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公有鏈和聯盟鏈的道法術器(圖文)

  目前已經有不少文章針對區塊鏈中公有鏈聯盟鏈兩種形態的討論,里面跟我的了解有些差異,Elwin這里嘗試從道法術器的角度對此進行分析,涵蓋信念價值、產生背景、技術特點、維護治理、發展趨勢等方面進行討論,希望能給大家分享一下我對兩者的理解和建議。

區塊鏈的道法術器

 

一、區塊鏈的道

 

 

“手中無劍,心中有劍,草木竹石皆可為劍,以無劍勝有劍。”在《神雕俠侶》劍魔獨孤求敗他掌握的,是達到目標的“道”,這個“道”,不會因為對象(器)而改變、也不會因為方法(術)而改變。道是世界的本原、本體、規律或原理。

術就是處理事物的謀略和方法,或者說,道,我們可以看做是是信念和價值觀;術,是技巧和方法論。法是實現價值觀的最根本的戰略、方法、指導方針、思路,同時也是一種規范性約束;器是工具,工具的作用是提高效率,把復雜問題簡單化。

Elwin的個人理解,對于區塊鏈技術來說,區塊鏈的開發工具和編譯/運行環境及工具,就是“器”;算法、智能合約和框架等方法,就是“術”;分布式賬本理論、加密原理和P2P通訊原理就是“法”,聯盟治理和監管,社區維護治理也是另外一種的“法”;最后的 “道”,就是區塊鏈的信念和價值觀,區塊鏈的“道”是建立互信的價值交換網絡;公有鏈,他的道就是去中心化自治;聯盟鏈的道就是合作共贏。

公有鏈區塊鏈,起源于比特幣,他誕生之初就是奔著去中心化的目標,他的信念就是本身不由任何中心機構控制,交易需要全網公開確認,算法面前人人平等,每個人和每個節點都可以參與和監督。正是它的去中心化,才和所有其他的虛擬貨幣產生了本質區別,后來山寨幣之類的虛擬貨幣,如仍然是由發行者控制的幣種,最終都很難發展。

公有鏈區塊鏈及比特幣產生的緣,是基于對于去中心化互聯網的追求。一方面,互聯網極其發達的今天,互聯網給巨頭和獨角獸霸占大半江山,眾多網民無法掌握主動權。要想追回互聯網搭建之初的美好夢想,須通過去中心化,將權利還給大眾。另一方面,目前很多互聯網底層服務都是中心化服務,我們的網絡連接其實是非常脆弱的,全球無數的設備越來越多連上互聯網,特別是物聯網的進一步普及更加劇互聯的劣化,將來某些惡性事件可能會突然導致數十億的用戶無法使用互聯網,并讓整個網絡系統陷入停滯。去中心化網絡是互聯網Web的3.0,未來不再有單一機構的中心化服務,比如去中心化通信、去中心化貨幣、去中心化DNS、去中心化出版、去中心化社交等等,現在都有不少有益的探索。比特幣的出現,讓大家看到了希望和方向,由此區塊鏈(公鏈)開啟了去中心化應用的浪潮。

聯盟區塊鏈,是對特定的組織團體開放,具有準入機制的區塊鏈。通俗地說就是目前很多金融機構和商業機構在基于區塊鏈技術構建自己的“朋友圈”,在圈內通過“聯盟鏈”的模式完成交易和資產清算,通常稱之為“部分去中心化”或“多中心化”。他追求的道就是聯盟內新型博弈下的互補合作共贏。

聯盟區塊鏈產生的緣,可以從聯盟鏈使用的群體了解,他們的主要群體是銀行、保險、證券、商業協會、集團企業及上下游企業,區塊鏈誕生于移動互聯網時代,這些企業普遍已經IT化和互聯網化,區塊鏈對于進一步提升他們圈子的產業鏈條中公證、結算清算業務和價值交換網絡的效率很有幫助,但是在嘗試使用現有區塊鏈技術(如比特幣代碼家族和以太坊)發現,現有區塊鏈的處理性能、隱私保護、合規性等都不滿足他們的業務要求,另一方面,他們意識到如果全面采用比特幣的那一套完全公鏈的設計理念,會顛覆他們現有商業模式和固有利益,且要負上很大的風險。于是他們開始改造適合他們的區塊鏈體系,目前的聯盟鏈形態,更多是分布式賬本(DSL)為主,區塊鏈的分布式賬本和分布式共識為他們解決了主要核心問題,就是聯盟中多個參與方交互的信任問題。目前最活躍最被認可的應用于聯盟鏈的典型開源區塊鏈代碼項目,是作為HyperLedger(超級賬本)基礎設施的主要項目之一,由IBM推出的Fabric

 

二、區塊鏈的法

 

 

就“法”來說,公有鏈和聯盟鏈具有共同的“法”都是基于分布式賬本理論、不對稱加密原理和P2P通訊網絡原理,但其中的最大的區別就是準入和維護治理。 1.準入

公有鏈,對所有人開放,任何人都可以參與,任何人都能發送交易且交易能獲得有效確認的、任何人都能參與其中共識過程的區塊鏈,共識過程決定哪個區塊可被添加到區塊鏈中和明確當前狀態。公有鏈一旦發布運行,程序開發者無權干涉用戶,所以區塊鏈可以保護使用他們開發的區塊鏈的用戶。任何擁有足夠技術能力的人都可以訪問,也就是說,只要有一臺能夠聯網的計算機就能夠滿足訪問的條件,對節點沒有太大限制。沒有門檻的準入,雖然對容量和性能改善造成比較大的困擾,但全民參與大大增強了信任和透明。

聯盟鏈,只針對特定某個群體的成員和有限的第三方,內部指定多個預選的節點為記賬人,每個塊的生成由所有的預選節點共同決定,其他接入節點可以參與交易,但不過問記賬過程,其他第三方可以通過該區塊鏈開放的API進行限定查詢。為了獲得更好的性能,聯盟鏈對于共識或驗證節點的配置和網絡環境有一定要求。有了準入機制,可以使得交易性能更容易提高,避免參次不整和不穩定的參與者產生的一些問題。

2.維護治理

公有鏈的維護治理,往往由一些極客和技術團隊發起,采用社區方式進行維護,代碼完全開源,采用社區眾包方式。公有鏈基本都伴隨有ICO過程。ICO,全稱Initial Coin Offering,就本質上而言,ICO也是一種“公開發行”,他不僅僅是相對傳統證券IPO把所發行的標的物由證券變成了加密數字貨幣,更重要的是ICO的加密數字貨幣——代幣Token是基于公有鏈創造自己的經濟生態系統,并是公有鏈治理的定海神針。公有鏈項目團隊通過ICO獲取技術開發和市場拓展資金,而項目愛好者通過ICO支持項目,同時也可在對應代幣進入交易市場后選擇交易退出。公有鏈的代幣,不僅僅是一種籌集資金的新途徑,更重要的是他是一種全新的去中心化治理模式,沒有中央控制方的公司,所有參與者共同共享所有權及貢獻。社區代碼要維護、社區和公有鏈要運營、公有鏈節點要鋪開和維護,這些靠傳統的公司管理和運營模式是行不通的,通過代幣為媒介的激勵機制,是公有鏈健康運轉的保證。另一方面,去中心化的社區眾包模式,打破了傳統對研究成果的傳播方式和評價體系,通過互聯網上用戶的口碑和互動交流,讓研究成果能夠更快地體現價值和反饋,及時發現和優化問題,集中眾人智慧,加快了科研與商業化應用的速度,同時促進技術創新,建立自身技術影響力和標準。

公有鏈另外一個比較特殊的特性是Gas費用,也就是通過原生Token或原生Token關聯的Gas作為手續費去支付使用公有鏈網絡的費用,一方面避免濫用和浪費資源,同時一定程度避免惡意攻擊,另一方面可以回饋給進行共識的節點。這個設計是很好的,但也引申一個新問題,就是手續費會隨著公有鏈的原生Token價格波動而波動,很多時候會越來越貴,特別是對于高頻應用,可能使用成本比較高了。

公有鏈的治理存在特殊的博弈問題。拿比特幣來說,其核心的治理原則是:非對稱加密保障個體的基本財產權利,分布式賬本保證了財產權的基本共識,區塊鏈技術保證公開公正,工作量證明機制用簡單直接的資源消耗激勵記賬。比特幣生態的初期依賴于早期開發者的創新樂趣和極客的理想主義熱情,逐漸帶動形成了比特幣生態。發展多年后,比特幣生態已經很成熟,交易用戶、囤幣用戶、礦工目前已經去中心化;而礦池和交易所,雖然有中心化的傾向,但如果他們違背了礦工和用戶利益,也會很快衰落;開發團隊中心化是公有鏈治理的短板,開發者主導決策方向制約生態進化。比特幣的受到制約的問題,其實不少功能都已經有解決方案甚至已經開發完成的,為什么遲遲不能升級,就是由于公有鏈的升級跟傳統軟件升級不一樣,他是去中心化升級,需要得到大多數節點的擁護和同意才能順利升級,可是開發者團隊目前卻是分權競爭,有前期帶理想主義的核心開發者,也有后來從經濟和政治層面考量的開發參與團隊,使得目前比特幣代碼分支成為了Bitcoin core、Bitcoin Classic、Bitcoin Unlimited三個分支代碼陣型,同樣的,著名的以太坊目前也分叉為ETC和ETH兩個分支代碼陣型。這個特殊的博弈問題,是所有去中心化應用都可能會面臨的,雖然有解(投票等機制),但這個會造成比較大的內耗和制約,這個問題可能有些公有鏈團隊會不太重視,將焦點都集中在技術和算法上了,值得注意。解決的方向,是在公有鏈推出之初,要制定更完善的治理機制,增強公有鏈生態體系各個角色的溝通和互信,并確保體系升級背后的技術考量必須是民主化的。

聯盟鏈的維護治理,一般由聯盟成員進行,通常采用選舉制度,容易進行權限控制,代碼一般部分開源或定向開源,主要由成員團隊進行開發,或采取廠家定制產品。聯盟鏈的治理方案有很多傳統的方案可參考,相對與公有鏈來說,他們的治理更有規可循,但同樣,這些聯盟治理的問題他們同樣會遇到,如聯盟成員中的聯合欺詐、競爭性聯盟成員的利益均衡等問題。從治理層面,有節點使用收獲和投入維護的不對稱考慮、聯盟鏈的數據資產權屬等問題。這些問題,同樣都是需要聯盟鏈在成立之初,需要考慮和完善的治理問題。

對于代幣及Gas費用這方面,大部分聯盟鏈都會去掉不使用或只是一種形式,以便聯盟成員可以無顧慮地使用區塊鏈網絡。但對于價值交換類型應用場景,特別是需要對聯盟體外交換價值的聯盟鏈,也會可能使用代幣體系,Elwin理解這種為價值聯盟鏈。價值聯盟鏈是指能夠內部轉移資產所有權的聯盟鏈,如Ripple目前的數字資產交換應用場景,他里面的原生Token XRP,是作為超越交換網關的“交易憑證”(或者說資信證明),以及保證Ripple網絡安全性的基石之一,有其獨特的價值與定位。這里值得一提的是,之前Ripple的應用是更開放,以公有鏈和去中心化的運營的,后來才轉為保守的更偏向于聯盟鏈的方式。因此側面也看出,同一套區塊鏈項目和代碼框架,可以運營成為公有鏈或聯盟鏈,主要取決于他的“道”。

3.聯盟鏈的監管

雖然不管公有鏈還是聯盟鏈,最終可能都會需要有對應的法律規章進行監管,比如加密貨幣和ICO合法性、區塊鏈存證的法律有效性、智能合約的有效性等等,但相對而言,聯盟鏈由于更多用于金融和商業機構,他將有更高的合規性要求,因此,這里重點說一下聯盟鏈的“法”——監管,這同時也是聯盟鏈使用者不能完全采用公有鏈那套的主要原因之一(這里指歷史原因,現在有些公有鏈已經部分解決監管的問題了)。

說到聯盟鏈的監管,不得不提兩個重要概念,AML(反洗錢)和KYC(了解你的客戶)。雖然互聯網使得我們無處不在,但是金融監管到處都存在,自2008年金融危機開始,對于金融管控門檻不斷升高,而反恐戰爭導致反洗錢和反恐怖主義融資的范圍也讓監管的廣度和深度逐漸擴大。聯盟鏈需要加入這些監管元素,在區塊鏈中整合AML和KYC的思想,以便能滿足合規性的前期下降低成本和提高效率。

 

三、區塊鏈的術

 

 

區塊鏈的“術”主要包括共識機制、加密算法、智能合約和框架等模式和方法。

共識機制是區塊鏈技術的關鍵點,共識機制的核心是在分布式網絡中,利用一種規則(算法)來保證全網對于區塊的創建是一致的。共識機制包括PoW工作量證明、PoS權益證明、DPoS股份授權證明機制、拜占庭家族(如PBFT)、PoET消逝時間量證明等待。對于目前諸多的共識機制,公有鏈和聯盟鏈都可能用到,但由于各自的“道”和“法”影響,會有所偏重。公有鏈更偏向于使用更去中心化和更具激勵機制的PoW和PoS共識機制,而聯盟鏈會更喜歡采用類似傳統的拜占庭家族(如PBFT)、DPoS等共識機制,從技術上,可預知的節點的聯盟鏈也會在PBFT等共識機制運行得更高效。現在不少新型的區塊鏈體系,會有支持可插拔的共識機制模塊,可以選擇最適合你應用場景的共識機制。

加密算法,主要是哈希函數和非對稱加密兩部分的算法。同樣都適用于公有鏈和聯盟鏈,但也有細節差別。比如哈希函數算法,聯盟鏈由于商業應用一般都不考慮挖礦問題和更注重性能問題,更偏向于使用SHA256算法為主,而公有鏈,則會從挖礦和激勵治理的策略考慮,從而選擇其他的哈希函數算法。又如非對稱加密算法,聯盟鏈需要考慮性能效率的同時,也要考慮安全合規性問題,比如國內金融機構更偏向于使用國密算法,而公有鏈更注重開放性和標準性。

智能合約方面,公有鏈和聯盟鏈都會有需要,但通常公有鏈去執行智能合約,會需要支付Gas費用,而聯盟鏈則不一定需要,當然這個也不是必然的。另一點需要關注的是,公有鏈的智能合約,是往去中化自治努力的,因此他的設計理念上不能加太多條條框框,而聯盟鏈,則更注重隱私、安全和監管,因此會加入更多的管控元素,比如Corda系統記錄了智能合約代碼和法律語言體系及管理金融協議的清晰聯系;Fabric為了保護聯盟成員的交易隱私性,實現了不同鏈上合約的執行分離,不同的鏈上合約關聯主體只知道自己鏈上合約相關交易和執行交易驗證;Qtum在智能合約中加入了主控合約,主控合約的執行邏輯可以通過鏈下執行,把監管者的角色引入。

最后關于開放框架和架構模式設計上,由于聯盟鏈有節點準入性,因此他有更大的靈活性,從軟件工程上進行優化設計和部署,比如不同的共識通道的分離,交易驗證和共識的分離, CPU密集型(交易驗證)和 IO密集型(共識服務)節點的分離,以便針對性采用專用硬件,最大限度拆解了共識交易達成的耦合度,降低系統串行度提高并行度,提升了系統可用性的同時也同時提高了系統性能,滿足系統高伸縮性的設計目標。而公有鏈要達到同樣的效果,有些地方往往會需要花更多的心思去考慮架構的設計。

 

四、區塊鏈的器

 

       關于區塊鏈的“器”,也就是區塊鏈涉及的開發工具、編譯環境及工具、運行環境及工具,這里面公有鏈和聯盟鏈大體差別不大,實際上,很多區塊鏈項目既可用于公有鏈,也同時適用于聯盟鏈或私鏈,從技術上,IT部署方式和運作方式才是他們之間的主要區別。

公有鏈特有的“器”,是代幣和錢包、挖礦或鑄造(或鍛造)工具,代幣和錢包,是價值交換網絡的重要媒介,而挖礦或鑄造(或鍛造)工具則是支撐公有鏈價值交換網絡和共識機制的核心運轉支撐。當然,有部分運營的公有鏈并沒有這些工具,比如采用其他共識機制的區塊鏈,但Elwn個人感覺,好像差了點什么似的。而對于聯盟鏈,代幣和錢包不是必須的,很多聯盟鏈都不使用代幣,挖礦工具也是沒有的,而身份管理、權限管理、監管模塊卻是必備的。

       相對于公有鏈,聯盟鏈的節點是相對要求一致(硬件、運行環境),很多專用于聯盟鏈的區塊鏈系統,實際生產環境會要求運行的節點機器硬件會有更優的配置,同時考慮節省成員維護和部署節點的人力成本,通常會采用Docker(容器)方式進行部署,而偏向于公有鏈的區塊鏈系統,則會希望支持更多的形式的終端節點,比如會額外支持家用臺式機、Raspberry(樹莓派)、礦機等等。

 

 

五、區塊鏈的勢:

 

 

 

2016年區塊鏈技術發展取得很多重要進展,各種新技術和新區塊鏈體系項目百花齊放。區塊鏈的公有鏈和聯盟鏈互相學習和借鑒,不斷相互促進發展,由道轉化為術,又由術形成新的道或完善自己的道,道與術之間生生相息。

下面分別匯總一下主流區塊鏈針對公鏈和聯盟鏈的適用情況。

 

 

名稱

適合場景

“道”偏向

比特幣

公鏈

公鏈

以太坊

公鏈/聯盟鏈

公鏈

IBM HyperLedger fabric

聯盟鏈

聯盟鏈

鋸齒湖Sawtooth Lake

聯盟鏈

聯盟鏈

比特股BitShare

聯盟鏈

聯盟鏈

公證通Factom

公鏈/聯盟鏈

公鏈

瑞波Ripple

公鏈/聯盟鏈

聯盟鏈

未來幣NXT

公鏈/聯盟鏈

公鏈

阿朵Andor(或NXT2.0)

公鏈/聯盟鏈

公鏈

小蟻

公鏈/聯盟鏈

公鏈

恒星網絡Stellar

公鏈/聯盟鏈

公鏈

Openchain

聯盟鏈

聯盟鏈

MultiChain

公鏈/聯盟鏈

聯盟鏈

Corda

聯盟鏈

聯盟鏈

龍鏈Dragonchain

公鏈/聯盟鏈

聯盟鏈

Chain

聯盟鏈

聯盟鏈

厄里斯Eris

聯盟鏈

聯盟鏈

Zcash零幣

公鏈

公鏈

布比

公鏈/聯盟鏈

聯盟鏈

北航鏈

聯盟鏈

聯盟鏈

量子鏈Qtum

公鏈/聯盟鏈

公鏈

對于公有鏈來說,一方面,加密數字貨幣市場繼續蓬勃發展,比特幣依然占據絕對優勢和幣價大幅飆升,但近兩年來若干新出現的數字貨幣如以太坊和Zcash也吸引了市場的極大關注。同時,各國對數字貨幣的立場都十分矛盾,鑒于目前法幣貨幣制度的種種弊端以及數字貨幣的優越性,各國有些限制比特幣等數字貨幣的使用和發展,有些國家卻大力推進,更多的是在積極研究和開發自己的數字貨幣。值得一提的是,我國央行在發行數字貨幣方面取得了新進展,央行推動的基于區塊鏈的數字票據交易平臺已測試成功,由央行發行的法定數字貨幣已在該平臺試運行,但從區塊鏈“道”和“法”分析,這些應該是屬于聯盟鏈范疇。

而另一方面,創新者們對于基于公有鏈的去中心化應用充滿熱忱,他們正基于區塊鏈技術運用于其他各種網絡服務并開發出新的去中心化應用,回頭過來又將這些新的去中心化服務整合形成更上層的去中心化應用,各自新DApp應用正在不斷迭代推出中,如去中心化的文件存儲系統IPFS和Storj、去中心化的證券交易所Bitshare、去中心化在線市場OpenBazaar、去中心化預測augur和GNOSIS等等,大家正往著Web3.0這樣去中心化、自主自治的互聯網的夢想國度中探索。

       對于聯盟鏈,國際大型金融機構出于看好區塊鏈技術的發展潛力,紛紛成立區塊鏈實驗室和成立聯盟(如R3和國內各種區塊鏈聯盟協會,這個跟聯盟鏈不是完全同一個概念,但卻又是聯盟鏈的線下實體匯聚的社會基礎)等機構來積極推進區塊鏈技術的應用探索。在對聯盟鏈的研究中,金融機構目前探索主要集中在跨境支付、銀行間結算、資產托管、信貸合約、票據交易、抵押品管理等領域,商業機構探索主要集中在存證和供應鏈金融等領域,他們各自針對適合自己的應用場景研究和主要解決思路研究,并選擇一些非核心業務進行落地試用。從技術上,幾大行業領軍公司的架構設計都趨向模塊化、分布式事務、分片(賬本、事務)、子鏈,依靠代碼重新封裝可以實現標準化的可插拔,也將公有鏈項目的研究的新設計吸收進來,比如解決區塊鏈的隱私保護問題的環簽名、同態加密、零知識證明技術。而聯盟鏈的技術和軟件工程思想,又給公有鏈技術予以啟發和由此誕生了如分片處理和狀態通道的策略技術。

 

 

結論:

 

 

 

     “道為正,術為正,則事半功倍;道為正,術為負,則事倍功半” ——我們需要看清楚和明確自己走的區塊鏈的道,并堅定地以道統術,如果你選擇的區塊鏈不是你遵循的道和并不適合你的使用場景,即使采用了多么華麗的技術,最終還是很難壯大,而且發展越大受到的約束會越大。

“道術無間,此道為彼道之術,相互交替,以至無窮。”——同時,不應該拘泥于甚至抗拒其他道下的法術器,比如覺得聯盟鏈一定不如公有鏈。不同道采用的法術器都值得互相學習和借鑒,可以互補不足。在道法術器之外,還需要留意你建立區塊鏈應用所在的土壤,這個會很大影響你當前的生長速度,比如在國內,聯盟鏈的項目在國內之所以當前更多地被深入和落地,很大原因在于現在很多商業領域的土壤會更適合聯盟鏈落地和生長。而公有鏈項目,在堅守道心的同時,要在幣圈的喧鬧中靜下心來,看清落地的土壤和環境,慢慢深耕,也許發展的道路會需要更長,但收獲的果實肯定會更豐盛。最后,無論是公有鏈還是聯盟鏈,我們應該更開放和包容的心態,采納和學習其他道里面的法術器,取其精華,吸收和融合道自己的道的框架中,最終使得自己的更加完善和美好。

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