區塊鏈行業：底層公鏈仍是未來熱門投資標的

4.區塊鏈公鏈的技術實現形式和共識機制

報告對主流公鏈從可擴展性和傳輸技術、系統安全、分布式存儲、監管兼容性、共識機制五個維度展開了技術分析。

4.1可擴展性和傳輸技術

4.1.1擴容技術

小的區塊大小限制了每個區塊的交易承載量，公鏈的擴容技術分為鏈上擴容和鏈下擴容兩大體系。其中鏈上擴容技術包括大區塊、隔離見證、分片技術等, 鏈下擴容技術包括側鏈技術、狀態通道技術等。

4.1.2 跨鏈技術

知名的跨鏈技術有連接比特幣與以太坊的 btc Relay、Cardano的NIPoPoW 和 Bytom的XRelay 技術等。

4.1.3 點對點傳輸技術

Cardano 采用了一種類似于 BitTorrent 的點對點傳輸協議一樣, 參與的節點數量越多,傳輸的速度越快。隨著系統節點的增多, Cardano 每秒可以處理非常龐大的交易量。

4.2系統安全性

就以太坊來說計算層的計算和存儲沒有分離機制 ：主網計算資源不分隔，合約行為和交易行為不分離。 針對以太坊主網沒有分離機制的問題, 許多后起公鏈以計算層分層，側鏈或多鏈架構等方式解決。實行合約層分層的有量子鏈和 Cardano, 這種分層機制一般將計算層分為交易層和合約層,而交易層仍模仿比特幣采用 UTXO 鏈式結構,保證價值傳輸的安全可靠; 實行多鏈或側鏈隔離架構的有Aelf和EOS 等。

4.3分布式存儲

對于目前大部分的基礎公鏈而言,如何讓大量的數據存儲在自己的主鏈上是急需解決的問題。

4.3.1Filecoin

IPFS 是 Inter-Planetary File System 的簡稱,由 Protocol Lab 提出,是 一個 P2P 的分布式文件系統。 IPFS 可以將數據分片存儲到分布式的存儲節點,與 BitTorrent 類似,在訪問時不需要關心存儲在哪里,可以從多個存儲節點分片獲取。

世界各地的數據中心和硬盤中有大量閑置存儲空間, 網絡允許全球任何一方作為存儲提供商參與其中,通過“橋接”功能與 其他區塊鏈公鏈相連接,為區塊鏈提供了巨大的存儲規模。

4.3.2 NeoFS

除 Filecoin 之外,NEO 也有其專屬的分布式文件存儲技術 NeoFS。 NeoFS 通過文件內容(Hash)而非文件路徑(URI)來對數據進行索引。大文件將被分割為固 定大小的數據塊分布式地存儲在眾多節點中。

4.4監管兼容性

如果要實現商業化應用和社會價值,公鏈的架構設計必須要考慮如何 與現實社會的融合。

NEO、量子鏈、Cardano 等公鏈在架構設計上都考慮到了區塊鏈與監管的兼容性問題。 例如NEO 讓數字身份和數字資產能獲得現有法 律的許可和政府監督，而量子鏈則設計了身份認證或者準入環節。 Cardano 與量子鏈類似,在 Cardano 的設計哲學中,充分考慮了監管需求,同時也 盡可能考慮用戶的隱私性,并設法達到二者之間最優平衡點。

4.5共識機制

區塊鏈公鏈常用的共識機制有 POW、POS、DPOS、BFT 以及多種機制混合而成的共識機制等。

共識是指系統節點達成一致的過程,而分布式系統的一致 性體現在最終性，統一性和合法性三個方面。最終性衡量了達成共識的效率,在一些對交易確認的實時性要求高的場景顯得非常重要,而統一性和合法性表征了共識的安全性。在區塊鏈系統中,去中心化程度表征了分布式系統的大規模協作程度。

盡管許多公鏈有自己獨特的設計哲學,但出于安全性考慮,它們依然繞不開 POW 共識機制的保護。對于開放的、自治度高的公鏈環境, POW 共識機制有更好的適用性; 而 POS 共識過程的管理成本很高,在算法更改、分叉選擇等重大決策過程中,POS 共識機制才有其使用價值,但這已經是一種相對中心化的決策機制。

Bytom 在 POW 共識機制中引入了 Tensority 算法,是區塊鏈挖礦和人工智能的橋梁。 Bytom 的人工智能 ASIC 友好型 POW 共識算法可以給區塊鏈 挖礦和人工智能芯片的發展帶來雙贏的局面。

5.結論：底層公鏈仍然是未來一段時間內的焦點

傳統互聯網底層協議是免費的,所以互聯網世界更關注應用層;但由于激勵機制的存在,在區塊鏈世界里,底層協議是最大的受益者,因此,區塊鏈的研發和投資更關注底層公鏈技術。我們預計底層公鏈仍將是現階段區塊鏈行業的攻關重點,各公鏈在可擴展性、應用性、共識哲學,以及應用生態搭建上的角逐將長期延續。