浅谈几条典型公有链

区块链的传统划分有公有链,联盟链,私有链,三种主要形式。他们的主要区别是参与的授权方式有所不同。所谓公有链,是指网络公开,无需授权可以加入的区块链。公有链按照目的不同还可以分为两种,一种是技术解决方案形式的平台形式公有链如以太坊,EOS,主要目的是提供一个安全可靠,性能优越的区块链平台,以支持其他上层应用。另一种公有链是将区块链作为某一特定领域的解决方案,如支付领域的Ripple,Stellar。经典的Bitcoin实质上解决的也是电子支付的问题。

这里对Bitcoin以及Ripple,Stellar,Ethereum,EOS作一个简要介绍。

1. Bitcoin

Bitcoin是一个点对点的电子现金的支付系统,它用cpu算力作为代价防止出现电子支付的双花问题,去除了第三方支付中心带来的不公与低效问题。

比起支付手段,Bitcoin更常被作为区块链的鼻祖被人们提起。中本聪用Bitcoin建立了以p2p网络,可回溯防止篡改,账户匿名加密为基本特征的,区块链概念体系。

那么Bitcoin的核心技术特点都有哪些呢?

UTXO的记账方式 :引用于W.Dai的B-money

Merkle Tree的存储方式:引用与R.C. Merkle 1979年的发明

椭圆加密的账号管理方式:是Koblitz和Miller两人于1985年提出的经典非对称加密算法

Pow的共识机制:引用于Adam Back的Hashcash

货币分配的激励机制:独创,将cpu劳动与电子货币分配关联

不难看出Bitcoin更多是将以往的加密货币技术进行整合,之前的B-money和Hashcash也有异曲同工的相似之处。然而比特币能大规模的在实践中进行应用,与其提出了社会化解决方案---挖矿与电子现金分配相结合的pow激励机制,不无必然联系,这才让整个体系有长期运转的原动力。

2. Ripple

Ripple的核心部分诞生与比特币之前,早在2004年,Ryan Fugger就创建了瑞波支付,希望建立一个能够取代银行金融体系的点对点支付网络。区块链时代到来之后2011年发布了瑞波币,解决跨国结算的低效率,高费用问题。

Ripple已经在国际支付领域取得了阶段性的进展,与各国大银行取得合作。银行间主要使用的交易模式是xCurrent,另外还有xRapid与xVia分别以xrp或者网关作为中介的两种交易模式。

Ripple目前由RippleLabs公司开发维护。是少有的公司化管理的公有链。作为跨国转账支付的应用有许多要命的优点:

交易费用低:收费目的是防止攻击,正常交易费用都低于$0.01。

并发量高速度快: 其独特的RPCA共识算法,先决策后记账,让并发速度高达5万TPS,确认速度3~5秒。

匿名性强:相比传统swift的实名转账,Ripple建立在匿名加密账户体系下,更注重保护用户隐私。

并且还有诸多的金融应用方向如:现实与虚拟货币的双向流通,多币种的P2P兑换与支付,P2P网络信贷,个人网络清算等。

但是,其公司制度的管理方式和UNL(Unique Node List)信任节点先确认再提交网络共识的技术模式经常被业界人士诟病其实质上还是一个偏中心化管理的支付中介而非分布决策系统。

3. Stellar

Stellar是一个区块链平台,它致力于以极低的成本连接银行、支付系统和用户。其初衷与Ripple极为相似。创始人是Ripple的原创始人McCaleb。对比Ripple,Stellar 有以下几点不同

管理模式不同:

Stellar是由Stellar发展基金会维护的,它是非赢利性机构,通过捐赠和发行lumens的5%来运营。其捐助者包括黑石,谷歌,Stripe等重量级资源型企业与机构,社会影响力巨大。

更多类型技术支持者:

其技术贡献者除stellar原始团队之外,国际第三方支付公司Stripe提供全方位支付技术支持,IBM2017年宣布与Stellar合作开发全球支付系统,也是目前Stellar发展的主要推动方。

更分布决策:

Stellar采用修改过的拜占庭容错协议(BFT),与Ripple的技术相似,称为恒星共识协议(SCP)。与Ripple类比,Ripple是整个网络是的决策权属于一个特定联邦,且其中的联盟节点(NUL)都是由Ripple自己指定的。外节点不能自由加入和退出。在Stellar网络的联邦拜占庭协议下,节点可以自由选择加入退出,且白名单节点的选举及所有交易都需要超过2/3的节点确认,所以有很强的安全性以及很高的去中心化程度,但也以部分性能作为代价。

从应用上来看

对标Ripple的xCurrent,IBM推出了BWW( 全球区块链支付)的跨境支付系统,并且与斯特拉尔资产Stronghold合作推出Stronghold USD作为稳定币,将在中充当中间数字资产。IBM有更广泛的合作伙伴,其即插即用的技术特点更容易与银行进行连接。

在区块链在支付方面的应用可以看到从Bitcoin的消除第三方中心,到Ripple的跨国家支付,再到Stellar的链接每一个人,电子货币支付的发展除了技术的演变更新以外还反应了人们对经济自由的追求和向往。虽然仍旧被已有的社会势力所主导,但终究朝着自由的方向迈进了一步。

以上三种属于货币支付类的公有链应用。从区块链公有链技术阵营上来看,经常把他们分为三类,Bitcoin为代表的UTXO+MerkleTree技术模式。ETH为代表的交易状态机技术模式。EOS为代表的石墨烯技术模式。接下来主要介绍ETH与EOS。

4. Ethereum

以太坊是为分布式应用而生的一个公有链,其最大特点就是图灵完备,开发者可以在上面搭建dapp。

在近几年区块链以及虚拟币市场的发展ETH功不可没。推出的ERC20代币标准成为token发行的一个基本行业标准,他规范了token发型的基本名称,总量等信息,使得虚拟币的大规模普及与投资成为可能。 有统计表明,2017年一年ERC20标准ICO募集到的金额就超过了40亿美元。

ERC20标准的出现也促进了分布式交易所的发展,有趣的是ETH本身并不能直接在分布式交易所进行交易,原因是ETH是以太坊的原生货币,发行于ERC20标准出现之前,所以在分布式交易所都需要将ETH先换为wETH再与其他ERC20代币进行交易。

从技术上,与经典的UTXO技术体系不同,以太坊的记账方式是account模式,每个区块有三个Merkle Partria Tree,分别记录交易,状态,收据。全局的账户情况记录在状态树里面。与UTXO每次都需要重新索引不同,以太坊对账户的余额有直接记录,所以速度要比比特币快很多,当然也正因为如此,其体积也比较大。导致全计算节点需要很大的存储空间才能运行。

另外随着节点数量增加,与交易量的上升,每秒几十的TPS也比较堪忧。再加上新引进Sharding分片方式(Sharding的核心思想是分而治之,与stellar的多联邦决策有异曲同工之处),使得本来就有疲惫不堪的以太坊核心代码又更加复杂化难以维护。

ETH为过去几年区块链的发展作出了卓越的贡献,也承载了太多的历史遗留问题与对未来的更多期望,扩容问题,速度问题,安全问题都是以太坊未来发展要面临的重要问题。

5. EOS

EOS属于石墨烯家族比较典型的代表。速度快与并发量高是它的核心优势。前期的石墨烯应用还有比较典型的分布式交易系统Bitshare,以及基于区块链的分布是社交媒体平台Steem。

EOS诞生初期是BM为了解决ETH的手续费昂贵和系统拥堵的问题,在系统性能方面他确实做的不错,EOS有以下一些性能的优点:

转账速度特别快:

相对于比特币接近1个小时,ETH需要几分钟,EOS几秒钟的速度确认速度,确实有着绝对的优势。这主要归功于dpos的共识模式。全球只有21个核心节点,快也在情理之中。

吞吐量高。

初期宣言的理论速度可以到百万,虽然目前实测的最高是3000多TPS,但相对于比特币的个位数,与以太坊的三四十已经是一个量级的进步了。

石墨烯极其稳定。

上线以来运行的比较稳定,还没有被攻破的情况。

EOS的弊端:

性能上基于石墨烯的技术解决方案是带来了相当的性能提升,但是在降低手续费上,虽然推行了免矿工手续费的方案,但是由于平台资源的使用权与持币量正相关的机制,也导致了真正的使用者无资源可用的尴尬境地。但BM似乎并没有想真正解决这个问题,是否是想借此退出EOS相关的金融服务尚需要观察研究。

BTC在技术上多是综合使用了之前电子加密货币的一些手段,但其首创的矿工参与货币的激励机制对BTC的成功作出了卓越贡献;EOS虽然石墨烯的技术性能卓越,但其资源分配方式可能从某种程度上抑制了EOS的大规模应用;Ripple虽然偏向集中化管理,但实实在在的也解决了现实的跨境问题。在Stellar出现之后,单一联盟决策机制的相对不足才会逐渐暴露出来。

不禁让人思考技术纵然是第一生产力,但在对业务实现和资源分配中考虑各方参与者的贡献与得失权衡也是系统整体发展的重要因素。

一些基础信息

浅谈几条典型公有链 by Mia 2019.8.12

区块链的传统划分有公有链,联盟链,私有链,三种主要形式。他们的主要区别是参与的授权方式有所不同。所谓公有链,是指网络公开,无需授权可以加入的区块链。公有链按照目的不同还可以分为两种,一种是技术解决方案形式的平台形式公有链如以太坊,EOS,主要目的是提供一个安全可靠,性能优越的区块链平台,以支持其他上层应用。另一种公有链是将区块链作为某一特定领域的解决方案,如支付领域的Ripple,Stellar。经典的Bitcoin实质上解决的也是电子支付的问题。

这里对Bitcoin以及Ripple,Stellar,Ethereum,EOS作一个简要介绍。

1. Bitcoin

Bitcoin是一个点对点的电子现金的支付系统,它用cpu算力作为代价防止出现电子支付的双花问题,去除了第三方支付中心带来的不公与低效问题。

比起支付手段,Bitcoin更常被作为区块链的鼻祖被人们提起。中本聪用Bitcoin建立了以p2p网络,可回溯防止篡改,账户匿名加密为基本特征的,区块链概念体系。

那么Bitcoin的核心技术特点都有哪些呢?

UTXO的记账方式 :引用于W.Dai的B-money

Merkle Tree的存储方式:引用与R.C. Merkle 1979年的发明

椭圆加密的账号管理方式:是Koblitz和Miller两人于1985年提出的经典非对称加密算法

Pow的共识机制:引用于Adam Back的Hashcash

货币分配的激励机制:独创,将cpu劳动与电子货币分配关联

不难看出Bitcoin更多是将以往的加密货币技术进行整合,之前的B-money和Hashcash也有异曲同工的相似之处。然而比特币能大规模的在实践中进行应用,与其提出了社会化解决方案---挖矿与电子现金分配相结合的pow激励机制,不无必然联系,这才让整个体系有长期运转的原动力。

2. Ripple

Ripple的核心部分诞生与比特币之前,早在2004年,Ryan Fugger就创建了瑞波支付,希望建立一个能够取代银行金融体系的点对点支付网络。区块链时代到来之后2011年发布了瑞波币,解决跨国结算的低效率,高费用问题。

Ripple已经在国际支付领域取得了阶段性的进展,与各国大银行取得合作。银行间主要使用的交易模式是xCurrent,另外还有xRapid与xVia分别以xrp或者网关作为中介的两种交易模式。

Ripple目前由RippleLabs公司开发维护。是少有的公司化管理的公有链。作为跨国转账支付的应用有许多要命的优点:

交易费用低:收费目的是防止攻击,正常交易费用都低于$0.01。

并发量高速度快: 其独特的RPCA共识算法,先决策后记账,让并发速度高达5万TPS,确认速度3~5秒。

匿名性强:相比传统swift的实名转账,Ripple建立在匿名加密账户体系下,更注重保护用户隐私。

并且还有诸多的金融应用方向如:现实与虚拟货币的双向流通,多币种的P2P兑换与支付,P2P网络信贷,个人网络清算等。

但是,其公司制度的管理方式和UNL(Unique Node List)信任节点先确认再提交网络共识的技术模式经常被业界人士诟病其实质上还是一个偏中心化管理的支付中介而非分布决策系统。

3. Stellar

Stellar是一个区块链平台,它致力于以极低的成本连接银行、支付系统和用户。其初衷与Ripple极为相似。创始人是Ripple的原创始人McCaleb。对比Ripple,Stellar 有以下几点不同

管理模式不同:

Stellar是由Stellar发展基金会维护的,它是非赢利性机构,通过捐赠和发行lumens的5%来运营。其捐助者包括黑石,谷歌,Stripe等重量级资源型企业与机构,社会影响力巨大。

更多类型技术支持者:

其技术贡献者除stellar原始团队之外,国际第三方支付公司Stripe提供全方位支付技术支持,IBM2017年宣布与Stellar合作开发全球支付系统,也是目前Stellar发展的主要推动方。

更分布决策:

Stellar采用修改过的拜占庭容错协议(BFT),与Ripple的技术相似,称为恒星共识协议(SCP)。与Ripple类比,Ripple是整个网络是的决策权属于一个特定联邦,且其中的联盟节点(NUL)都是由Ripple自己指定的。外节点不能自由加入和退出。在Stellar网络的联邦拜占庭协议下,节点可以自由选择加入退出,且白名单节点的选举及所有交易都需要超过2/3的节点确认,所以有很强的安全性以及很高的去中心化程度,但也以部分性能作为代价。

从应用上来看

对标Ripple的xCurrent,IBM推出了BWW( 全球区块链支付)的跨境支付系统,并且与斯特拉尔资产Stronghold合作推出Stronghold USD作为稳定币,将在中充当中间数字资产。IBM有更广泛的合作伙伴,其即插即用的技术特点更容易与银行进行连接。

在区块链在支付方面的应用可以看到从Bitcoin的消除第三方中心,到Ripple的跨国家支付,再到Stellar的链接每一个人,电子货币支付的发展除了技术的演变更新以外还反应了人们对经济自由的追求和向往。虽然仍旧被已有的社会势力所主导,但终究朝着自由的方向迈进了一步。

以上三种属于货币支付类的公有链应用。从区块链公有链技术阵营上来看,经常把他们分为三类,Bitcoin为代表的UTXO+MerkleTree技术模式。ETH为代表的交易状态机技术模式。EOS为代表的石墨烯技术模式。接下来主要介绍ETH与EOS。

4. Ethereum

以太坊是为分布式应用而生的一个公有链,其最大特点就是图灵完备,开发者可以在上面搭建dapp。

在近几年区块链以及虚拟币市场的发展ETH功不可没。推出的ERC20代币标准成为token发行的一个基本行业标准,他规范了token发型的基本名称,总量等信息,使得虚拟币的大规模普及与投资成为可能。 有统计表明,2017年一年ERC20标准ICO募集到的金额就超过了40亿美元。

ERC20标准的出现也促进了分布式交易所的发展,有趣的是ETH本身并不能直接在分布式交易所进行交易,原因是ETH是以太坊的原生货币,发行于ERC20标准出现之前,所以在分布式交易所都需要将ETH先换为wETH再与其他ERC20代币进行交易。

从技术上,与经典的UTXO技术体系不同,以太坊的记账方式是account模式,每个区块有三个Merkle Partria Tree,分别记录交易,状态,收据。全局的账户情况记录在状态树里面。与UTXO每次都需要重新索引不同,以太坊对账户的余额有直接记录,所以速度要比比特币快很多,当然也正因为如此,其体积也比较大。导致全计算节点需要很大的存储空间才能运行。

另外随着节点数量增加,与交易量的上升,每秒几十的TPS也比较堪忧。再加上新引进Sharding分片方式(Sharding的核心思想是分而治之,与stellar的多联邦决策有异曲同工之处),使得本来就有疲惫不堪的以太坊核心代码又更加复杂化难以维护。

ETH为过去几年区块链的发展作出了卓越的贡献,也承载了太多的历史遗留问题与对未来的更多期望,扩容问题,速度问题,安全问题都是以太坊未来发展要面临的重要问题。

5. EOS

EOS属于石墨烯家族比较典型的代表。速度快与并发量高是它的核心优势。前期的石墨烯应用还有比较典型的分布式交易系统Bitshare,以及基于区块链的分布是社交媒体平台Steem。

EOS诞生初期是BM为了解决ETH的手续费昂贵和系统拥堵的问题,在系统性能方面他确实做的不错,EOS有以下一些性能的优点:

转账速度特别快:

相对于比特币接近1个小时,ETH需要几分钟,EOS几秒钟的速度确认速度,确实有着绝对的优势。这主要归功于dpos的共识模式。全球只有21个核心节点,快也在情理之中。

吞吐量高。

初期宣言的理论速度可以到百万,虽然目前实测的最高是3000多TPS,但相对于比特币的个位数,与以太坊的三四十已经是一个量级的进步了。

石墨烯极其稳定。

上线以来运行的比较稳定,还没有被攻破的情况。

EOS的弊端:

性能上基于石墨烯的技术解决方案是带来了相当的性能提升,但是在降低手续费上,虽然推行了免矿工手续费的方案,但是由于平台资源的使用权与持币量正相关的机制,也导致了真正的使用者无资源可用的尴尬境地。但BM似乎并没有想真正解决这个问题,是否是想借此退出EOS相关的金融服务尚需要观察研究。

BTC在技术上多是综合使用了之前电子加密货币的一些手段,但其首创的矿工参与货币的激励机制对BTC的成功作出了卓越贡献;EOS虽然石墨烯的技术性能卓越,但其资源分配方式可能从某种程度上抑制了EOS的大规模应用;Ripple虽然偏向集中化管理,但实实在在的也解决了现实的跨境问题。在Stellar出现之后,多联盟的优势与大玩家的社会影响力逐渐凸显出来。

不禁让人思考技术纵然是第一生产力,但在对业务实现和资源分配中考虑各方参与者的贡献与得失权衡也是系统整体发展的重要因素。

一些基础信息

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