1、 主流區塊鏈技術比較及平臺選擇分析 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc66558557 主流區塊鏈技術比較及平臺選擇分析 PAGEREF _Toc66558557 h 1 HYPERLINK l _Toc66558558 一、企業區塊鏈的需求 PAGEREF _Toc66558558 h 3 HYPERLINK l _Toc66558559 二、主流區塊鏈技術簡介 PAGEREF _Toc66558559 h 3 HYPERLINK l _Toc66558560 三、公有鏈 ，私有鏈還是聯盟鏈 PAGEREF _Toc66558560 h 8 HYPERL

2、INK l _Toc66558561 四、云平臺還是私有平臺 PAGEREF _Toc66558561 h 9 HYPERLINK l _Toc66558562 五、去中心化系統架構的誤區 PAGEREF _Toc66558562 h 10本文介紹當前幾種主流區塊鏈技術的特點及彼此的區別，并提出了企業區塊鏈技術和平臺選型的要點。一、企業區塊鏈的需求區塊鏈是一種真正顛覆性的技術，能給業務網絡帶來變革。這一創新需要以開放的方式與其他科技公司及行業協作進行。企業級區塊鏈技術具有以下特征：1. 共享的許可制賬本 (Shared，Permissioned Ledger) 是僅可附加的記錄系統 (SOR)

3、 和單一事實來源。它對業務網絡的所有參與成員均可見。2. 共識協議 (Consensus Protocol) 是業務網絡的所有參與成員都贊同的協議，可確保僅使用經過網絡驗證的交易來更新賬本。3. 加密 (Crytography) 可確保交易的防篡改安全性、身份驗證和完整性。4. 智能合約 (Smart Contract) 封裝了在網絡上發生的交易的參與者協議條款；它們存儲在區塊鏈中的驗證節點上并通過交易觸發。5. 除了這些屬性之外，企業區塊鏈技術還需要支持關鍵的行業要求，比如性能、經過驗證的身份，以及私下和機密的交易。Hyperledger Fabric 就是為滿足這些需求而設計的。它還設計了

4、一種可插拔的共識協議，允許企業為其網絡選擇最佳算法。二、主流區塊鏈技術簡介1、比特幣比特幣是數字貨幣領域的領頭羊，是區塊鏈技術的第一個、也是最成功的應用。專業人士對于比特幣的看法呈現明顯的兩極分化，而比特幣的市值卻一路攀升。從企業實施區塊鏈項目的角度，比特幣的數字貨幣屬性都及其明顯。筆者認為比特幣本身如下特點決定了比特幣的技術架構并不能很好的滿足企業對于商業應用的需求：1. 匿名，反監管。在任何一個商業網絡內，匿名都是不可接受的；對任何一個政府而言，監管都是必須的。2. 工作量證明的共識算法。這種算法對企業應用來說是一種巨大的資源浪費。3. 智能合約缺失。比特幣只能處理很簡單的腳本，并不具備圖

5、靈完備的智能合約執行能力，因此除了能很好的實現數字貨幣的屬性，很難勝任其他更加復雜的商業邏輯。因此筆者不推薦用比特幣作為企業區塊鏈的技術框架， 除非貴司的應用是一款純粹的數字貨幣。2、以太坊根據以太坊官方的宣稱，以太坊（Ethereum）目標是打造成一個運行智能合約的去中心化平臺（Platform for Smart Contract） ，平臺上的應用按程序設定運行，不存在停機、審查、欺詐、第三方人為干預的可能。以太坊平臺由Golang、C+、Python 等多種編程語言實現。當然，為了打造這個平臺，以太坊提供了一條公開的區塊鏈，并制定了面向智能合約的一套編程語言。 智能合約開發者可以在其上使

6、用官方提供的工具來開發支持以太坊區塊鏈協議的應用（即所謂的 DAPP） 。以太坊區塊鏈的特點主要包括：1) 單獨為智能合約指定編程語言 Solidity；2) 使用了內存需求較高的哈希函數：避免出現算力礦機；3) uncle 塊激勵機制：降低礦池的優勢，減少區塊產生間隔為 15 秒；4) 難度調整算法：一定的自動反饋機制；5) gas 限制調整算法：限制代碼執行指令數，避免循環攻擊；6) 記錄當前狀態的哈希樹的根哈希值到區塊：某些情形下實現輕量級客戶端；7) 為執行智能合約而設計的簡化的虛擬機 EVM。以太坊的核心概念：1) EVM：以太坊虛擬機，輕量級虛擬機環境，是以太坊中智能合約的運行環境

7、。2) Account：賬戶，分兩類：合約賬戶存儲執行的合約代碼；外部賬戶為以太幣擁有者賬戶，對應到某公鑰。3) Transaction：交易，從一個賬戶到另一個賬戶的消息，包括以太幣或者合約執行參數。4) Gas：燃料，每執行一條合約指令會消耗一定的燃料，當某個交易還未執行結束，而燃料消耗完時，合約執行終止并回滾狀態。共識算法： 目前采用了 PoW 作為一致達成保證，未來可能遷移到 PoS 上。降低攻擊： 設計核心思想是通過經濟激勵機制防止少數人作惡。所有交易都要提供交易費用，避免 DDoS 攻擊；程序運行指令數通過 gas 來限制，所消耗的費用超過設定上限時會被取消，避免惡意合約。提高擴展

8、性： 以太坊未來希望通過分片機制可以提高整個網絡的擴展性。分片之前整個網絡的處理取決于單個節點的處理能力。分片后，只有同一片內的處理是同步的、一致的，不同分片之間則可以是異步的。以太坊是一家以經營公有鏈為主的企業， 其公有鏈的性質導致其交易的效率偏低， 由于其缺乏用戶身份和權限管理的機制，導致其在企業應用中受到諸多限制。以太坊企業聯盟 EEA 與 2017 年成立，目前仍缺乏有效的信息披露。3、超級賬本Hyperledger 項目是首個面向企業的開放區塊鏈技術的重要探索。在 Linux 基金會的支持下，吸引了包括 IBM、Intel、摩根等在內的眾多科技和金融巨頭的參與。2015 年 12 月

9、，開源世界的旗艦Linux 基金 會牽頭，聯合 30 家初始企業成員（包括IBM、Accenture、Intel、J.P.Morgan、R3、DAH、DTCC、FUJITSU、HITACHI、SWIFT、Cisco 等） ，共同 宣告 了 Hyperledger 項目的成立。該項目試圖打造一個透明、公開、去中心化的分布式賬本項目， 作為區塊鏈技術的開源規范和標準， 讓更多的應用能更容易的建立在區塊鏈技術之上。項目官方信息網站在 ，目前已經有超過 200 家全球知名企業和機構（大部分均為各自行業的領導者）宣布加入 Hyperledger 項目，其中包括40 余家來自

10、中國本土的企業，包括百度，萬達，小米，招商銀行，中信，浙江大學，中國銀鈔造幣等國內知名機構。如果說以比特幣為代表的貨幣區塊鏈技術為 1.0， 以以太坊為代表的合同區塊鏈技術為 2.0，那么實現了完備的權限控制和安全保障的 Hyperledger 項目毫無疑問代表著 3.0 時代的到來。IBM 貢獻了數萬行已有的 Open Blockchain 代碼，Digital Asset 則貢獻了企業和開發者相關資源，R3 貢獻了新的金融交易架構，Intel 也貢獻了跟分布式賬本相關的代碼。Hyperledger 社區由技術委員會（Technical Steering Committee，TSC）指導，首

11、任主席由來自 IBM 開源技術部 CTO 的 Chris Ferris 擔任，管理組主席則由來自 Digital Asset Holdings 的 CEO Blythe Masters 擔任。另外，自 2016 年 5 月起，Apache 基金會創始人Brian Behlendorf 擔任超級賬本項目的首位執行董事。該項目的出現，實際上宣布區塊鏈技術已經不再是僅面向“社會實驗”性質的應用場景，它已經正式被主流機構和企業市場認可； 同時， Hyperledger 首次提出和實現的完備權限管理、創新的一致性算法和可拔插、 可擴展的框架， 對于區塊鏈相關技術和產業的發展都將產生深遠的影響。Hyper

12、ledger Fabric 區塊鏈架構的顯著特點是：1. 具備身份識別和權限控制2. 可插拔的共識算法和數據存儲設計3. 智能合約支持多種編程語言4. 交易通道保證只有交易相關方才能看到交易內容4、RippleRipple 是世界上第一個開放的支付網絡，通過這個支付網絡可以轉賬任意一種貨幣，包括美元、歐元、人民幣、日元或者比特幣，簡便易行快捷，交易確認在幾秒以內完成，交易費用幾乎是零，沒有所謂的跨行異地以及跨國支付費用。Ripple 是開放源碼的點到點支付網絡，它可以使你輕松、廉價并安全的把你的金錢轉賬到互聯網上的任何一個人，無論他在世界的哪個地方。因為 Ripple 是 p2p 軟件，沒有任

13、何個人、公司，或政府操控，任何人可以創建一個 ripple 賬戶。新版 Ripple 引入兩個措施解決孤立小圈子的問題：其一是推出 Ripple 幣XRP，它作為 Ripple 網絡的基礎貨幣，就像比特幣一樣可以整個網絡中流通，而不必局限于熟人圈子；其二是引入網關（Gateway）系統，它類似于貨幣兌換機構，允許人們把法定貨幣注入、抽離 Ripple 網絡，并可充當借、貸雙方的橋梁。Ripple 的一個主要特點是去中心化，它需要維護一個包含所有帳號、所有交易（因此也就是所有賬戶余額）的總帳本，這個總帳本分布在所有網絡節點中并時刻保持同步。其核心機制與比特幣類似，但也存在以下重要區別：1）Rip

14、ple 網絡支持多種貨幣。除了自己的 Ripple 幣，它還支持法定貨幣（例如美元、歐元、日元等），并打算在 2013 年 4 月 19 日前后支持比特幣，未來有可能支持所有虛擬貨幣。2）Ripple 網絡自動進行匯率換算。也就是說，用戶可以用任何一種類型的貨幣向他人支付另外任何一種類型的貨幣，從而實現所有貨幣的全網流通。3）Ripple 的交易確認過程可在幾秒鐘之內完成。Ripple 引入了一個“共識（Consensus）”機制，通過特殊節點的投票，在很短的時間內就能夠對交易進行驗證和確認。4）Ripple 客戶端不需要下載區塊鏈，它在普通節點上舍棄掉已經驗證過的總帳本鏈，只保留最近的已驗證

15、總帳本和一個指向歷史總帳本的鏈接，因而同步和下載總帳本的工作量很小。5）Ripple 無需也不能挖礦。6）Ripple 幣的總量非常不能增加，而且只能遞減。該公司已經創造出了 1000 億個單位的 Ripple 幣，計劃最終向外發行 75%的 Ripple 貨幣供應，并承諾永不增發。用戶在進行每次交易時要花費一定的 Ripple 幣（金額非常非常低，大約是 1/1000 美分），這個交易費不交給任何人，只是憑空消失。因此 Ripple 幣只會越來越少，但減少的速度非常慢。對比比特幣我們可以發現，Ripple 網絡的功能遠遠超出了比特幣，它包括：1）現實與虛擬貨幣的雙向流通；2）多幣種的 P2P

16、 兌換與支付；3）P2P 網絡信貸；4）個人網絡清算。這四個功能結合起來，已經構成了一個基本完整的、去中心化的、全貨幣的金融體系。如此雄大的野心，應來源于公司領導層對于金融與科技行業的豐富經驗與激進規劃。在這一雄心勃勃的規劃之下，未來的網絡金融體系已經呼之欲出，這或許是風投機構擁抱OpenCoin 公司的一個主要原因。另一個主要原因據信來源于對 250 億個 Ripple 幣的覬覦OpenCoin 將保留 25%的 Ripple 幣以便調節 Ripple 網絡。顯然，為了與支付巨頭競爭，一個企業必須建立自己的全球支付系統，并且要和數百家銀行建立合作伙伴關，還要應付外匯風險和在各地成立代理機構。

17、相比而言，Ripple 建立了一個共享的、免費的、在全球任何地方任何時候都可使用的支付網絡。由于 Ripple的存在，人們在進行全球交易時便沒有必要去涉足外匯市場了，因為 Ripple 的內在機制已經支持外匯兌換了。同樣，人們也不需要一個跨國的金融機構來完成金融支付，你只需要一個簡單的支付入口就能完成一切。5、技術選型要點下面表格簡單對比了比特幣，以太坊和超級賬本的某些技術特性。從企業應用的角度而言，這些因素都是選型中必須考慮的因素。下圖從技術的成熟度和影響力的角度對比了主要的區塊鏈底層技術。 從圖中可以看出， 在私有鏈， 公有鏈和聯盟鏈等不同領域都有核心玩家。 而在云服務領域只有非常少數的服

18、務提供商并且很少有商用的案例。開源項目中玩家較多，其中以超級賬本影響力最大，以太坊試圖跨越公有鏈的壁壘進度企業級聯盟鏈市場，不過鑒于 EEA 成立時間較短，超級賬本在企業級聯盟鏈場景家仍是最佳選擇。三、公有鏈 ，私有鏈還是聯盟鏈創新式區塊鏈技術的出現和成熟，讓產業內開始將焦點放至區塊鏈技術其本身。 從區塊鏈的部署方式來說，一般會分為公有鏈，私有鏈和聯盟鏈三種形式。公有鏈：世界上所有人都可以閱讀和發送交易。如果他們合法都有希望看到自己被包括在內。世界上任何人都能參與到共識形成過程決定在鏈條上添加什么區塊以及現狀是怎樣的。作為中心化或準中心化信任的替代品，公有鏈受加密經濟的保護，加密經濟是經濟激勵

19、和加密圖形驗證的結合，用類似工作量證明或權益證明的機制，遵循的總原則是人們影響共識形成的程度和他們能夠影響的經濟資源數量成正比。這類區塊鏈通常被認為是完全去中心化。聯盟鏈：共識形成過程由預先選擇的一系列的節點所掌控，例如，設想一個有 15 個金融機構的團體，每個機構都操作一個節點，為了使區塊生效，其中的 10 個必須簽署那個區塊。閱讀區塊鏈的權利可能是公開的，或僅限于參與者，也有混合的路徑，比如區塊的根散表和應用程序編程接口一起公開，使公共成員可以進行一定量的查詢，重獲一部分區塊鏈狀態的加密圖形證明。這類區塊鏈被認為是部分去中心化，一般 采取多中心式 ，參與成員是預先根據一定特征所設定的（比如

20、說，各券商的策略分析師）。聯盟鏈容易進行控制權限設定，擁有更高的應用可擴展性，對于產業內（例如各券商）或跨國家同聯盟機構的交易、清算、 結算、審計等都有很大的應用價值。私有鏈： 書寫許可對一個組織保持中心化。 閱讀許可可能是公開的或者限制在任意程度。應用很可能包含對單個公司內部的數據庫管理，審查等，因此公共的可讀性在很多情況下根本不必要，但在另一些情況下人們又想要公共可讀性。 私有鏈沒有去中心，但具有分布式特點。 中心控制者指定可以參與和進行交易驗證成員的范圍。私有鏈對于公司政府內部的審計和測試有很大的價值。從企業應用的角度來看，完全去中心化和沒有準入門檻的公有鏈并不合適，至少在現代商業社和企

21、業還是會慎重選擇和哪些合作伙伴來做生意，而不是在互聯網上隨便找幾個并不熟悉的公司；私有鏈適合企業內部跨部門協作， 這種方式和傳統的應用在部署架構上并不存在明顯區別， 但應用設計上會遵循去中心化的設計。聯盟鏈是目前比較適合企業間商業網絡進行合作的模式，也是討論最多的區塊鏈形式。聯盟鏈的形成過程是循序漸進的，一般會由一個或少數具有業務統治力的企業發起，逐漸擴大范圍和行業影響力， 從而形成一個較大的聯盟； 這個過程和真實商業網絡中商業聯盟的形成非常類似。 在部署方式上， 聯盟的發起人一般對整個網絡的核心節點負責，其他成員根據商業協議適當部署區塊鏈節點進行記賬和背書，因此聯盟鏈的部署方式一般會采用邏輯

22、分散， 少數物理集中的多中心架構； 這樣的架構也更符合真實商業網絡的情況，畢竟不是所有的企業都有能力去自建數據中心并負擔其成本。四、云平臺還是私有平臺目前，許多云平臺服務提供商都在自己的云平臺推出了區塊鏈云服務。就目前市場上存在的區塊鏈云服務平臺來看， 仍不具備大規模部署生產環境的能力。這既是因為區塊鏈技術仍處于早期發展階段，大部分 BaaS 平臺僅停留在 PaaS 層面，不具備提供應用場景 SaaS 的能力；而對很多企業而言如何使用這種技術恰恰是面臨的最大問題，平臺的意義并不大； 另外一個原因是企業對敏感數據保存在云端仍然比較抗拒， 對大多數的大中型企業而言，自建平臺仍是首選。而區塊鏈項目往往是作為內部創新或者技術突圍的試點，將平臺留在內部仍是最佳選擇。然而對一個大型企業內部而言， 或是對一個成型的商業聯盟而言， 區塊鏈未來更應該成為基礎設施的一部分，就像今天用云計算來提供計算、存儲和網絡資源一樣，區塊鏈網絡也會作為一種資源提供出來， 為需要利用區塊鏈技術的應用提供基礎架構。 這包括了區塊鏈運行的載體（虛擬機或容器）以及區塊鏈網絡的基礎架構（共享賬本，區塊鏈網絡，共識算法，安全機制等） 。從這個角度來說，企業內部構建一個區塊鏈云平臺的需求仍是巨大的。五、去中心化系統架構的誤區區