公有鏈之戰——“效率”、“公平”、“安全”的平衡點在哪裡?

要說區塊鏈競爭最激烈的領域,絕對非 ”公有鏈”莫屬。可以說,誰能成為區塊鏈基礎層的主鏈,誰就有可能成為未來巨頭。

底層公有鏈,就相當於區塊鏈的操作系統。操作系統的存在使區塊鏈從概念走向應用的難度不斷降低,區塊鏈技術應用領域的想象空間也被無限放大。

然而,如今的底層公鏈距離真正的大規模商業應用還有很大的差距,主要表現為區塊網絡轉賬速度慢、費用高、系統併發處理能力差、穩定性差、數據存儲和安全缺陷等問題。這些問題解決不了,商業化應用只是一句空話。

比特幣

公有鏈之戰——“效率”、“公平”、“安全”的平衡點在哪裡?

比特幣是最初的公有鏈,比特幣上的交易可以通過腳本來實現,但比特幣的腳本語言比較簡單,僅有256條指令,因此存在交易速度慢、手續費高等諸多問題

在很多業內人士眼中,比特幣的工作量證明機制是完全公平的。其他共識機制雖然提高了效率,卻某種意義上降低了公平性。

然而,比特幣的共識機制,即“工作量證明機制”(POW),會存在效率低下的問題。為了公平,每次記賬大家都要競賽,導致了大量資源浪費。

以太坊

公有鏈之戰——“效率”、“公平”、“安全”的平衡點在哪裡?

比較而言,以太坊是一個可編程的區塊鏈。目前大多數的ICO項目都是基於以太坊開發的,開發者想在以太坊上運行項目,需要支付以太幣。基於以太坊的項目越多,對以太坊的需求越大,以太幣的價格也就水漲船高,成為了目前區塊鏈時代的最大贏家。

以太坊也並不是完美的,它的平均交易時間在十幾秒至十幾分鍾,網絡擁擠情況下甚至會需要十幾個小時,加密貓事件足以證實這個嚴重缺陷。

基於POW 共識機制的問題,以太坊的開發者決定其最終將採取“權益證明”(POS)共識機制。以太坊設計了四個階段,通過硬分叉將以太坊從POW過渡到POS。目前,以太坊已進化到了第三階段的第一部分,但由於種種問題,目前仍然是完全的POW。

除了共識機制的質疑外,以太坊依然存在擴展性和效率的問題。以太坊採取的租賃模式,相當於是租用了節點的帶寬和計算能力,因此每一個交易都需要給節點一定的轉賬費(gas費)。另外,以太坊的“可編程”並非“可任意編程”,也就是不具備“通用計算”能力,其經常強調的圖靈完備在現實生活中會受到物理侷限性制約。

量子鏈

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量子鏈qtum是首個基於utxo模型的pos智能合約平臺,通過合併改進版本的比特幣核心基礎架構和可以相互兼容的以太坊虛擬機版本,讓量子鏈既擁有比特幣堅不可摧的區塊鏈網絡又能發揮智能合約的無限可能。

量子鏈還在區塊鏈技術和理念上進行了一系列的創新:包括基於UTXO的隱私保護智能合約模型,面向公有鏈和聯盟鏈的共識機制,交易賬本和智能合約賬本的分離,便於外部監管等數據源進入主合約的Oracle和Data Feed的設計和實現等。

小蟻NEO

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不少人把小蟻(NEO)稱為“中國的以太坊”,因為都涉及Gas費用、都有智能合約等,但是兩者之間還是存在區別的。

以太坊的智能合約只用以太坊自己的編程語言Solidity,而小蟻(NEO)能兼容所有的編碼語言。NEO的智能合約比起以太坊,更能體現高確定性、高擴展性、高兼容性等特點

,在小蟻上開發,智能合約的開發者不需要學習Solidity(以太坊平臺開發要用的語言),就能使用熟悉的Java、C/C#、Go等編程語言編寫智能合約,快速上手並融入區塊鏈開發的世界。

NEO需要智能合約技術,但不如以太坊完善。以太坊以智能合約來創建數字資產的發行標準,但欠缺的是數字身份認證機制。

此外,在共識算法上也有不同。小蟻(NEO)採用獨創的dBFT共識算法,而以太坊則採用“PoS”算法。

NEO項目的主要目標就是為“智能經濟” 提供分佈式網絡的基礎架構。智能經濟=數字資產+數字身份認證+智能合約,這三者的結合也構建出了NEO的生態環境。

IOTA

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IOTA的宗旨是利用DAG(有向無環圖)代替區塊鏈實現分佈式、不可逆(由密碼學保證)信息傳遞的一種技術,在此基礎上集成加密貨幣功能,服務於物聯網。

IOTA的主要特點如下:

地址格式、交易格式、哈希算法均採用三進制算法(簽名算法基於的Hash函數幾個月前因為安全原因改成了Keccak,類似於SHA-3);

交易結構採用Tangle(纏結)形式,每個交易引用兩個之前的交易,累積的交易越多,前期的交易就越具有可信度;

快照技術(Snapshot),快照技術可以用於減少硬盤佔用,但目前還未正式啟用,目前僅在每次代碼大幅度改動(相當於硬分叉)時做快照(即在源代碼裡固化全網所有地址的幣數量);

交易費為0,這是IOTA的最大優點,由於IOTA不依賴於礦工,也不存在礦工,不需要激勵,因此交易手續費可以做到0。這也就意味著,無論是多小額的支付都能通過IOTA完成。而且這種零交易手續費的設計,特別適合未來物聯網時代的數據交換;

採用一次性簽名技術,由於一次性簽名技術每次簽名都會洩露一部分私鑰,隨著簽名次數增長,私鑰的安全性成指數降低,因此每個地址只能花費一次;

採用類似於Hashcash的技術,每筆交易都需要做一定的POW才會被網絡認可。

不過,交易費為0將帶來巨大的DoS攻擊隱患,任何人都可以在任何時刻發送大量交易來降低整個網絡的效率,這在真正的物聯網應用中是不可接受的,沒有人願意無償去部署全節點,潛在的會導致IOTA網絡極度中心化。

EOS

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EOS是Block.One公司正在研發的一個區塊鏈底層公鏈系統,目的是解決現有的區塊鏈應用性能低、安全性差、開發難度高以及過度依賴手續費的問題,實現分佈式應用的性能擴展。

EOS 提供帳戶、身份驗證、數據庫、異步通信以及在數以萬計的CPU或群集上的程序調度。該技術的最終形式是一個區塊鏈體系架構,每秒可以支持數百萬個交易,同時普通用戶無需支付使用費用。

在EOS的DPOS共識機制下,為保證運算的效率,並不是每個人都能參與記賬的,主要是靠21個超級節點和100個備用節點來提供的。這21個主節點,它們承擔責任的同時,相應地也將分享到經濟收益和治理權。

儘管很多人質疑EOS的公平性,說它過於簡單的設計本身就帶有強烈的中心化特性,可還是無法否認在短期內這的確是最經濟和普世的做法。

Hcash

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Hcash的目的是通過建立一個兼容區塊鏈和DAG兩種分佈式系統的雙重側鏈,實現基於區塊鏈和非區塊鏈的信息與價值的互聯互通。Hcash 的角色,就是成為不同系統之間流通的價值載體 。

根據 Hcash 白皮書,Hcash將整合多種典型的區塊鏈技術,共有以下七大革新技術:

由區塊鏈和DAG系統組成的雙重側鏈;

使用零知識證明技術實現雙向加密;

共識機制是PoW+PoS開放管理模式;

DAO去中心化自治組織治理結構;

加入了抗量子性應對後量子時代區塊鏈的安全問題;

地址分為明地址和暗地址、持有人可以通過自己的錢包或客戶端實現公有和私有地址之間的轉移;

將實現基於DAG技術的後區塊鏈系統的交互。

其中,PoW+PoS混合的分層共識機制,可以從治理結構上永久性的解決區塊鏈所存在的問題,即:通過PoW來創建區塊搭建區塊鏈,通過PoS來確保挖出來的區塊符合用戶的利益,有效平衡PoW礦工、用戶、PoS礦池之間的關係,三者之間互相受益又互相制約,使得hcash的功能改進能夠快速發展。

除此之外,其中的抗量子特性是 Hcash 最大的優點。

比特幣的獨立性,稀缺性和安全性建立在難以破解的密碼協議的基礎上,具體是:工作量證明和加密簽名的不對稱性。未來,超強的量子計算機,在特定的時間內可以完成對以上兩個問題的破解,也就攻破了比特幣的安全系統。而安全性正是比特幣作為虛擬代幣的根基之一。

外媒Motherboard認為一個4000量子比特的量子計算機就可以瓦解區塊鏈。要想抵禦量子計算機的威脅,必須開發新的加密方式。

Hcash從最初的系統設計開始就考慮了量子抗性,即使在未來量子計算機商用之後,Hcash仍然可以給用戶提供安全的信息及價值加密服務。Hcash將會開發可與OpenSSL一同工作的Ring-LWE密鑰交換協議,實現後量子時代區塊鏈的安全問題。

綜上,作為主鏈,Hcash在商業生態、發展前景、可延展性等方面都很有優勢,是“主鏈”之戰最終勝者的強大候選者。


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