运算平台，赋能机构的数据系统。私链适合用于机构的数据管理、审计等场景。因为相比中心化数据库，私链能够防止内部某个节点篡改数据。故意隐瞒或篡改数据的情况很容易被发现，发生错误时也能追踪错误来源。比起公链，私链能提供更快的交易速度、更低的交易成本。因为私链上只有少量的节点，也都具有很高的信任度，并不需要每个节点来验证一个交易。因此，相比需要通过大多数节点验证的公有链，私链的交易速度更快，交易成本也更低。03 联盟链联盟链，即多个机构间建立的区块链。联盟链代表：超账本（Hyperledger）联盟链由机构间根据自行商定的协议建立而成。成员节点参与区块链运行需要根据规则获得访问和编写的权限。联盟链由成员节点共同维护，提供成员管理，认证，授权，监控，审计等功能。由Linux基金会成立的超账本项目，就采用了联盟链的模式。联盟链适合机构间交易清算结算的B2B场景，用于节省对账和清算成本，减少人为错误的发生。联盟链对安全性能要求比公链高。本质上来说，联盟链是私有链的一种，只是私有程度不同，而且其权限设计要求比私有链更复杂；但联盟链比纯粹的私有链更具可信度。总体而言，在对可信度、安全性有很高要求，而对交易速度不苛求的落地场景，公有链更有优势。而对于更加注重隐私保护、交易速度和内部监管的应用，开发私链或者联盟链则更加合适。三者不同的区块链模式各有所长又相互补充，共同推动Web3.0的落地与应用。编辑于 2021-09-26 15:12去中心化区块链(Blockchain)​赞同 22​​1 条评论​分享​喜欢​收藏​申请

一文读懂市面上的公链 - 知乎

一文读懂市面上的公链 - 知乎首发于站在区块链的风口切换模式写文章登录/注册一文读懂市面上的公链unclefish鱼叔hello，大家好，我是鱼叔，今天想和大家聊一个比较有意思的话题：公链。这个话题我一直想做个总结，但是总被各种事情耽搁了，趁着22年年初，通过对各大公链的探索来窥探下一个市场爆点可能在哪里。本文结构会分成两部分，先是对一些专业术语和概念做一个解释，然后再介绍比较知名的几条公链以及它们的由来和特点。概念讲解Smart Contract / 智能合约这个概念其实是以太坊上最基础的概念，但是为了保证知识连贯性，我还是简单描述一下。“智能合约只是一个运行在以太坊链上的一个程序。它是位于以太坊区块链上一个特定地址的一系列代码（函数）和数据（状态）。”上面这段话我是摘自以太坊官网的说明，可以很明显的知道智能合约是一种程序，它是一种用户签名许可后就会强制执行的程序，比如说你转账给另一个人，在真实世界里，你也许可以叫银行中断你的转账服务，但在区块链世界里，当你许可了一笔转账交易的智能合约并且交了gas费之后，你就很难中断这笔交易，因为这个程序是强制执行的。EVM / 以太坊虚拟机EVM这个词在区块链世界经常出现，它的意思是「以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine）」。在解释EVM之前，我们首先要知道「虚拟机」是做什么的。其实对计算机有一定了解的朋友应该都用过虚拟机，比如说你在mac系统使用windows软件，这时候你会建一个windows的虚拟机，再在上面使用windows软件，因此简而言之虚拟机就是一台由「软件模拟形成的计算机」，并且这种虚拟机有一个特点就是「独立性」，虚拟机是单独规划出来的一片世界，里面的病毒或者软件运行都是不会影响你的本体计算机的。「以太坊虚拟机」就是虚拟机的一种，只是这种虚拟机是专门服务于以太坊的智能合约。通常每一个节点会下载以太坊客户端，然后客户端会在节点的电脑里形成一个虚拟机用于运行智能合约，这样的好处在于虚拟机不会受限于节点的系统，无论是MacOs还是linux亦或是Windows，都可以开辟一片空间来处理智能合约。此外，由于虚拟机的独立性特点，保证EVM上的计算可以不会被干扰，加强了合约计算的安全性。至此，我们就知道EVM以下几个特点：EVM是一种服务于以太坊的虚拟机EVM是智能合约的运行环境Sharding / 切片技术切片技术（有的地方叫分片）是ETH2.0的一个特点，关于eth2.0的内容可以看我的另一篇文章。切片技术顾名思义就是将一个东西给切小，而在eth2.0的规划中就是要将交易数据给切成一个一个小数据，这样的目的是为了缓解现在拥堵的以太坊网络。那它是如何来缓解网络拥堵的呢？举个例子，一个交易的发布会通知全网，然后所有矿工一块儿计算来抢单，这就导致算力浪费以及网络的拥堵和不高效，而分片技术就是把这笔交易数据分成若干份，然后分别发送给不同的矿工去验证，这就保证大家不至于都挤在一块儿。再举个形象的例子，现在的以太坊就像大家排长队在超市唯一的收银台结账，给gas费高的可以插队排前面，而切片技术就是在超市里多安了几个收银台，大家就可以分流开来提高效率，同时也可以减少不必要的「gas费竞争」。Stable Coin / 稳定币稳定币顾名思义就是价值稳定的币种，它是加密世界里最核心的金融基础之一，是价值的锚定之物。我习惯把稳定币分成两类：「算法稳定币」和「资产锚定稳定币」。算法稳定币：依托于算法来保证币种价格的稳定。这类赛道很难，目前较为成功的是MakerDao推出的DAI币，它是依托于他人的抵押资产生产的一种代币，用于和美元一比一挂钩。资产锚定稳定币：这类稳定币通常直接和现实资产挂钩，比如Tether发行的USDT，就是用现实世界里的美元来进行背书。Layer2 / 二层扩容21年很火的一个话题：layer2，当下以太坊网络拥堵问题的解决方案之一。其原理是将一些计算工作放到layer2里，然后把结果反馈给主网，这样就可以让主网上的计算变得简洁，比如说两笔交易A转给B一百美元，B转给C一百美元，实际结果是A的账上少了一百美元，C的账上多了一百美元，如果在以太坊主网上，这就是两笔交易，需要进行两次复杂运算，但是如果放到layer2里，就可以讲运算简化，最后主网只是看到一个状态变化，然后只需验证一下状态变化是否合法即可。目前比较知名的layer2方案有：ZkRollup、Optimistic Rollup.layer2的折中方案：Plasma 侧链技术公链赛道Ethereum / 以太坊公链之王，这个不需要太说了，唯一问题就是Gas费太高了，这也就给了其他公链成长的机会。Polygon / 侧链之王21年上半年非常火的一个公链，主打的就是做以太坊的侧链，所采用的技术就是Plasma。由于它最早推出plasma方案，分得了大量从以太坊过来的资金而迅速崛起，并且很多知名的defi项目比如Aave、Curve、SushiSwap等都在其链上部署。危机：Polygon上的自有生态发展一直平平无奇，目前锁仓量最高的依旧是外来项目AavePlasma是一种有风险的方案，在未来其他layer2方案愈加成熟的时候会存在被淘汰的风险，因此polygon于21年12月份收购了Mir Protocol，一家研究ZK Proof的公司，意旨想要升级自己的侧链方案。Solana / NFT 链先驱者21年最火的链，我觉得应该算是Solana了，Solana 是由前高通员工Anatoly Yakovenko于17年创立的。它的特点就是高效率，高吞吐，简而言之它就是一条低gas费高性能的公链，号称「以太坊杀手」，当然它崛起的主要两个原因是「NFT」和「FTX」。21年是NFT的元年，大量NFT在Opensea上进行交易，但是以太坊上的高gas费让一部分NFT分流到了Solana上，促使了一波生态繁荣。第二个让Solana崛起的原因就是其背后有资本在支撑。Serum是Solana上最大的DEX，它是由FTX（目前第三大中心化交易所）的创始人推出的，因此可以把Solana理解为FTX在去中心化领域的尝试，类似于BSC之于Binance的地位。不过今年九月份Solana的宕机一定程度上让市场对其信心降低，这也给了一些其他小公链成长的机会。Avalanche / 雪崩Avalanche 雪崩链是21年下半年突然火起来的，原因是它从自己的投资基金里拿出2.2亿美元，用于激励开发者和项目方迁移到Avalanche链上，这让avax的价格一路飙升。相应的一些老牌项目也蜂拥而至，比如Aave和Curve，没错又是这两家，当然项目部署是有成本的，为什么大家愿意部署过来，原因在于Avalanche是「EVM兼容」的，也就是说支持以太坊的智能合约。Avalanche的架构由三条链组成，分别是交易所链（X-Chian）：用于创造新的代币和代币交易平台链（P-Chain）：用于节点验证，需要质押代币成为验证者合约链（C-Chain）：部署智能合约的链，因为支持EVM，所以方便很多以太坊Dapp的部署看到这里，其实大家就会意识到，一个公链如果支持EVM，那么自然会让很多优秀的项目过来部署，进而带来资金和流量。当然Avalanche的激励计划所带来的高APR流动性挖矿项目，也促进了用户和资本的流入。Fantom / 饭桶相比于Avalanche， Fantom显得低调很多，作为一个主打技术的公链，它创新的使用了DAG智能合约以及LCA算法，具体是什么可以自行去研究，总之它构建了一个高速低费用的公链，并且也是EVM兼容的。Fantom的发展离不开一个人的推动，Andre Cronje，YFI的创始人。我们也常能看到AC在他的推特上给Fantom打广告，呼吁defi项目在其上的部署。在Fantom的生态里，我们能看到很多Defi项目的雏形，包括借贷、swap、流动性挖矿等，也就是说Fantom致力于打造一个高性能的defi公链。此外，Fantom也模仿Avalanche在21年下半年推出了2.6亿美元的激励制度，这也掀起了一波市场小高潮。Terra / 新一代稳定币的发行商21年的黑马必然是Luna，一年一百倍的涨幅也是很少见了，谈起Luna必然得说说它背后的公链Terra。Terra是主打电子交易商务的公链，由韩国的Terraform Labs在Cosmos推出的公链（Fantom也是韩国公司创立的，感觉韩国在区块链创新上走的很远）。Terra主打稳定币UST，注意是UST而不是USDT，依靠引入LUNA代币来实现价格稳定。它的具体调节系统如下：当市面上的UST价格高于1美元的时候，比如UST为1.05美元，这时候LUNA的持有者可以以1美元的价格去换取1UST，然后在市场上以1.05美元的售价去卖出，实现5%的套利。随着市面上UST的增多，价格会恢复为1美元。当市面上的UST价格低于1美元的时候，比如UST为0.95美元，这时候UST的持有者可以用1 UST去换取1美元价值的LUNA，然后在市场上把LUNA卖掉，获得5%的套利，伴随着UST的减少，市面上UST会恢复为1美元。那什么是LUNA？LUNA是Terra公链上的基础代币，Terra上的节点运行、交易手续费以及投票治理等都需要LUNA。其实仔细研究LUNA的运行方式会发现，UST的发行和DAI的发行有点类似，都是会用另一种代币去托稳定币的币价，但是不同点在于DAI是依赖于抵押品产生的，而UST有点像凭空发布，或者说完全依赖于LUNA的币价。如果LUNA价格暴跌的话，那么UST的价格也会螺旋式下跌和美元脱钩，但是庆幸的是目前Terra的发展还是比较稳定的，大量的Luna应该还是稳定质押在节点里。此外，UST是受韩国政府许可的稳定币，已经在韩国当地有相应的实际使用渠道，这是它作为稳定币很强大的一个竞争优势。Celo / Terra的挑战者在Terra迅速发展的同时，另一个项目也和Terra类似主打公链加稳定币 —— Celo。Celo推出的稳定币叫做cUSD，和美元挂钩。不过和Terra不同的是，Celo采用的是比较传统的发行方式：超额抵押，用大量的储蓄资产来保证cUSD的价格稳定。同样的，Celo也主打移动支付，能支持用手机号来给对方发送资产，并且还具有EVM兼容性的特点。Polkadot / 跨链届的翘楚Polkadot是区块链世界里的一个老项目了，它的创始人是Gavin Wood，是以太坊的创始人之一。Polkadot估计很多人都了解，我就简单描述一下。Polkadot想打造一个中继链，用于连接各大公链，有跨链的那种意味了。但是能连上Polkadot的项目接口是有限的，需要用拍卖的方式进行竞价，这就是我们常看到的「插槽拍卖」，而拍卖所需的资产就是其原生代币dot。简单来说，就是竞价高者可以拥有插槽的使用权，并且需要质押你用于拍卖的dot，这就会让dot的需求和价值有所提高。通常，项目方是很难单独拿出用于拍卖的dot的，这时候众筹就是一个很好的方式。提到的Polkadot就会说一嘴Kusama，Kusama是Polkadot的先行版，有点类似beta链，一些项目会先在Kusama上先进行测试和上线，等技术稳定后再会去竞拍Polkadot上的插槽。Cosmos / 区块链的互联网如果说Polkadot是跨链届的IOS系统，那么Cosmos就是跨链届的Android系统。Cosmos公链最大的贡献就是精简了区块链应用的开发流程，通过丰富的SDK和Tendermint引擎让开发人员专注于应用本身，而不用过多关注底层的协议，值得一提的是Terra就是基于Cosmos进行开发的，就像安卓系统一样，各大厂商都基于同一套开源代码开发出各种UI系统，而区块链中也有很多的项目方依托Cosmos开发自己的链。Cosmos的另一大特点就是跨链，每个人都可以基于Cosmos开发相应的区块链，同时如果想要进行相应的跨链交易时，则可以通过Cosmos 的枢纽「Hub」进行兑换交易，这时候就会需要ATOM（Cosmos的原生token）作为对应的手续费。如果把Polkadot的中继链比喻成高速公路，每一个插槽都是不同的高速入口，那么Cosmos的Hub就像一个航空机场，可以实现不同的航班的转机。NEAR / eth2.0的先行者坊间很多人说Near是「以太坊杀手」，但我觉得它更像是先驱版的eth2.0，因为它实现了「分片技术的PoS公链」。因此Near公链的高运行速度和低成本让它在市场上站稳了脚跟。除此之外，Near的另一大杀手级应用「Rainbow Bridge」可以直接连接以太坊，任何ERC-20的资产或者NFT都可以在两条链上快速转移。这是什么概念？也就是说，在不影响你以太坊资产的情况下，你可以直接调用Near上的Dapp，并且享有极低的gas费。从某种意义上来说，Near可以成为以太坊layer2的一个解决方案。当然目前Near还处于发展期，自身支持的应用还有限，不过很多知名的Defi应用已经开始要布置在Near上，未来拭目以待。总结市面上的公链其实还有很多，比如Conflux、Tron、Bsc等，我今天描述的都是一些主流以及我感兴趣的公链项目。其实在研究公链和写这篇文章的时候，我越发觉得区块链世界的奥妙和精彩，层出不穷的创意，一个接一个的奇迹。同时我也发现，在当下愈发激励的公链竞争之下，资本成了一个很大的竞争优势，现在的市场不再是由早期社区引导的市场，公链很难靠技术先发优势吸引用户，反而是名人站台以及高回报率，才会吸引项目方和用户的加入。不过市场依旧是市场，所有关乎的无非都是「供需」，如何判断哪条公链有前景，就看未来大家对它的需求是否会增加。我是鱼叔，一个理性的币圈投资和输出者。【2021 鱼叔的投资报告 语雀版】 【2021 鱼叔的投资报告 公众号版】 有兴趣的朋友可以关注鱼叔的持仓 - 看看鱼叔都在买什么。欢迎关注： 鱼叔的投资博客 / 鱼叔的投资笔记 / 鱼叔的Mirror / 公众号【鱼叔的币圈江湖】知乎 鱼叔， 币乎 UncleFish， 巴比特海盗号 鱼叔。编辑于 2022-01-22 12:09公链​赞同 18​​13 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录站在区块链的风口区块链是未来十年的风口，站在风口上猪

什么是公链？公链项目有哪些？ - 知乎

什么是公链？公链项目有哪些？ - 知乎首发于项目科普切换模式写文章登录/注册什么是公链？公链项目有哪些？知乎用户v7Gs8U一、什么是公链公链也称“公有链”，而公有链是指全世界任何人都可读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程的区块链。根据区块链网络中心化程度的不同，分化出3种不同应用场景下的区块链：全网公开，无用户授权机制的区块链，称为公有链;允许授权的节点加人网络，可根据权限查看信息，往往被用于机构间的区块链，称为联盟链或行业链;所有网络中的节点都掌握在一家机构手中，称为私有链。二、公链的作用1、公链可以保护用户权益免受程序开发者的影响： 在公链中程序的开发者没有权利干涉用户，所以公链可以保护使用该程序的用户权益。此外，高度去中心化的分布式数据存储也是公链最大的特点之一，交易数据公开透明化、数据无法篡改等优点，使公链可以有效保障用户的数据安全； 2、公链可以产生网络效应： 一种信息产品存在着互联的内在需要，因为人们生产和使用它们的目的就是更好地收集和交流信息。随着网络规模的扩大，用户能从中获取更多的价值，需求得到更大的满足。共有链具有开放性，因此有机会被很多的外界用户应用并且产生一定程度的网络效应； 3、公链可以落地应用于实际商业场景： 除金融类的应用外，任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如资产注册、投票、管理和物联网等等3.0时代应用，都会大规模地受到公链的影响。三、公链项目有哪些1、QTUM量子链—为商业应用而生的区块链 量子链结合了比特币生态的优势，并通过账户抽象层完美兼容包括以太坊在内的各类虚拟机，同时采用了权益共识机制（PoS），为商业应用落地和分布式移动应用提供无限可能性。但也是存在Pos机制固有的问题。没有专业化，拥有权益的参与者并不一定希望参与记账；容易产生分叉，需要等待多个确认；永远没有最终性，需要检查点机制来弥补最终性。 2、ONT本体—全球首个提出分布式链网体系的基础性平台 本体网络是全球首个提出分布式链网体系的基础性平台，除了本体网络本身的分布式账本框架可以支持实现不同治理模式下的区块链体系，也可与来自不同业务领域、不同地区的不同链，通过本体网络的各类协议进行协作，形成各类异构区块链和传统信息系统的跨链、跨系统交互映射。因此，本体网络创新地提出了一个矩阵式立体网格架构——超融合链网结构。3、ETP元界—元界致力于彻底改变金融服务和交易的方式 元界（metaverse）是一个去中心化的公有区块链项目，元界生态的技术架构中包含了智能资产（smart property）、数字身份（avatar）和价值中介（oracle），项目将支持社区在其公有区块链上开发基于智能资产的各种金融和生活应用。元界项目早期由维优的团队开发和维护，当项目达到一定的成熟度，其代码将被开源公布在github上，而维优团队将在元界区块链上开发baas的平台，为企业级用户提供技术和商业支持服务。4、ADA—第一个可靠的权益证明算法 ADA，中文称为艾达币，是Cardano项目的产物。Cardano是全球首创可以证明公平性和安全性的游戏平台，特点是完全没有被运营商支配的民主平台。利用区块链，打造创建一个完全透明不能作弊的全球首家分散型游戏平台。如需参与CARDANO的游戏必须持有艾达币。透过对战赢取艾达币，但由于并不是跟营运公司对战、是跟其他用户互相对战，胜败也跟营运商没直接利益关系。至于对战的对手，运用高性能的配对系统，可以迅速地按照要求的条件配对安全地跟对手连线。需要庄家的话，可以任意选择用某一个庄家。Cardano运用了独立的SDK(软件开发工具包)系统，个人技术者可以参与游戏开发、提供，产生游戏竞争以提高游戏的质数。5、比原链Bytom—一个针对资产领域的专用性公链平台 一个针对资产领域的专用性公链平台，其最重要的功能就是联通原子世界与比特世界，促进资产在两个世界间的交互和流转。具体来说，运行在比原链上的不同形态的、异构的比特资产（原生的数字货币、数字资产）和原子资产（有传统物理世界对应物的权证、权益、股息、债券、情报资讯、预测信息等）可以通过比原链进行登记、交换、对赌、和基于合约的更具复杂性的交互操作。6、ADTure初链—以数字广告为起点的下一代公链 TrueChain是为高性能行业应用而设计的公有链，便于各行业的应用高效发布智能合约，采用PBFT为基础的底层公链，实现Permissionless PBFT共识，并提供高效的合约发布，监控和全生命周期管理工具。初链的设计原则考虑是区块链及智能合约结合数字广告行业应用，以及之后第二阶段向其它行业扩展性的问题。在区块链的设计中，初链以设计行业公链为目标，考虑数字广告行业参与者的特点和未来多行业并发而进行双层设计。初链为广告行业提供未来的，去中心化的应用搭建基础设施，同时为区块链行业提供第一个聚焦的行业应用公链，打破由于性能、交易速度、易用性等问题导致的行业割裂。 7、NEO小蚁—一种智能经济分布式网络 NEO的共识机制是DBFT，全称为 Delegated Byzantine Fault Tolerant，DBFT 对由 n 个共识节点组成的共识系统，提供容错能力，这种容错能力同时包含安全性和可用性，可以抵抗一般性故障和拜占庭故障，并适用于任何网络环境。在 NEO 的 DBFT 共识机制下，每 20 秒左右生成一个区块，交易吞吐量测试可以达到约 1000tps，在公有链中性能优秀。通过适当优化，应该有机会达到10000TPS，可以支持大规模的商业化应用。 8、EOS—去中心化应用的最强大的基础设施 EOS通过共识算法 (DPOS)来解决可扩展性的问题，DPOS每 3 秒生成一个区块，并且在任何时间点都只有一个被授权的生产者来生成区块。这样EOS可以说同时做到了承载大量用户、速度快（仅仅需要3S）、交易费用这几点。但DPOS机制可能存在的不足是：临时股东大会制度，会导致出块的永远都是那些拥有大量代币的用户，结果大部分的奖励都被他们拿走了，进一步造成“贫富差距”，恶性循环，最终成为一个巨头垄断的中心化网络。 9、TRX波场—致力于为去中心化互联网搭建基础设施。 旗下的TRON协议是全球最大的基于区块链的去中心化应用操作系统协议之一，为协议上的去中心化应用运行提供高吞吐，高扩展，高可靠性的底层公链支持。波场TRON还通过创新的可插拔智能合约平台为以太坊智能合约提供更好的兼容性。 10、IOST—为在线服务提供商而开发的区块链应用平台 过POB共识机制和第二层扩展方案的设计来实现横向扩容和高吞吐量的目标。通过开发社区自有网络的有效方式，为第三方开发人员、创作者和企业提供实现价值的平台。特点是：保护隐私、公开参与、社区免受恶意攻击。IOST比基于DPOS机制的EOS更去中心化，比ETH智能合约平台更具可扩展性。END欢迎关注【HB成长学院】了解更多区块链精彩知识发布于 2020-08-12 18:06ONT公链量子链(Qtum)​赞同 21​​7 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录项目科普区块链热门项

公链是什么意思？有哪些加密货币与区块链可以投资？

公链是什么意思？有哪些加密货币与区块链可以投资？

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公链是什么意思？有哪些加密货币与区块链可以投资？

一篇文带领你认识公链在区块链上的地位

byNick

2023-12-24 - Updated on 2024-01-30

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区块链在这几年的应用技术越来越多元，以太坊生态圈、DeFi、GameFi、元宇宙、NFT、跨链等等新事物不断出现，然而去年 2021 年的发展以公链最为显著，是公链大喷发的时代。本篇我们将会向你介绍公链是什么、公链有哪些等等你应该需要有更多了解的基础资讯。

新手加密货币教学：区块链原理、避免诈骗、可靠交易所统整

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区块链是什么？

在谈公链前，我们必须要先知道区块链是什么？它又是如何运行的？

区块链的起源

区块链最早出现的是由比特币之父中本聪（Satoshi Nakamoto）在 2008 年时所提出，其主要核心概念是「 去中心化」，表达对于当下金融体系的不信任。

透过区块链技术来让买卖双方可以直接地交易，而不需要经过中间商（银行）来交易且交易记录是公开透明及无法被窜改的。

区块链的运作

区块链是藉由许多跨领域的技术，像是有密码学、数学、演算法等等组合成一个模型，以点对点的方式串连成网络，建立一个无需第三方就可自行运作的分散式系统。

然而比特币就是在其概念下，第一个采用区块链技术而打造出去中心化且公开透明的分帐式帐本数位金融货币。

在比特币的区块链中，当链上产生一笔新交易时，会经由该节点传递到区块链网络中的其他节点来共同验证交易纪录，并记录在公开的帐本上。

此时，每个节点都会将未经验证的交易集中到一个区块中，可能有上千笔交易以上交易纪录被打包成「 区块」。

由各个节点透过比特币区块链上所采用的「 PoW 共识机制」（电脑矿机设备的计算能力）来验证区块的交易以此争取记帐权。

最快验证完区块的节点会将该区块的结果发送至其他节点验证确认交易无误后，就会自动将其区块以「链结」的方式相连到区块链上，正式记录到比特币帐本上而无法窜改。

最后各个节点都会开始重新建立一个新区块，进入下一轮区块的新交易 PoW 验证工作，反覆循环下去就组成一条长长的由多个区块所串连起来的链，因此也被称为「区块链」。

而这个记录全世界比特币的交易纪录的「比特币帐本」，会以区块链的方式储存在每个人的电脑上（节点），而非只保存在单一的伺服器上，就是去中心化记帐系统。

如果你想要了解更多有关区块链的内容，也可以参考我之前写的文章：

新手加密货币教学区块链的起源与特色

用白话文看懂比特币与挖矿是什么？

区块链最常见的共识机制

另外，目前大多属的公链都是以 PoS 机制在运行的，而且以太坊在今年 Q3 也会从原先的 PoW 机制转向 PoS 机制。

此时，我们都知道 PoW 机制是比特币和以太坊在公链上会采用的验证机制，以电脑矿机设备的计算能力来争取记帐权。

但是由于 PoW 门槛更高， 并且更容易发生能源浪费、性能效率及扩展性低等等问题，因此 PoS 机制就此诞生，透过质押代币资产多寡的方式来争取记帐权。

其目的是为了解决 PoW 机制是透过电脑算力来验证所造成的资源消耗问题的替代方案，同时也更加环保。

然而在 PoS 的验证机制下，规则是由质押越多代币的一方就有越高的机率取得验证节点来提出区块，接着该区块会同步到整个区块链网络中，而其他节点则会依持币多寡来验证该区块的合理性。

若你想要更进一步了解 PoS 机制的话，也可以参考本篇：PoS 共识机制是什么？如何运作？

公链是什么？

公链(Public Chain) 代表整个区块链系统的数据是公开透明的，任何人都可以利用钱包地址在链上交易以及查看交易纪录。

然而在公链上，任何人都是公开的节点，每个节点都会藉由共识机制来参与其区块链的计算过程来确保链上的数据安全。

比如说你要在公链上交易比特币给其他人，不用创建帐号及经过第三方的许可，如银行授权审核等，只要你拥有钱包地址（节点）就可以转帐至他的钱包地址里，其中交易过程会经过链上所有的节点来共同参与验证（记帐）。

因此我们可以整理出公链在区块链基础上所具有不可窜改且公开透明的「去中心化」、「安全性」两大特性。

去中心化：任何人都无法干涉或篡改其链上的机制、数据

安全性：所有的节点共同参与链上的计算过程来维护的数据安全及正确性

公链的应用

在以太坊的问世以来，我们可以知道公链不仅能应用在分帐式帐本上而已，还可以开发更多的链上应用。

以太坊除了跟比特币一样提供记帐的功能，还更进一步的开发出区块链应用智能合约，提供更多开发者可以透过以太坊区块链来开发更多复杂的去中心化应用。

随着时间的发展下，以太坊链上的平台应用被开发的越来越多元，藉由以太坊链运行的代币、NFT、DeFi 等等智能合约应用的用户也大幅成长。

使得链上出现的问题也越来越多，像是网络堵塞、交易速度缓慢、可扩展性变差、手续费过高等等。

因此许多开发者针对以太坊的问题而去做出更多的衍生以及改良，其中也就有了许多后来新兴的公链出现，像是号称以太坊杀手的Solana 以及锁仓量高的雪崩协议都表现非常出色。

公链、私有链及联盟链的差异

那么接下来我们将会进一步为你介绍除了公链，也有基于区块链特性的需求而衍生出来的私有链、联盟链，而这三者之间又有什么差异呢？

私有链(Private Chain)

虽然我们可以知道公链是基于区块链的特性可以公开透明地让任何人使用其链来交易及传输数据。

但是若我们从企业、机构的角度思考，内部的机密资料是不可能透过公链的方式外流，因此针对此特定范围限制的需求衍生出「 私有链 」概念。

私有链跟公链的差异在于仅限提供特定的企业、机构使用，其链上的数据是私密且不公开的，需要获得链上的授权才可以成为节点来使用私有链。

简单来说，私有链就像是一个企业的内部区块链网络，一样有分散式帐本。

但是链上的运行仅需透过授权的可信任者（节点）处理交易的验证来达成共识及共享资讯，不需要像公链一样透过PoW 或PoS 等共识机制来验证。

此时，我们可以知道私有链相较于公链是一个中心化的系统。

联盟链(Consortium Blockchain)

除私有链之外，也有人提出在区块链上建构以企业、机构为节点组成的 B2B (Business to Business) 架构来合作，

将交流规范转向到链上以此达到降低交流成本及提升流通性的「 联盟链」概念。

然而联盟链介于公链和私有链之间，主要作用于企业、政府等等组织之间的合作。

再者，联盟链也跟私有链一样是需要经过获得授权才可以成为节点并使用其链上的数据。

不同的企业（节点）可以藉由链上制定共同的规范来维护帐本来增加企业之间更高的效率流通性及更低的成本。

比如说银行可以透过联盟链的方式与其他银行合作，制定一套每个银行都认可的记帐共识，

让每个银行之间可以透过联盟链的高安全效率方式来流通数据，而不必担心资讯被外流。

最后由于公链是任何人都可以使用的链，私有链及联盟链是只有通过授权的特定节点才能使用，

因此后两者的节点数量相较于公链来得少，也代表着交易速度及吞吐量、流通率也比公链高。

吞吐量（Transaction Per Second, TPS）：区块链每秒能处理的交易量

最后我也以表格的方式来比较三者差异：

公链私有链联盟链使用目的无第三方干涉及窜改保有企业内部隐私提高合作的流通性链上权限公开透明使用需要通过授权使用需要通过授权使用节点对象任何人单一企业、机构多个企业、机构身份识别匿名的可识别身份可识别身份节点门槛低高高节点数量多少中去中心化高低中交易速度慢（与其他两者比较）快（节点较少）快（节点较少）原生代币有无无常见代表比特币、以太坊、BSC法定人数Hyperledger Fabric、R3 Corda

此外，我也在 IG 上写过一篇类似的文章：

公链、联盟链与私链的差异，目前市值前 10 大公链有哪些？

公链有哪些？

如果你已经了解公链是什么后，那么接下来我们将会开始为你举例一些在币圈上最常见的公链。

比特币

比特币是由中本聪所提出的「分散式帐本」概念，也是世界上最早出现的区块链，其应用为我们在区块链上所交易的记录会被记录在链上，每个人的电脑上都有其链上的交易纪录，也被视为是区块链 1.0。

如果你想要了解更多有关比特币的资讯，可以查看：区块链教学：用白话文看懂比特币与挖矿是什么？

以太坊

以太坊针对比特币的区块链用途，提出还有更多的可能性而诞生了智能合约并加以结合，使得区块链的应用越来越扩张多元，被视为是区块链 2.0。

除此之外，以太坊也是拥有最多区块链项目（协议）的公链，而后续推出的公链基本上也都是基于以太坊的概念做延伸改进。

但随着在以太坊爆炸性成长下，缺点也开始浮出水面，像是交易速度慢、扩展性差、手续费等等问题，因此以太坊计划在今年 Q3 进入 ETH 2.0 阶段来改善。

如果你想要了解更多有关以太坊的资讯，可以查看：以太坊跨世代革新，改变区块链生态

以太坊是什么？以太坊官网

BSC

币安交易所的币安智能链是依照以太坊的架构做改良，采取 PoS 共识机制而拥有交易速度快及手续费便宜等等优势并兼容以太坊上面发行的项目。

另外，币安也在去年 10 月宣布投入十亿美金支持 BSC 的发展，其中五亿将用于投资与孵化计画来助长 BSC 的生态系。

如果你想要了解更多有关币安智能链的资讯，可以查看：币安智能链 BSC 介绍

币安智能链是什么？

SOL

Solana 号称是以太坊杀手，它可以解决区块链的不可能的三角理论的「 去中心化」、「 安全性」、「 可扩展性」问题。

除此之外，交易速度、手续费用也都比以太坊及币安智能链还要更便宜，以及致力于解决区块链的不可能三角问题，因此吸引到许多优质项目在其生态上开发更为蓬勃发展。

如果你想要了解更多有关 Solana 的资讯，可以查看：详解 Solana 生态系与相关币种

Solana生态项目图谱 图源：@SolanaProject

FLOW

FLOW 是谜恋猫创始团队 DapperLabs 针对以太坊的扩展性缺点等问题，重新架构一条专注于低成本延迟的 Layer 1 扩容方案且专注于 NFT 市场的公链。

在其链上有 NBA Top Shot 、谜恋猫、Genies、Dr.Suess 等知名 NFT 项目运行。

此外 FLOW 也宣布去年九月获得 Google 的支持，以 Google Cloud 作为网络营运商，提供 FLOW 设施帮助其链上发展。

如果你想要了解更多有关 FLOW 的资讯，可以查看：FLOW 公链与 FLOW 币用途与投资价值

FLOW 公链与FLOW 币用途与价值解析图源：FLOW 官网

DOT

波卡链相较于其他链，是由多链组成运作来改善单链常见的交易速度慢与扩展性差等等问题的公链，因此受到许多人看好它的潜力。

此外，也提供开发者可以在波卡链的 Substrate 框架上建构平行链，彼此之间可以互相操作、升级治理，专注在不同的领域，像是 GameFi、DeFi、借贷市场等等来满足链上需求。

波卡链是什么？

AVAX

雪崩协议是由合约链（C 链）、平台链（ P 链）、交易链（ X 链）三种链所组成，彼此之间扮演不同角色并相辅相成。

其技术是采用随机抽样及亚稳态共识协议而不需要全网验证来实现高性能的交易，是目前交易处理速度最快的公链。

此外雪崩协议也在去年八月推出 1.8 亿美金的流动性挖矿激励计画「 Avalanche Rush 」，使得生态系开始爆发成长。

如果你想要了解更多有关 AVAX 的资讯，可以查看：Avalanche 雪崩协议是什么？AVAX 币与投资项目分析

雪崩协议生态系图源@avalancheavax

MATIC

Polygon 是印度团队利用其侧链的链下技术提供以太坊 EVM 兼容，来帮助项目上的开发者迁移，企图打造一个区块链框架。

使用 Plasma 链外扩容技术及 PoS 机制来保障资产安全，同时也让不同协议之间可以彼此互通，借此解决以太坊的吞吐量低、手续费贵、可扩展性差等各种问题。

如果你想要了解更多有关 Matic 的资讯，可以查看：Polygon 链与 MATIC 币是什么？

Polygon生态图谱图源@0xPolygon

除上述所提到的公链外，也还有像是 Cardano、Terra、EOS、NEO、IOTA、FTM、ATOM 等举例不完的链。

其开发的最终目的皆主要是改善以太坊的可扩展性、交易速度缓慢、手续费高等等问题。

尽管这些公链被开发的目的皆相同，但是其链上运行的模式及采用的技术却不尽相同，或许在未来将会是一个多链的时代，我们可以根据自身的使用需求而选择相对应的链来满足。

总结

在一个多链的时代，我们可以发现各个公链其最初开发的目的与以太坊爆炸交易的各种缺点脱离不了关系，以提升扩展性、交易速度、安全性、跨链整合等应用为重点方向。

虽然越来越多公链的生态系逐步完善，但也有许多新兴的公链发展还处于早期阶段，也没有任何一条公链是完美的。

公链若要生存得久，就必须要看项目团队是否有心在链上开发出更多的应用及维护区块链来吸引更多人使用来使得链上生态系更加多元，否则很快会被其他公链淘汰。

由于不同的区块链彼此之间没办法互通，跨链技术也因应此问题而诞生，完美地实现链与链之间的互通，或许在未来跨链的发展下，多链的问题也会因此受益于极大化区块链生态。

有些资讯在文章中没办法完整呈现，在 Line 群我跟群友会分享更多实用、免费的技巧与策略，手刀加入：  Line 加密货币新人群

免责声明： 本篇文章仅为公链的知识分享教学文，所有交易皆存在风险，尤其加密货币和相关合约商品属于波动性高的产品， 请谨慎投资。本文不构成任何开户建议，请谨慎选择具有安全监管保障的交易所与券商。

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曾是雷司纪团队的实习生。

在实习期间，我的文章主要是写区块链行业的「科普知识」。

现在是一名自由创作者。

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学院新手课堂文章新手课堂热门公链解读：谁是公链之王？欧易发布于 2021年11月10日更新于 2024年1月23日公链 (Public Blockchain)，也称“公有链”，指的是全世界任何人都有权限读取、发送且获得有效确认的共识区块链，去中心化程度很高。目前，大部分区块链项目都建立在以太坊等主流公链上，这些公链通过创建一个对开发者友好的区块链底层平台，为DApp开发提供基础与模板。此外，公链一般会发行底层通证用以维护网络的运行和安全。

从被称作公链元年的2018年开始，不断地有公链项目脱颖而出，并在市场上占据一席之地。为什么？这主要是由公链在整个行业的“基础设施”地位决定的。当下整个加密行业都还在初级阶段，需要先兴建大批“基础设施”，各种应用设施才能蓬勃发展，日渐繁荣。比如近期各种DeFi、NFT、Dapp、Layer 2等概念的项目大爆发，离不开公链的发展完善。

综合来看，以太坊称得上是目前公链领域的龙头，但它仍存在着网络拥堵与gas费过高这两大暂时难以解决的问题，这就为其他公链项目留出了发展空间。另一方面，去中心化、安全和高性能构成的区块链“不可能三角”，也使得各个公链项目不得不进行差异化竞争。在此情况下，不断有不同类型和理念的公链项目接受市场的检验，带领整个行业前进。放眼整个公链生态，未来以太坊至少会受到4个方面挑战：一是波卡、Cosmos等以跨链为主的公链的挑战；二是以Flow等新型资产公链的挑战；三是来自Solana、Terra等高性能著称的公链的挑战，四是OKTC等交易所公链的挑战。本文我们将会对以上提及的6个公链，及以太坊、Cardano、Avalanche和波场4个市值排名较为靠前的公链进行梳理和介绍。

1.以太坊（Ethereum）

Ethereum（ETH），中文名为以太坊，是目前最出名，应用最广泛的公链项目。当前（10月19日）市值为RMB28,514.14亿元，仅次于比特币排名第二。从市值、生态、TVL（总锁定价值）等各个维度来看都是公链项目中的佼佼者。

以太坊的原生代币是ETH，当前价格为3810美元左右，其稀缺性源自质押、DeFi与销毁机制3大引擎。前两个分别指以太坊2.0的权益质押与质押ETH参与DeFi项目的锁仓挖矿，这两种机制让ETH暂时退出流通，丧失流动性，而EIP-1559上线后的销毁机制，则意味着部分ETH将会从流通中被彻底移除，ETH进入了通缩时代。

以太坊最大的优势就在于它全面、繁荣的生态和广泛的接受度，公链项目所能提供的功能服务以太坊基本上都可以提供，而且参与者众多的社群、丰富多元的链上项目以及占据绝对主导地位的TVL，很容易形成马太效应，促使依托以太坊开发的项目迅速成长。

但目前以太坊面临着两大难题：网络拥堵、gas费过高，这些问题正在制约着以太坊的发展，而目前Layer 2扩容方案及以太坊2.0的开发都在积极解决这两个问题。

2.DOT（Polkadot ）

Polkadot ，简称DOT，中文为“波卡”，是将多个专用区块链连接到一个统一网络中的下一代区块链协议。它的主要结构由三部分组成：中继链、平行链、转街桥。通过XCMP协议，以中继的方式，联通私链、联盟链、公链、开放式网络、预言机以及尚未创建的未来技术等，将孤立的区块链串联起来，形成去中心化区块链网络，便于不同区块链上的用户通过Polkadot的中继链以无信任的方式进行数据及信息交换。

Polkadot的愿景是实现一个完全去中心化的互联网，用户拥有完全控制权。它构想的互联网是每个人的身份和数据是由自己来掌控 ，不受任何中心机构的影响。

因此，Polkadot建立在先前区块链网络的革命性承诺的基础上，同时提供了几个基本优势，包括：分片多链网络带来的可扩展性；提供互操作性和跨链通信使用户可以进行跨链协作；每个项目团队都可以根据自己的需求进行定制区块链；项目社区可以根据自己的意愿来治理自己的网络；支持无分叉升级可以更好的适应新技术的发展。

波卡的结构决定了项目方需要接入插槽才能成为波卡的平行链，但波卡网络资源有限，于是引入了插槽竞拍机制，需要项目方质押波卡原生代币DOT，以获得插槽的使用权。Polkadot在今年11月已正式开启插槽拍卖，欧易上线了支持插槽拍卖的通道，用户可以在“DeFi/赚币”中参与，如果你看好某个项目，可以锁定你的DOT代币来帮助项目进行竞拍，并可以获取相应奖励。

3.ATOM（Cosmos）

Cosmos是Tendermint团队推出的一个支持跨链交互的异构网络。它是独立并行的区块链网络系统，由多个枢纽（Hub）组成的万链互联的区块链宇宙。作为跨链双雄（Polkadot、Cosmos）之一，Cosmos的愿景是打破区块链之间的障碍，创建一个区块链互联网，成为各种实际使用场景的优先选择平台。

Cosmos采用的Tendermint共识算法，这是一个类似实用拜占庭容错共识引擎，具有高性能、一致性等特点，而且在其严格的分叉责任制保证下，能够防止怀有恶意的参与者做出不当操作。

今年初，Cosmos顺利完成“星际之门Stargate”主网升级。升级后Cosmos主网完成了原有白皮书路线图中的计划，将具备通过标准化协议（IBC）进行跨链的能力。

ATOM是Cosmos中最重要的一种代币，ATOM能够捕获到Cosmos项目成长的长期价值，大家平时所谈论的Cosmos价格也就是指的ATOM币价。组成Cosmos的众多Hub是有优先级之分的，其中「Cosmos Hub」是Cosmos整个体系运行的核心，而ATOM就是这个核心枢纽的原生代币（同时，其他Hub上也会有自己的原生代币）。

4、FLOW（Flow）

Flow由Dapper Labs团队推出，旨在支持游戏应用，以驱动整个数字资产生态。Flow采用名为“秘密知识专业证明（SPoCK）”的密码学技术，更加针对去中心化游戏应用的需求，同时也使开发者能够安全、轻松地在彼​​此的代码上进行构建，以更快的速度创建全新的产品与服务。

Flow主打娱乐与NFT，它的目标很明确，就是要成为新一代的游戏、应用以及数字资产的运行平台，目前在细分领域有显著的龙头优势。2017年以太坊上曾经风靡一时的加密猫，以及现象级的NFT游戏NBA TOP shot都是Flow背后的Dapper Labs团队所创建的，Dapper Labs在NFT发展过程中的几乎每一个关键环节都扮演过重要的角色。而近期元宇宙和NFT领域的快速发展也为Flow提供了充足的需求。

但是目前为止Flow上的项目还比较少，整个生态还未搭建完成，缺少流动性解决方案和配套公链基础设施。随着Flow的发展，这些问题正在逐步被解决。

5.SOL（Solana）

Solana是一种单链委托权益证明协议，其重点是在不降低分散性或安全性的前提下提供可扩展性。

作为一个以高TPS，高扩展性著称的公链，Solana的目标是在没有数据分区的情况下，在1GB网络上实现高达每秒710,000的交易量。

在TVL（总锁定价值）超过100亿美元的公链中，只有 Solana 不与以太坊兼容。

自2021年5月起，Solana生态快速扩大，截至2021年9月该链上已经建立起超过400个项目，囊括了DEX、衍生品、预言机、NFT、借贷、IDO平台等多个板块，根据DeFi Llama的数据，Solana链上TVL达到33.3亿美元，相比7月初的6.3亿美元增长了428.5%。这也推动了其原生代币SOL大幅上涨，自7月中下旬以来，SOL从22.1美元涨到216美元，最高涨幅877%；成为近期市场中表现最亮眼的资产。

6.LUNA（Terra）

Terra是一个基于Cosmos IBC的Tendermint区块链，具有与Cosmos IBC中的任何其他IBC区块链互操作性的优势，允许在未来轻松地与 Cosmos 生态系统中的其他项目合作或配合。目前，Terra是Cosmos生态系统的领导者。目前Terra生态已覆盖稳定币、合成资产、机枪池、现实世界支付等场景。Terra=「稳定币+DeFi」，以稳定币为核心，通过与多元化的DeFi产品，将其稳定币与现实世界的连接，实现真正意义上的商业落地。

Terra的支柱是LUNA，这是Terra生态发行的第二个数字货币。LUNA持币者可以从Terra支付网络产生的手续费中获得奖励，每笔交易将会有平均0.5%的奖励被分配到用户。随着Terra生态的发展，LUNA的持有者将获得更多的奖励，从而促使LUNA价值的提升。

Terra与MakerDAO等采用抵押债仓类稳定币系统不同。MakerDAO中的抵押债仓与生成债务的人存在着对应关系，当抵押率过低时将面临清算。而在Terra中并不存在这样的关系，任何人都可以燃烧LUNA铸造Terra，也可以通过向系统发送Terra，获得等值的LUNA，这就使得Terra能与法币价值相锚定。

7、OKT（OKTC）

OE是由欧易OKX开发的基于区块链技术的去中心化、无边界的价值交换生态系统，集合了区块链浏览器、欧易 OKX 插件钱包、跨链桥等链上工具，承载了众多 DeFi 应用。OKTC是开源、开放的去中心化公链，任何人都可自由部署项目。OKTC具有以下8大特色：

（1）高性能公链

面向交易场景专门优化的的高性能交易公链。

（2）完全的去中心化

任何人都可以竞选成为OKTC超级节点，是一条彻底的去中心化公链。

（3）社区驱动

完全社区自治，OKTC的发展方向通过链上提案由OKT持有者决定。

（3）开放性

任何人都可以基于OKTC创建自己的数字资产，交易对及流动性池。

（5）极致的兼容性

支持EVM,兼容以太坊的所有智能合约。

（6）跨平台

OKX DEX桌面版支持多种操作系统，通过友好的交互设计降低区块链使用门槛。

（7）跨链网关

欧易已推出跨链网关，支持各种主流资产迁移到OKTC之上。

（8）支持现货&衍生品交易

不但支持流动性池和订单簿交易，未来还将支持预言机，进而支持杠杆、永续等各种衍生品的流动性池或者订单簿交易。

此外，OKTC背后所依托的欧易OKX具有很强的金融属性，而互联网与区块链技术均天然在金融领域有着适合改造的场景，OKTC从金融这个最为优质的应用场景出发则更加顺理成章。目前来看，OKTC所提出的“商业链联盟”逻辑，为公链的未来提供了重要参考。

OKTC主网发行的原生Token是OKT，创世发行量为1000万枚，分配给OKB持有者。OKT可用于支付手续费、进行链上提案、去中心化交易和DeFi应用建设。OKT的发行机制为创始块发行与每年1%-5%的增发，区块奖励大约每三年减半一次，初始区块奖励为1个OKT，总供应量的理论上限约为4196万个。OKT依托OKTC生态建设，其价值主要依赖OKTC的生态发展，包括区块链网络上的各类应用的发展，以及OKTC未来的发展前景。

8.ADA（Cardano）

Cardano，中文翻译为卡尔达诺，ADA是其协议层所属货币，俗称艾达币。卡尔达诺可用于发送和接收数字资产，并使通过加密技术确保安全的快速直接转账成为可能。

Cardano与其他项目的不同之处在于，它强调以研究为导向的设计方法，旨在实现其认为的学术严谨性，以推动其技术的采用。例如，其共识算法Ouroboros已经被正式审查过程认为是 “可证明的安全”，具有与比特币的PoW算法同等的安全性。此外，Cardano的代码是用正式指定的Haskell编程语言编写的，该语言通常用于银行和国防部门。

Cardano将项目分成了结算层和计算层：结算层对应比特币，在Cardano中就是ADA；而计算层对应以太坊的智能合约。在计算层中，用户如果想使用智能合约等应用需要身份认证。Cardano充分考虑了监管需求，同时也尽可能考虑用户的隐私性，并设法达到二者之间最优平衡点。

技术上的优势也使得Cardano成为了一部分投资者的坚定“信仰”，目前ADA的质押率超过70%。2021年9月13日，Cardano完成了Alonzo硬分叉升级，开始正式步入智能合约阶段。

9.AVAX（Avalanche）

AVAX公链，也就是常说的”雪崩协议”，是一个服务于DeFi应用的公链，用于在一个可互操作，高度可扩展的生态系统中启动去中心化金融应用程序和企业区块链部署。

Avalanche 在设计之初发明了独特的三层网络结构，分为 X 链 (交易链)、P 链 (平台链) 和 C 链 (合约链)。基于Avalanche公链独特的三层网络架构以及特有的Avalanche共识，使得公链实现了高吞吐量、低延迟、高扩展性、高安全性的特点，TPS可达6000。

目前，Avalanche 生态内锁仓百万美元以上项目共有 11 个，超过 1 亿美元的有 Benqi (QI)、Trader Joe (JOE)、Pangolin (PNG) 和 Yeild Yak (YAK)，其中 Benqi 锁仓量为 11.4 亿，占据半壁江山。

值得一提的是，Avalanche 的经济模型类似以太坊的 1559 协议，包含交易费销毁的机制，这使得AVAX存在通缩的可能。目前 Avalanche 的交易费仅为以太坊的 1/10，燃烧效果不明显，但随着交易量的上升，流通市值的增长会得到一定程度的减缓。

10.TRX（TRON）

波场（TRON）是目前影响力最大的国产公链，致力于为去中心化互联网搭建基础设施。

波场（TRON）是全球最活跃的公链TOP 3，主要由娱乐类的 DApp贡献，波场的高达2000的TPS也优于以太坊和EOS。

截止今年9月，波场TRON总质押量（TVL）达到10,236,118,864美金，突破102亿美金。作为在生态、性能、安全性各方面更加平衡的优质公链平台，波场TRON已构建起了成型的DeFi生态闭环。

本期分享到此结束，下期预告：Layer 2的未来：有哪些值得关注的项目？

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什么是公链、联盟链、私有链？它们之间区别在哪？ - 知乎

什么是公链、联盟链、私有链？它们之间区别在哪？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册虚拟货币区块链(Blockchain)什么是公链、联盟链、私有链？它们之间区别在哪？关注者6被浏览6,113关注问题​写回答​邀请回答​好问题​添加评论​分享​6 个回答默认排序知乎用户7E24l4​ 关注区别在于节点的多少和归属权公链的节点，是可以由任何人搭建的，也就是如果这个公链的共识够高，也就是维护节点，创造的价值比投入高，任何人都可以参与进来，算力是分散状态。数据对外开放联盟链，也算是垂直领域公链，比如医疗行业的联盟链，各个医院，作为节点，共同维护这个链，这样节点的归属是属于联盟中的参与者的，不对外开放。私链，是企业或者个人自己搭设的链，节点完全归自己所有，也就意味着，只要有最高权限（企业中的职位）可以通过算力更改链上内容，不过这种仅仅作为自己或者企业，私用。不对外开放。了解区块链，了解数字货币，欢迎加入老韭菜社群。这里有技术达人的技术争论、这里有操盘达人的点位分享、这里还有很多爱吹牛逼的老哥，在吹牛逼点击头像添加微信。发布于 2019-03-12 09:40​赞同​​添加评论​分享​收藏​喜欢收起​牛牛区块链只要我躺平，镰刀就割不到我。关注我，看清币圈镰刀的丑恶面目！​ 关注区块链的本质是一个开源的分布式账本，是比特币等虚拟钱银的核心技术。它能够高效地记载买卖双方的买卖，并保证这些记载是可验证的和永久保存的。区块链本身具有去中心化、非中介化、信息透明、不可篡改和安全的特点。在一个区块链系统中，我们根据参与人的范围，一般可以把这种区块链分为公有链、私有链和联盟链三种。公有链是任何人都能参与读取、交易、写入的区块链，完全去中心化，账本信息公开透明，不受任何机构控制。公有链一般都需要挖矿来达成共识，因此带来了交易延时高、成本高和效率低等缺点。公有链的典型代表有比特币、以太坊、EOS等。私有链是指记账权由单独的个人或机构掌握的区块链项目。其特点有记账中心化、效率高、无记账成本、隐私性极好等特点。使用场景为机构内部的审计。联盟链，是指参与节点事先确定好的区块链，只对联盟内部成员开放全部或部分功能。其特点介于公有链和私有链之间，账本半公开化、交易确认速度较快，记账成本低，数据有一定的隐私性。其典型代表是一个名为R3的银行业联盟链。那公有链、私有链和联盟链他们最大的区别就是在于，参与人员的范围是不一样的，一个是所有人都能参与。一个是固定的组织、固定集体的人可以参与。还有一个是只有一个人参与。这样也使得这些系统，他们去中心化的程度肯定是公有链最强，联盟链次之，私有链的话就是完全没有去中心。 与之相对应的就是，去中心化的程度越强参与的人越多，那么这个系统所能达成的共识范围也就越大。像联盟链的话，因为只有固定的联盟，少数几个人可以参与，那么其他的人如果要信任这个系统，就首先要信任负责维护系统的这几个人，相信他们里面大多数都是好人，那这个系统才是可信的。那私有链的话就更集中一些，就是你必须相信这一个维护区块链的人是好人。在技术的难度上，那很显然参与的人数越多共识的范围越大，技术的难度同时也是越高。因为面临的情况更复杂，甚至说在达成共识的时候，你想去进行一个投票，在公有链那种非许可的，没有准入许可的系统里面，甚至投票的时候都不一定知道一共有多少人要参与投票。相比之下，联盟链的情况要简单很多，因为人数是固定，同时人数也不是很多，就可以用一个比较类似传统的，分布式数据库的方案去解决共识的问题。私有链就完全没有共识问题，所以在技术难度上是公有链技术难度最高、去中心化程度最高。那联盟链的技术难度相对低一些，然后去中心化的程度也低一些。所以在同样的技术水平下，通常是公有链的性能要比联盟链的性能差一些，然而联盟链的性能又会比，私有链或者是个人类型的分布式数据库性能要更差一些。 总的来说就是：公有链对所有人开放，任何人都可以参与；联盟链对特定的组织团体开放；私有链对单独的个人或实体开放。发布于 2022-07-26 17:34​赞同​​添加评论​分享​收藏​喜欢

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【区块链科普】5. 分类篇——公链、私链、联盟链

【区块链科普】5. 分类篇——公链、私链、联盟链

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简体中文 繁体中文 English 资产 功能 质押挖矿便捷兑换DApp浏览器 其他 CoinExCoinEx Explorer 博客 简体中文 简体中文 繁体中文 English 【区块链科普】5. 分类篇——公链、私链、联盟链 2020-08-05 14:41:54

 

通过前面的文章，想必大家都对区块链技术有一个粗略的了解，也知道区块链最重要的特性就是去中心化。但实际上，并不是所有区块链都是去中心化的，还有部分去中心化甚至接近中心化。根据去中心化程度不同，我们可以粗略地将区块链分为三大类：公链、私链和联盟链。

 

 

公链

 

公链是公共区块链的简称，指所有人都可读取、发送交易、参与其中共识过程的区块链体系。公链上的行为完全公开透明，不受任何自然人或机构控制，也不属于任何人或机构所有，是“完全去中心化”的。我们平时听得最多的区块链，比如比特币、以太坊之类的，都属于公链。我们前面在介绍区块链的特性、共识机制时，基本就囊括了公链的所有特性，因此我们不再过多赘述，感兴趣的朋友可以阅读我们之前的文章。

 

 

私链

 

私链是私有区块链的简称，从字面意思我们不难理解，私链和公链是一组相对概念，指某个人或者某个组织私有的区块链。

 

比如独孤求败在自己的电脑上部署一个区块链，这条链只有他自己一个人能参与，孤独到底，那我们就可以称这条链为【独孤の私链】。

 

当然，私链并不是这么简单。一般来说，私链是由单一组织或机构控制，该组织或机构可以决定谁能读取区块链、向区块链发送交易和参与共识机制。即使对参与者，组织或机构也可以规定他们的数据读取权限。从去中心化程度来说，私链接近于完全中心化。

 

打个比方，东哥给某东建立了一条私有链，18万员工人人都参与其中，每位员工都获得“兄弟”级别权限，这个权限就是“干满5年买房”。有一天，东哥发现某东不仅没干过某宝，还被某多超越了，他思前想后，觉得肯定是员工不努力。基于“混日子的人不是我的兄弟”的中心思想，东哥直接在私链上修改代码，“三类人”员工们被取消了“兄弟”权限。

 

看到这里可能很多小伙伴会产生这样的疑惑：私链听起来和我们日常工作生活中接触的中心化数据库好像也没什么区别。

 

我们在《特性篇——区块链如何颠覆世界》中为大家介绍过区块链的几大特性，即使私链不具备其中最重要的“去中心化”特性，但还是有着“不可篡改”、“可溯源”等优点。相比中心化数据库，私链能够防止机构内单节点故意隐瞒或篡改数据。即使发生错误，也能够迅速发现来源。简单来说，东哥说你是兄弟你就是兄弟，不是也是；东哥说你不是兄弟你就不是兄弟，是也不是；而其他人就没有这个权限乱改“兄弟”关系。

 

抛开段子，实际上像某东这种电商平台是比较适合部署私有链的。私有链能从仓储、运输、溯源等各个方面有效提高不同地区员工之间协同工作效率。

 

私链已经出现一些实际应用，日本最大银行三菱东京UFJ银行曾在集团内部发行数字货币MUFG币，成为全球第一家开发和部署自己的数字货币的大型金融机构。MUFG员工可免费使用MUFG币在内部食堂、便利店等付款。

 

大家前段时间应该都有听过央行数字货币DCEP，实际上，DCEP大概率也会是私链的一种：用户加入网络不是任意的、不同的用户读取数据的权限受到不同的限制、只有指定用户能读取完整的数据以及只有指定用户拥有写入数据的权限。当然，DCEP目前仍处于试点阶段，具体采用了什么技术、是不是私链，还有待考证。

 

 

联盟链

 

联盟链是指由若干个组织或机构共同参与管理、维护的区块链。这些机构都运行着一个或多个节点，链上数据只允许部分有权限的机构进行读写和发送，并由这些机构共同记录。

 

本质上，我们可以将联盟链视为私链的一种，只是联盟链不再由单一主体控制而是由一个“联盟”控制，去中心化程度相对较高。而相比于公链，联盟链由于在去中心化程度上做出一定让步，因此具有更高的吞吐量及更好的性能。

 

我们举个例子来说明什么是联盟链。

 

三国时期，魏国势大，蜀国和吴国决意联盟抗曹。但是蜀吴之间领地接壤，原来就积攒了许多矛盾，双方互相猜忌，始终不能同心同德对抗曹营。如果这时他们有一个联盟链，一切问题就可以迎刃而解，一切涉及到合作的内容都可以记录在链上，数据可追溯且不可篡改。除了蜀吴两方的人马，其他人都没有权限查看链上内容，魏国只能知道蜀吴在合作，但不能获得他们的作战计划等信息。

 

比较关注时事的朋友可能经常能从新闻中听到“产业区块链”这个词，产业区块链大部分都属于联盟链。联盟链的潜在应用场景十分广泛，涉及到我们生活的方方面面，包括政务、金融、教育、电商、供应链等。比如全国多地已经开始实际应用的区块链电子发票，就属于联盟链的一种应用范畴。

 

公链、私链、联盟链，三者之间没有绝对的优劣之分，各有特点也各有缺陷。具体应该采用什么区块链，需要视应用场景及使用范围而定。

 

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