區(qū)塊鏈可以是公開的，也可以是私有的，可以是被許可的，也可以是不可信的

IBM Hyperledger和R3 Corda是應(yīng)用最廣泛的兩個(gè)企業(yè)區(qū)塊鏈

實(shí)際解決方案的部署仍然有限且不完整

這個(gè)空間正在繼續(xù)進(jìn)化，并且處于早期階段

企業(yè)采用仍然很謹(jǐn)慎

導(dǎo)航區(qū)塊鏈空間可能非常具有挑戰(zhàn)性。

關(guān)于這個(gè)主題的文章很多，其中很多充斥著大量的空話和炒作。

在本文中，我們將解釋區(qū)塊鏈項(xiàng)目的兩個(gè)主要分支（公共和私有）之間的區(qū)別，以及與該領(lǐng)域相關(guān)的一些基本技術(shù)術(shù)語。

在區(qū)塊鏈空間中使用的一些最重要的術(shù)語是：

受信任第三方——某些事實(shí)（例如參與者的身份）不能被核實(shí)的系統(tǒng)，除非引用特權(quán)（通常是集中的）權(quán)威。

無信任——不依賴任何可信任的第三方進(jìn)行任何操作的系統(tǒng)，包括交易確認(rèn)或身份驗(yàn)證。

工作證明（POW）——尋找沒有捷徑算法的數(shù)學(xué)難題（通常是哈希值問題）的解決方案，因此必須通過蠻力計(jì)算來解決。

未使用的交易輸出（UTXO）——在某些區(qū)塊鏈（如比特幣）中，交易消耗輸入，而留下一些輸出未使用。這些未使用的輸出可以成為未來事務(wù)的輸入。

· 虛擬機(jī)模型——一些區(qū)塊鏈（尤其是Ethereum）有一個(gè)抽象模型，用來表示系統(tǒng)的整體狀態(tài)，以及如何更新該狀態(tài)。該模型通常可以用虛擬狀態(tài)機(jī)的形式化模型來描述，例如Ethereum虛擬機(jī)（EVM）。

· 圖靈完備——一個(gè)小型的事件驅(qū)動(dòng)程序，可以部署到支持程序執(zhí)行的區(qū)塊鏈中。一旦部署，程序?qū)⒗^續(xù)執(zhí)行，使用區(qū)塊鏈?zhǔn)聞?wù)作為輸入，并可以采取導(dǎo)致執(zhí)行進(jìn)一步事務(wù)的操作。程序的代碼是進(jìn)行了加密保護(hù)的。

· 圖靈完備-一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)術(shù)語，可以理解為“完全有能力的編程語言”。所有主流語言如Java、Javascript、Python、Ruby、Go等都是圖靈完備的。出于技術(shù)原因，一些區(qū)塊鏈可能會(huì)選擇不把圖靈完備語言的全部功能提供給聰明的合同作者。

每一個(gè)術(shù)語都有更多的細(xì)節(jié)，但其中最重要的一些方面包括：

1. 大多數(shù)事務(wù)系統(tǒng)完全或部分依賴于某些受信任的第三方。另一方面，不信任是一種相當(dāng)顯著的特性，但它不是廉價(jià)獲得的——必須付出相當(dāng)大的額外復(fù)雜性和努力，才能使系統(tǒng)表現(xiàn)出不信任。關(guān)鍵是許多區(qū)塊鏈?zhǔn)褂玫腜OW算法。

2. 一旦找到了POW問題的解決方案（基本上是通過大規(guī)模的反復(fù)試驗(yàn)），那么任何參與者都可以立即證明解決方案的正確性。好的POW問題具有統(tǒng)計(jì)特性，任何觀察者都可以可靠地估計(jì)在偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)解決方案時(shí)花費(fèi)了多少計(jì)算時(shí)間。這使得它們適合作為公共區(qū)塊鏈（如比特幣）中的分布式共識(shí)機(jī)制使用。

3. UTXO模型提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的路由來確保交易的完整性，并防止相同的比特幣在兩個(gè)獨(dú)立的交易中被使用兩次（_double-spending問題_）。這是通過確保事務(wù)的所有輸入都必須出現(xiàn)在輸出集合（UTXO數(shù)據(jù)庫）中。

4. 相比之下，虛擬機(jī)模型（尤其是由Ethereum實(shí)現(xiàn)的）提供了一個(gè)重要的擴(kuò)展——能夠存儲(chǔ)任意狀態(tài)，并在網(wǎng)絡(luò)中以一種不信任和完全分散的方式運(yùn)行簡(jiǎn)單程序。

隨著這些主要定義的闡明，我們現(xiàn)在可以看看當(dāng)今世界上使用的一些主要的基于區(qū)塊鏈的技術(shù)。

比特幣

原始加密貨幣，它使用未使用事務(wù)輸出（UTXO）模型作為分類賬。它使用一個(gè)簡(jiǎn)單的POW算法進(jìn)行挖掘，該算法基于猜測(cè)一個(gè)隨機(jī)字符串，當(dāng)該字符串與上一個(gè)事務(wù)塊組合時(shí)，會(huì)導(dǎo)致組合的SHA-256哈希值在數(shù)字上小于一個(gè)小閾值。

成功猜出答案的參與者被稱為“挖掘了一個(gè)塊”，塊中包含的交易被添加到分類賬中。

這樣就可以使用一種非常簡(jiǎn)單的方法來確定共識(shí)——參與者只需同意，應(yīng)該將最長的鏈視為挖掘下一個(gè)事務(wù)塊的基礎(chǔ)。

比特幣的設(shè)計(jì)初衷并不是為了滿足智能合約。因此，可用的功能非常有限，主要是通過對(duì)碰巧存在于協(xié)議中的側(cè)通道的新穎使用。由此產(chǎn)生的功能絕不是圖靈完備的，相反，大多數(shù)對(duì)比特幣的分析都忽略了它。

由此產(chǎn)生的系統(tǒng)是純粹的加密安全分類帳。

除了使用加密簽名來驗(yàn)證事務(wù)的起源之外，它沒有任何身份語義，而且完全不可信任。

以太坊

這種分類賬建立在比特幣的一些思想基礎(chǔ)上，但它模擬的是單個(gè)全球虛擬機(jī)的狀態(tài)，而不是UTXO模型。關(guān)鍵的創(chuàng)新是增加了圖靈完備的智能合約能力。以太坊虛擬機(jī)（EVM），是一個(gè)專門為分布式賬本和智能契合約使用而創(chuàng)建的虛擬機(jī)。

在以太坊中，程序狀態(tài)是私有的，屬于單獨(dú)的合約地址，由一系列EVM字節(jié)碼指令改變，這些指令是智能合約的內(nèi)容。

然后，通過聚合每個(gè)合約地址的程序狀態(tài)，可以得到總體的全局狀態(tài)。

以太坊網(wǎng)絡(luò)中的所有完整節(jié)點(diǎn)都遵循模型的規(guī)則。他們可以為他們機(jī)器上的任何合約地址的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，只要他們使用相同的事務(wù)（構(gòu)成以太坊模型中的輸入數(shù)據(jù)），就會(huì)得到相同的結(jié)果。

由于以太坊使用全局一致算法，并且具有全局最新塊的概念，所以以太坊虛擬機(jī)的整體事務(wù)處理速率受到塊生成速率的限制。在以太坊網(wǎng)絡(luò)中增加更多的硬件和計(jì)算能力并不會(huì)使其更快或更強(qiáng)大，只是更能防止篡改。

使用Turing-complete智能合約允許在網(wǎng)絡(luò)之上添加額外的功能，而不需要所有參與者都知道它們。例如，這允許以太坊網(wǎng)絡(luò)發(fā)出在以太空間虛擬機(jī)中作為附加狀態(tài)持有的軟件代幣。這就是所謂的ICO的基礎(chǔ)。

EVM在表面上類似于JVM，但在一些重要領(lǐng)域進(jìn)行了不同的設(shè)計(jì)。特別是，EVM字節(jié)碼的設(shè)計(jì)使得對(duì)已編譯代碼的靜態(tài)分析比對(duì)已建立的替代方案的靜態(tài)分析要困難得多。對(duì)于需要非常高的透明性和可驗(yàn)證性的執(zhí)行環(huán)境來說，這不是一個(gè)賣點(diǎn)。

低級(jí)的EVM環(huán)境也不是特別適合人類的編程環(huán)境。因此，創(chuàng)建了一些更高級(jí)的語言，這些語言可以編譯為EVM字節(jié)碼。并以穩(wěn)定性著稱。

受主流編程語言（如Javascript和Java）的啟發(fā)，Solidity語言還集成了與以太坊區(qū)塊鏈交互的新特性。

在某些方面，以太方是自身成功的受害者。它作為ICO選擇平臺(tái)的出現(xiàn)，導(dǎo)致了ETH在2018年初的高價(jià)位。這種由以太坊團(tuán)隊(duì)自己持有的加密貨幣的數(shù)量導(dǎo)致了這樣一種局面：許多主要參與者都對(duì)現(xiàn)狀有著巨大的既得利益，并希望實(shí)現(xiàn)他們的賬面利潤。

Corda

R3 Corda使用UTXO模型（類似于比特幣），但在設(shè)計(jì)中還包括圖靈完備的智能合合約。這些合約表示為JVM字節(jié)碼，具有可選的附加確定性保證，從而限制了合約語義。

該方法不使用單個(gè)全局鎖（塊高度）來控制分類帳狀態(tài)的進(jìn)展，而是允許不沖突的事務(wù)并行進(jìn)行。這有效地細(xì)化了鎖，但代價(jià)是需要更復(fù)雜和微妙的時(shí)間概念。在Corda模型中，簡(jiǎn)單的“最長鏈獲勝”規(guī)則不再是一個(gè)足夠的共識(shí)算法。

參與者是已知和可信的，因?yàn)榈谌缴矸蒡?yàn)證是Corda體系結(jié)構(gòu)的自然組成部分。

作為移除全局賬本鎖的一個(gè)副作用，Corda包含了退出/進(jìn)入語義，以從主鏈中分離事務(wù)，并防止所有事務(wù)隨時(shí)間的推移糾纏在一起。這是可能的，因?yàn)轶w系結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈依賴于受信任的第三方模型。

因此，某些參與者撤銷分類賬項(xiàng)目（相當(dāng)于加密貨幣中的代幣）并將其替換為沒有交易歷史記錄的新鑄造的等價(jià)物的權(quán)力，可以得到身份當(dāng)局的保證。

Corda的創(chuàng)建者并不認(rèn)為它與加密貨幣有那么大的相似之處。

相反，他們認(rèn)為技術(shù)是在整個(gè)市場(chǎng)層面上形成的共享基礎(chǔ)設(shè)施，而不是在單個(gè)公司層面上。

這將Corda定位為企業(yè)區(qū)塊鏈，旨在供那些能夠受益于公共基礎(chǔ)設(shè)施和對(duì)世界狀態(tài)的共同看法的組織使用，而不是維護(hù)不同版本的記錄，因?yàn)檫@不可避免地會(huì)導(dǎo)致協(xié)調(diào)問題。

HyperLedger

由IBM發(fā)起的HyperLedger項(xiàng)目是另一個(gè)領(lǐng)先的企業(yè)區(qū)塊鏈解決方案。

HyperLedger結(jié)構(gòu)是一個(gè)區(qū)塊鏈框架實(shí)現(xiàn)，是Linux基金會(huì)托管的超級(jí)賬本項(xiàng)目之一。

IBM項(xiàng)目的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)包括機(jī)密性、彈性、靈活性和可伸縮性。

與Corda一樣，Hyperledger也使用一種許可的架構(gòu)。

它實(shí)現(xiàn)了一種確定性的實(shí)用拜占庭式Faul容忍（PBFT）算法，該算法確保一旦接收到事務(wù)完成通知，事務(wù)就真正完成了。

IBM已經(jīng)投資于可靠的Docker集成，包括容器內(nèi)的測(cè)試。

HyperLedger的智能合約可以用Java編寫，有一個(gè)SDK （Go合同也是可能的）。

HyperLedger按角色劃分節(jié)點(diǎn)，這些角色包括完全對(duì)等的節(jié)點(diǎn)、證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)（許可所需的節(jié)點(diǎn)）和將事務(wù)分組為塊的定購者。

HyperLedger區(qū)塊鏈狀態(tài)建模為版本化的鍵值存儲(chǔ)（KVS），其中鍵是名稱（字符串），值是任意blob。

這是一個(gè)非常低級(jí)的接口，在該接口之上，Hyperledger提供了一個(gè)名為Ledger的層，它提供了所有成功狀態(tài)更改的可驗(yàn)證歷史記錄。

HyperLedger的代碼和體系結(jié)構(gòu)仍在快速發(fā)展，但實(shí)際的生產(chǎn)試驗(yàn)已經(jīng)開始出現(xiàn)，它與Corda一起出現(xiàn)，成為企業(yè)更可能使用的解決方案之一。

用例

區(qū)塊鏈的用例仍在熱烈討論中。

有一個(gè)明顯的例子，就是抵制審查的數(shù)字貨幣。

然而，2018年加密貨幣市場(chǎng)的波動(dòng)性和分散性似乎表明，缺乏信任的數(shù)字貨幣的實(shí)際適用性有限。

從企業(yè)的角度來看，越來越清楚的是，他們還可以用于創(chuàng)建部署為一個(gè)共享的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)，并構(gòu)造多個(gè)實(shí)體之間不一定相互信任還想分享數(shù)據(jù)和維護(hù)一種共識(shí)各方關(guān)心的問題。

在這些用例中，集中式的權(quán)限對(duì)于參與者來說是不可接受的，或者設(shè)置過于昂貴，這些用例仍然在出現(xiàn)。

盡管時(shí)間、精力和風(fēng)險(xiǎn)資本已經(jīng)部署到迄今為止創(chuàng)建的眾多區(qū)塊鏈項(xiàng)目中，但情況還是如此。

隨著更多的項(xiàng)目進(jìn)入2019年的市場(chǎng)，區(qū)塊鏈的前景是否會(huì)像它的支持者們?cè)谙喈?dāng)長的一段時(shí)間里所承諾的那樣產(chǎn)生重大影響，還有待觀察。