知识课堂——如何区分区块链上的各种链

1.1、公有链

公有链，又叫公共区块链（Public blockchains）是指全世界任何人都可以随时进入到系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链。公有链通常被认为是“完全去中心化”的，因为没有任何个人或者机构可以控制或篡改其中数据的读写。

任何人都能参与其中共识过程的区块链——共识过程决定哪个区块可被添加到区块链中和明确当前状态。作为中心化或者准中心化信任的替代物，公共区块链的安全由“加密数字经济”维护——“加密数字经济”采取工作量证明机制或权益证明机制等方式，将经济奖励和加密数字验证结合了起来，并遵循着一般原则：每个人从中可获得的经济奖励，与对共识过程作出的贡献成正比。这些区块链通常被认为是“完全去中心化”的。

公有链一般会通过代币机制来鼓励参与者竞争记账，来确保数据的安全性。比特币、以太坊都是典型的公有链。

1.2、联盟链

联盟链，又叫共同体区块链（Consortium blockchains）是指有若干个机构共同参与管理的区块链，每个机构都运行着一个或多个节点，其中的数据只允许系统内不同的机构进行读写和发送交易，并且共同来记录交易数据。例如，不妨想象一个有15个金融机构组成的共同体，每个机构都运行着一个节点，而且为了使每个区块生效需要获得其中10个机构的确认。

区块链或许允许每个人都可读取，或者只受限于参与者，或走混合型路线，例如区块的根哈希及其API（应用程序接口）对外公开，API可允许外界用来作有限次数的查询和获取区块链状态的信息。这些区块链可视为“部分去中心化”。

1.3、私有链

私有链，又叫完全私有的区块链（Fully private blockchains）是指其写入权限由某个组织和机构控制的区块链，参与节点的资格会被严格限制。由于参与节点是有限和可控的，因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本、不容易被恶意攻击，并且能做到身份认证等金融行业必需的要求。

相比中心化数据库，私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或者篡改数据，即使发生错误，也能够迅速发现来源。因此许多大型金融机构在目前更加倾向于使用私有链技术。

私有链和联盟链之间的设计隐私权限会有不同，联盟链中的权限设计要求往往会更为复杂。

2、各种链的特点

2.1、公有链

l 访问门槛低

l 所有数据默认公开

l 用户免受开发者的影响

2.2、联盟链

l 交易速度非常之快

l 给隐私更好的保障

l 交易成本大幅降低

2.3、私有链

l 低成本运行和维护

l 高交易速度及良好的扩展性

l 联盟维护、比私有链更具可信度

3、各种链之间的对比

3.1、公有链

l 保护用户，免受开发者的影响

在公共区块链中程序开发者无权干涉用户，所以区块链可以保护使用他们开发的程序的用户。从天真的角度来看，的确难以理解为何程序开发者会愿意放弃自己的权限。然而，较为超前的经济分析为此提供了两个理由：借用Thomas Schelling的话语，妥协是一种力量。第一，如果你明确地选择做一些很难或者不可能的事情，其他人会更容易信任你并与您产生互动，因为他们自信那些事情不大可能发生在他们身上。第二，如果你是受人或其他外界因素的强迫，无法去做自己想做的事，你大可说句“即使我想，但我也没有权力去做”的话语作为谈判筹码，这样可以劝阻对方不去强迫你去做不情愿的事。程序开发者们所面临的主要的压力或者说风险，主要是来自政府，所以说“审查阻力”，便是公共区块链最大的优势。

l 网络效应

公共区块链是开放的，因此有可能被许多外界用户使用和产生一定的网络效应。举一个特定的例子，就拿域名托管来说吧。现在，如果A想卖给B一个域名，就有个需要待解决的风险问题：如果A首先出售了域名，但B可能还没给钱；或者如果B给钱了，但A还没出售域名。为解决这个问题，我们要设立中心化的托管中介，但须支付三到六个百分点的手续费。然而，如果我们在区块链上拥有一个域名系统，并使用这个区块链的货币，那么我们可建立交易费低至0的智能合约：A向该系统出售域名，系统马上将域名出售给首先支付资金的人，而且因为这系统是建立在公共区块链上所以值得信任。但注意为了使交易过程更高效，要将来自完全不同行业的完全不同的资产寄放在同一公共数据库上——这在私有区块链上是不可能轻易做到的。同样的例子可以是土地登记和产权保险，但注意若想可交互操作，要使用能被公共区块链验证的私有区块链，这样可通过跨链完成交易。

2.2、联盟链

目前，区块链正在四个方面进行技术性的优化。首先是共识算法，正在由低频低效向高频高效转变；其次是处理方式，从链上处理到链上链下协同；再次是服务分片，由全员周知到范围通知；最后是组织形式，从单一链条到多链组合。

2.3、私有链

l 规则的改变

如果需要的话，运行着私有区块链的共同体或公司可以很容易地修改该区块链的规则，还原交易，修改余额等。在一些情况下，例如全国土地登记，这个功能是必要的; 但绝对不会存在着这样的系统，可以让“恐怖海盗罗伯茨”在一块清晰可见的土地上拥有合法所有权，所以试图建立一个不受政府控制的土地登记机构，在实践中是不会被政府本身承认的。当然，有人会说争辩说，可以在公共区块链上给政府留一个后门钥匙；当然有人会反驳说这种做法是小题大做，私有区块链的效率更高。关于私有区块链，我在后面会作介绍。

l 验证者是公开的

因为验证是公开的，所以并不存在，来自中国的一些矿工出于共谋原因而致的51%攻击风险。

l 交易成本更便宜

交易只需被几个受信的高算力节点验证就可以了，而不是需要数万台笔记本的确认，因此交易成本会便宜。当下公共区块链的每个交易的费用超过0.01美元，这是个非常值得重视的问题，但也要注意，长远来看，随着可扩展的比特币技术的进步，它会有所改变，该技术有望将公共区块链的费用降低一到两个数量级，大致与高效的私有区块链系统差不多。

l 节点可以很好地连接

节点互相可以很好地连接，故障可以迅速通过人工干预来修复，并允许使用共识算法减少区块时间，从而更快完成交易。公共区块链技术的进步，例如以太坊1.0概念和后来的权益证明机制，可让公共区块链达到“即时交易”的目标。但私有区块链仍是会更快，所以造成的延迟误差永远不会消失，正如光速并不遵循摩尔定律那样每两年翻一番。

l 隐私

如果读取权限受到限制，这样私有区块链还可提供更好的隐私保护。

考虑到上述情况，私有区块链似乎看起来更适合为机构所用。然而，对于机构，公共区块链仍存在着很多价值，这就是公共区块链一直提倡的自由、中立和开放。

3、应用场景

3.1、公有链

公有链包括比特币、以太坊、超级账本、大多数山寨币以及智能合约，其中公有链的始祖是比特币区块链。目前，大多数以太坊项目都依靠以太坊作为公有链，以太坊是一个全新开放的区块链平台，它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。 以太坊是可编程的区块链 ，允许用户按照自己的意愿创建复杂的操作，可以作为多种类型去中心化区块链应用的平台。以太坊平台本身没有特点，没有价值性。和编程语言相似，它由企业家和开发者决定其用途。不过很明显，某些应用类型较之其他更能从以太坊的功能中获益。以太坊尤其适合那些在点与点之间自动进行直接交互或者跨网络促进小组协调活动的应用。

除金融类应用外，任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如资产注册、投票、管理和物联网等等3.0时代应用，都会大规模地受到以太坊平台影响。

3.2、联盟链

适合于机构间的交易、结算或清算等 B2B 场景。例如在银行间进行支付、结算、清算的系统就可以采用联盟链的形式，将各家银行的网关节点作为记账节点，当网络上有超过2/3的节点确认一个区块，该区块记录的交易将得到全网确认。联盟链对交易的确认时间、每秒交易数都与公有链有较大的区别，对安全和性能的要求也比公共链高。

金融集团之间更倾向于拥抱联盟链。各大国际金融巨头陆续加入R3 CEV区块链计划，R3 CEV 是一家总部位于纽约的区块链创业公司，由其发起的R3区块链联盟，至今已吸引了50家巨头银行的参与，其中包括富国银行、美国银行、纽约梅隆银行、花旗银行等，中国平安银行于2017年5月加入R3区块链联盟。

基于区块链的金融资产交易只会将金融机构端接入链内，以联盟链的方式运行，暂时不会将消费端用户上链。区块链在跨境汇款等领域的应用将能大幅提升效率、降低成本。传统跨境汇款涉及汇出行、汇入行、SWIFT 多方，花费时间长、成本高。

3.3、私有链

私有链的应用场景一般是企业内部的应用，如数据库管理、审计等；在政府行业也会有一些应用，比如政府的预算和执行，或者政府的行业统计数据，这个一般来说由政府登记，但公众有权力监督。私有链的价值主要是提供安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台，可以同时防范来自内部和外部对数据的安全攻击，这个在传统的系统是很难做到的。

4、总结

随着应用场景的需求更复杂，区块链技术变得越来越复杂。但无论是公有链、许可链还是混合链都没有绝对的优劣，往往需要根据不同的应用场景来选择适合的区块链类型。

公有链、私有链、联盟链都是区块链技术的一个细分，而技术仅仅是一种工具，怎么在不同的场景应用好不同的工具才是技术进步的关键。

但是随着区块链技术的快速发展，不排除以后公有链和私有链的界限会变得比较模糊。因为每个节点的可以有较为复杂的读写权限，也许有部分权限的节点会向所有人开发，而部分记账或者核心权限的节点只能向许可的节点开放，那就会不再是纯粹的公有链或者私有链。

也不排除主链+侧链采用公有链、联盟链、私有链结合的情形。采用原系统和基于区块链的系统并行合作的模式。