全文将从八个章节对五大热门区块链平台进行对比分析。分别是分析背景、平台简介、类别对比、共识机制对比、分析性能、隐私保护、智能合约及技术路线。
区块链技术的出现,为智能合约的运行提供了不可抵赖的可信执行环境。以太坊将区块链和智能合约结合,创建了在区块链上实现智能合约、开源的底层系统,极大地便利了区块链应用的开发,并且拓展了区块链技术的应用场景,这就是所谓开启的区块链2。0时代。从2015年以太坊受到关注至今,大量区块链项目基于以太坊开发,微软等科技巨头也发起成立了以太坊企业联盟(EEA)。
EOS 是由BM(Daniel Larimer)领导开发的区块链应用平台,目前测试网络尚未发布。其slogan是“去中心化一切”,旨在为区块链提供更高的性能。
BCOS是微众银行、万向区块链、矩阵元联合创建的企业级应用服务的区块链技术平台,为分布式商业提供完备的区块链技术基础设施及服务。2017年7月BCOS第一阶段正式开源。
CITA是由EEA(企业以太坊联盟)创始成员之一的Cryptape秘猿科技自主研发的企业级区块链产品原型。CITA以高可靠性、高性能、高扩展性以及未来适应性为设计目标,于2017年7月发布开源版本。
Fabric是由开源超级账本(Hyperledger)区块链联盟发布的可用于构建应用的产品级解决方案,并且已有上百个概念证明项目会进行过构建。于2017年7月发布正式版。
公有链这类开放的网络环境需要面临复杂的拜占庭将军问题、女巫攻击问题等,因此设计共识算法将以效率换取安全有序,不能满足企业级的高效率应用。而联盟链的形式可以较好的满足企业级应用的需求:
以太坊和EOS作为个人创始人及其技术团队的创作,坚持“去中心化”的开放理念,采用公有链的形式。全世界任何节点都可读取、任何节点都能发送交易且交易能获得有效确认、任何节点都能参与其中的共识过程。公有链在一定程度上性能较为低下,但对于区块链的发展仍有积极意义:
比特币作为首个且具有开放性的比特币网络,采用POW(工作量证明机制),需要网络节点运用算力解决复杂数学谜题的方式分配记账权,保证了比特币网络在没有中心化机构治理的情况下安全地运行。
以太坊和EOS采用股份证明为主的形式。作为开放的公有链网络,拥有代币量大的账户将拥有更多的记账权。然而这一机制容易带来代币持有量大的节点独占记账权,为此,POS和DPOS机制采取了不同解决方式。
一般性POS机制根据节点持有的代币的量和时间(币天)分配记账权。币天越大,获取记账权的可能性越大。通过一次记账后币天销毁的模式,避免持有代币份额大的节点长期独占记账权的情况。以太坊设计中POS机制——Casper,通过下注共识来形成共识结果。通过确保每一个节点只有在由所有节点组成的联盟中才能获得最大利益的方式抵御多数派攻击。
其中,PBFT共识机制将服务器节点分为主节点和从节点两类,主节点轮流担任。由主节点排序共识请求,从节点按照主节点的顺序执行请求。而RAFT则更进一步,Leader独占记账权。Follower按照Leader的指令同步账本。虽然Leader也由选举产生,但不同于DPOS机制,Leader不用轮流出块,在一定时期内独占记账权。
记账权越开放的平台,容错能力越高,可以接纳不可信节点和故障节点的能力越高。
而目前的BCOS等联盟链,没有直接提到关于记账节点经济激励的内容。记账节点参与共识主要出于区块链应用带来的成本节约,即靠区块链场景应用带来的收益,如微众银行运行的联合贷款备付金管理及对账平台,把此前联合贷款结算需要T 1的对账周期缩短到准实时,提高了运行效率,参与方都获得了链外的业务收益。
弃用POW机制之后,节省解决数学难题的成本,然而仍有参与共识的节点通讯效率和协商成本。根据参与共识(记账)的节点数排序(POSDPOSPBFTRAFT):
公有链由于技术与治理的高度去中心化,考虑拜占庭问题会牺牲效率,并且也无法取得强一致性。企业级应用中用户具有更好的协调机制,通过授权机制网络环境更可信,能够提升性能。RAFT完全基于可信环境,Follower按照Leader的指令同步账本,效率高。
CITA的共识服务只负责交易排序,交易处理服务只负责对排好顺序的交易进行处理,共识过程可以先于交易处理完成,交易处理服务可以异步执行。异步交易处理技术使CITA具有更好的共识性能。
企业级区块链平台在隐私保护方面殊途同归。总的来说,基于假名的隐私保护,不能满足企业级的隐私保护需求。将交易信息发送到全网共识,由于节点之间业务可能存在竞争关系,不利于商业秘密的保护,而零知识证明以及同态加密,可以做到在不知道交易数据的情况下执行交易。但是这些技术被认为并不成熟,性能难以实用,安全性有待时间检验。因此,在隐私保护方面,联盟链将需要隐私保护的数据不发送到全网,仅在有限节点进行共识和确认。可见网络分区共识隐私保护可能成为可行技术条件下的主流。
Fabric采用一种非常有特色的隐私保护方案。Fabric仅为网络节点提供共识服务,而网络节点之间并不维护同一个账本,通过订阅通道的方式与共识服务相连接。只有订阅同一个通道的节点可以维护和分享同一个账本,形成一个个具有保密性的通讯链路。账本和账本之间批次隔离,形成了一个个隐私的共识通道,完全杜绝了信息泄漏的可能。
以太坊基于以太坊虚拟机EVM,主要支持的开发语言有Solidity、Serpent、LLL。
不同于以太坊只提供EVM虚拟机。区块链平台CITA将共识服务和交易处理独立后,可以为不同的业务场景提供不同的执行器处理。交易在经过共识服务排序后,由交易路由分配到不同的执行器处理。通过灵活的视图配置,CITA可以全面支持各种应用场景。
通过在可信环境中采用PBFT等共识算法,区块链平台的性能较POW机制下有了质的飞跃。而CITA提出的异步处理及微服务技术等,将进一步提升共识和交易处理的性能。另一方面,通过“共识隔离”,使得在技术条件不足的情况下实现了隐私保护。
智能合约将应用于真实商业环境,而其数据也将来自真实环境。“预言机”提供解决方案让区块链的智能合约获取现实世界的不确定数据信息,但这一链接链上与链外的环节存在众多无法去信任的环节。
为了解决传统互联网世界的信息孤岛问题,区块链使用去中心化网络的结构,试图实现信息共享来解决数据孤岛的问题。然而,众多区块链应用的出现,区块链的链与链之间并不互通,使区块链也面临这一种“孤链”的窘境。不符合区块链的初衷。
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