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主流开源体系介绍


时间:2018-09-05 17:34:29  来源:原创  作者:admin  点击次数:


  一、比特币体系

  比特币(BitCoin)是最早也是全球最广泛使用和真正意义的去中心化区块链技术,因此他的开源技术体系非常值得参考。

  比特币区块链的核心技术框架采用C++语言开发,共识算法采用POW算法,工作量(挖矿)证明获得记账权,容错50%,实现全网记账,公网性能TPS<7。

  开源地址为:https://github.com/bitcoin/bitcoin

  虽然说POW算法比较低效率和耗能,比特币区块链由于推出时间比较早又不够强大(如不支持智能合约),但不可否认的是,目前市场上相对成熟和稳定的区块链体系还是比特币。市面上群魔乱舞的山寨币,正是基于比特币的源代码照搬或小改动而创造的,在比特币区块链的体系基础上,还创造了几种区块链技术体系:

  彩色币(染色币),彩色币本身就是比特币,是在历史上的创世交易里面被转移过的比特币。在技术上将比特币网络从其货币价值中抽离出来,它们具有一些特殊的属性,比如支持代理或聚集点,从而具有与比特币面值无关的价值。彩色币可以用作替代货币、商品证书、智能财产以及其他金融工具,如股票和债券等。

  闪电网络,是为了解决比特币区块链的瓶颈处理能力而生的,他可以有效解决时延、容量扩展、最终性的问题,为比特币区块链提供了一个可扩展的微支付通道网络,使用闪电网络后,TPS最大可以扩展到300。交易双方若在区块链上预先设有支付通道,就可以多次、高频、双向地通过轧差方式实现瞬间确认的微支付;双方若无直接的点对点支付通道,只要网络中存在一条连通双方的、由多个支付通道构成的支付路径,闪电网络也可以利用这条支付路径实现资金在双方之间的可靠转移。

  比特币侧链

  侧链是以锚定比特币为基础的新型区块链,就像美金锚定到金条一样。比特币的在区块链相当在货币体系的黄金地位,因为他是最去中心化、最多分布节点、最公平区块链。侧链是以融合的方式实现加密货币金融生态的目标,而不是像其它加密货币一样排斥现有的系统。利用侧链,我们可以轻松的建立各种智能化的金融合约,股票、期货、衍生品等等。你可以有成千上万个锚定到比特币上的侧链,特性和目的各不相同,所有这些侧链依赖于比特币主区块链保障的弹性和稀缺性。比较著名的比特币侧链是Rootstock和BlockStream推出的元素链。

  Rootstock是一个基于比特币侧链的开源智能合约平台,他使得比特币拥有了智能合约,基于Rootstock的智能合约能够运行无数应用,为核心比特币网络增加价值和功能。Rootstock使用一种比特币双向挂钩技术,这种双向挂钩以一种固定的转换率输送或输出Rootstock上的比特币,Rootstock双向挂钩是一种混合驱链和侧链的技术。更值得关注的是,Rootstock向后兼容以太坊,实现了以太坊虚拟机的一个改进版本,所以以太坊发布的DApps程序能够轻松地在Rootstock上使用,实现比特币级别的安全性和以太坊大量Dapps的复用性,更快的执行性并和比特币发生更强的相互作用。使用Rootstock可以将性能扩展到TPS为300。

  元素链(Elements)是Blockstream的开源侧链项目,同样使用比特币双向挂钩技术,除了智能合约外,他还给比特币快速带来许多创新技术,包括私密交易、证据分离、相对锁定时间、新操作码、签名覆盖金额等等特性。核心技术框架采用C++语言开发,开源地址为:https://github.com/ElementsProject/elements

  二、以太坊ETH

  刚结束的以太坊全球开发者大会DEVCON2,吸引了无数大牛到上海,可以看到,以太坊生态系统正在高速地成长着,正朝着成为“世界计算机”的目标前进。无论是the DAO众筹到攻击,还是ETH与ETC 分道扬镳,或者是各种以太坊生态的开发框架和应用,以太坊目前在区块链平台是最吸引眼球的。

  以太坊是一个图灵完备的区块链一站式开发平台,采用多种编程语言实现协议,采用GO语言写的客户端作为默认客户端(即与以太坊网络交互的方法, 支持其他多种语言的客户端)。基于以太坊平台之上的应用是智能合约,这是以太坊的核心。智能合约配合友好的界面和外加一些额外的小支持,可以让用户基于合约搭建各种千变万化的DApp应用,这样使得开发人员开发区块链应用的门槛大大降低。

  以太坊ETH的开源地址:https://github.com/ethereum/。以太坊的整个技术生态系统比较强大,同时迭代周期比较快,所以有比较强的生命力,但事物都有两面,对于依赖于以太坊特别是以太坊公网的商业应用来说,频繁的迭代升级和处于风口浪尖(被攻击),使得基于以太坊的商业应用,有时候不得不打足精神去跟以太坊一起升级维护和补丁。

  目前以太坊正在正式运行1.0版本,采用的是POW挖矿的共识算法,目前公网的TPS是25笔,在开发中的1.5版本,将采用类POS的Casper算法,以使区块链的确认速度相对于POW的线性效率,达到指数级。采用Casper后将会更好的确认机制,以及大幅降低能量消耗。在规划的 2.0版本目标,TPS有望可以达到2000TPS。

  以太坊的进一步开发介绍你可以参考我另外一篇文章《区块链应用开发入门》。

  三、IBM HyperLedger fabric

  IBMHyperLedger,又叫 fabric,是一个带有可插入各种功能模块架构的区块链实施方案,他的目标是打造成一个由全社会来共同维护的一个超级账本。Elwin个人感觉fabric分层设计比较合理,模块化程度非常不错,虽然目前还是在完善阶段,并没有真正商用(最近IBM携手中国银联打造区块链为基础的忠诚积分交易系统,但还是属于探索试样项目),但以IBM的多年技术底蕴,fabric应该是大企业构建区块链底层的选择之一。

  fabric架构核心逻辑有三条:Membership、Blockchain和Chaincode。MembershipServices这项服务用来管理节点身份、隐私、保密性、可审计性。Blockchain services使用建立在HTTP/2上的P2P协议来管理分布式账本,提供最有效的哈希算法来维护区块链世界状态的副本。采取可插拔的方式来根据具体需求来设置共识协议,比如PBFT,Raft,PoW和PoS等等,IBM首选PBFT算法。Chaincode services 会提供一种安全且轻量级的沙盒运行模式,来在VP节点上执行chaincode逻辑,类似以太坊的EVM虚拟机及其他上面运行的智能合约。

  开源地址:https://github.com/hyperledger/fabric。Fabric的主要框架核心开发语言是GO语言,系统目标是15个验证节点下最理想情况下可以有100K TPS的性能,更适合于联盟链。

  四、比特股BitShare

  比特股(BitShares)是区块链历史上里程碑式的产品之一,截至目前仍然是完整度最高、功能最丰富、性能最强大的区块链产品之一。比特股是可以看作是一个公司、货币甚至是一个社区。它提供的BitUSD等锚定资产是虚拟币历史上的一个最重要变革之一,能够极大消除虚拟货币被人诟病的波动性大的问题。

  比特币低效率高能耗的POW算法,使得比特股及其DPos共识算法应运而生。有别于比特币特定的共识机制,DPos有一个内置的实时股权人投票系统,就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会,所有股东都在这里投票决定公司决策。与比特币相比,比特股系统的投票权牢牢掌握在股东手里,而不是雇员。比特股系统的去中心化程度紧紧掌握在比特股持有者们的手中,他们决定了出块受托人的个数。同时,作恶的受托人不会得到任何好处,并且很快就会被投票出局。此外,比特股内置了强大的账户权限设定、灵活的多重签名方式、白名单等特性,足以满足企业级的功能定制需求。

  比特股的1.0开源地址是:https://github.com/bytemaster/bitshares,2.0开源库在:http://github.com/bitshares。他的核心技术框架采用C++语言开发,既适用于公有链,也适合于联盟链,只需要少量节点进行记账,TPS>500,容错50%,在比特股2.0中如果在最优的网络和硬件情况下可以达到最高100K的TPS。

  五、瑞波Ripple

  瑞波(Ripple)是世界上第一个开放的支付网络,是基于区块连的点到点全球支付网络。通过这个支付网络,使你轻松、廉价并安全的把你的金钱转账到互联网上的任何一个人,无论他在世界的哪个地方,他可以转账任意一种货币,包括美元、欧元、人民币、日元或者比特币,简便易行快捷,交易确认在几秒以内完成,交易费用几乎是零,没有所谓的跨行异地以及跨国支付费用。

  Ripple有两个重要概念,其一是推出Ripple币瑞波币——XRP,它作为Ripple网络的基础货币,就像比特币一样可以整个网络中流通,主要是燃料Gas的作用,每产生一笔交易就会消耗一些 XRP;其二是引入网关(Gateway)系统,它类似于货币兑换机构,允许人们把法定货币注入、抽离Ripple网络,并可充当借、贷双方的桥梁。

  Ripple引入了一个共识机制RPCA,通过特殊节点的投票,在很短的时间内就能够对交易进行验证和确认。Ripple客户端不需要下载区块链,它在普通节点上舍弃掉已经验证过的总帐本链,只保留最近的已验证总帐本和一个指向历史总帐本的链接,因而同步和下载总帐本的工作量很小。

  Ripple的作用并不仅仅只负责清算货币兑换,它可以是各种虚拟货币、数字资产或任意一种有价值的东西。

  Ripple的开源地址是:https://github.com/ripple/rippled,他的核心技术框架采用C++语言开发,TPS<1000。

  共识机制是区块链技术的关键点。共识机制的核心是在分布式网络中,利用一种规则(算法)来保证全网对于Block的创建是一致的,下面是主要的共识算法。

  共识机制可以参考:区块链技术共识机制


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