區(qū)塊鏈形態(tài)黃步添（butane@zju.edu.cn） 區(qū)塊鏈技術(shù)本身有其獨(dú)特性，應(yīng)用場景豐富，現(xiàn)已發(fā)展出四種形態(tài)：公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈、側(cè)鏈。1公有鏈 比特幣區(qū)塊鏈即是一種典型的公有鏈。比特幣的區(qū)

區(qū)塊鏈形態(tài)

黃步添（butane@zju.edu.cn） 區(qū)塊鏈技術(shù)本身有其獨(dú)特性，應(yīng)用場景豐富，現(xiàn)已發(fā)展出四種形態(tài)：公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈、側(cè)鏈。

1公有鏈 比特幣區(qū)塊鏈即是一種典型的公有鏈。比特幣的區(qū)塊鏈作為一種公開賬本，具有人人皆可參與的特性。也就是說任何人都可以發(fā)起一筆交易，任何人也都可以參與驗(yàn)證交易，任何人也都可以同時(shí)讀取區(qū)塊鏈上的所有信息。不僅是比特幣區(qū)塊鏈，其他各類山寨幣由于基本模仿了比特幣的架構(gòu)，以建立一種支付驗(yàn)證體系為目的，因此也基本都屬于公有鏈的范疇。在以太坊創(chuàng)始人Vitalik Buterin（2015）的定義中，公有鏈的特性被定義為任何人都可參與到共識機(jī)制中的區(qū)塊鏈組織架構(gòu)，即任何人都可以參與到?jīng)Q定一個(gè)新的區(qū)塊是否被加入到鏈上，不論是以工作量證明還是以股權(quán)證明的方式參與其中。

由于比特幣區(qū)塊鏈形成最早，同時(shí)比特幣持有人、驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)、礦工廣泛分布于全球，因此在800多P 的全網(wǎng)算力支持下，比特幣區(qū)塊鏈即成為了所有公有鏈中最為強(qiáng)健、最為安全的代表。

公共區(qū)塊鏈的優(yōu)點(diǎn)可以歸結(jié)為兩點(diǎn)：

（1）保護(hù)用戶，免受開發(fā)者的影響

在公共區(qū)塊鏈中程序開發(fā)者無權(quán)干涉用戶，所以區(qū)塊鏈可以保護(hù)使用他們開發(fā)的程序的用戶。從天真的角度來看，的確難以理解為何程序開發(fā)者會愿意放棄自己的權(quán)限。然而，較為超前的經(jīng)濟(jì)分析為此提供了兩個(gè)理由：借用

Thomas Schelling的話語，妥協(xié)是一種力量。第一，如果你明確地選擇做一些很難或者不可能的事情，其他人會更容易信任你并與您產(chǎn)生互動，因?yàn)樗麄冏孕拍切┦虑椴淮罂赡馨l(fā)生在他們身上。第二，如果你是受人或其他外界因素的強(qiáng)迫，無法去做自己想做的事，你大可說句“即使我想，但我也沒有權(quán)力去做”的話語作為談判籌碼，這樣可以勸阻對方不去強(qiáng)迫你去做不情愿的事。程序開

發(fā)者們所面臨的主要的壓力或者說風(fēng)險(xiǎn)，主要是來自政府，所以說“審查阻力”，便是公共區(qū)塊鏈最大的優(yōu)勢。

（2）網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)

公共區(qū)塊鏈?zhǔn)情_放的，因此有可能被許多外界用戶使用和產(chǎn)生一定的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。舉一個(gè)特定的例子，就拿域名托管來說吧?，F(xiàn)在，如果A 想賣給B 一個(gè)域名，就有個(gè)需要待解決的風(fēng)險(xiǎn)問題：如果A 首先出售了域名，但B 可能還沒給錢；或者如果B 給錢了，但A 還沒出售域名。為解決這個(gè)問題，我們要設(shè)立中心化的托管中介，但須支付三到六個(gè)百分點(diǎn)的手續(xù)費(fèi)。然而，如果我們在區(qū)塊鏈上擁有一個(gè)域名系統(tǒng)，并使用這個(gè)區(qū)塊鏈的貨幣，那么我們可建立交易費(fèi)低至0的智能合約：A 向該系統(tǒng)出售域名，系統(tǒng)馬上將域名出售給首先支付資金的人，而且因?yàn)檫@系統(tǒng)是建立在公共區(qū)塊鏈上所以值得信任。但注意為了使交易過程更高效，要將來自完全不同行業(yè)的完全不同的資產(chǎn)寄放在同一公共數(shù)據(jù)庫上——這在私有區(qū)塊鏈上是不可能輕易做到的。同樣的例子可以是土地登記和產(chǎn)權(quán)保險(xiǎn)，但注意若想可交互操作，要使用能被公共區(qū)塊鏈驗(yàn)證的私有區(qū)塊鏈，這樣可通過跨鏈完成交易。

2私有鏈

正是由于比特幣區(qū)塊鏈作為公用鏈具有一定的局限性，導(dǎo)致了當(dāng)前大多數(shù)金融巨頭所熱衷的區(qū)塊鏈技術(shù)研究并不以比特幣區(qū)塊鏈或者公有鏈為開發(fā)目標(biāo)。然而雖然廣泛被認(rèn)為除了公有鏈以外的各種嘗試均被稱為私有鏈，但事實(shí)上私有鏈也被分為了兩種細(xì)分類型，分別為聯(lián)盟鏈或者半管制私有鏈，以及純私有鏈或全管制私有鏈。

純私有鏈則是整個(gè)區(qū)塊鏈的共識機(jī)制、驗(yàn)證、讀取等行為均被嚴(yán)格限制在一個(gè)范圍以內(nèi)，其作用與企業(yè)數(shù)據(jù)庫管理、內(nèi)部審計(jì)等相似，僅對特定主體內(nèi)部開放，并不以任何形式對外公開。

私有區(qū)塊鏈，相比于公共區(qū)塊鏈，它有著許多優(yōu)點(diǎn)：

（1）規(guī)則的改變

如果需要的話，運(yùn)行著私有區(qū)塊鏈的共同體或公司可以很容易地修改該區(qū)塊鏈的規(guī)則，還原交易，修改余額等。在一些情況下，例如全國土地登記，這個(gè)功能是必要的; 但絕對不會存在著這樣的系統(tǒng)，可以讓“恐怖海盜羅伯茨”在一塊清晰可見的土地上擁有合法所有權(quán)，所以試圖建立一個(gè)不受政府控制的土地登記機(jī)構(gòu)，在實(shí)踐中是不會被政府本身承認(rèn)的。當(dāng)然，有人會說爭辯說，可以在公共區(qū)塊鏈上給政府留一個(gè)后門鑰匙；當(dāng)然有人會反駁說這種做法是小題大做，私有區(qū)塊鏈的效率更高。關(guān)于私有區(qū)塊鏈，我在后面會作介紹。

（2）驗(yàn)證者是公開的

因?yàn)轵?yàn)證是公開的，所以并不存在一些礦工出于共謀原因而致的51攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

（3）交易成本更便宜

交易只需被幾個(gè)受信的高算力節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證就可以了，而不是需要數(shù)萬臺筆記本的確認(rèn)，因此交易成本會便宜。當(dāng)下公共區(qū)塊鏈的每個(gè)交易的費(fèi)用超過0.01美元，這是個(gè)非常值得重視的問題，但也要注意，長遠(yuǎn)來看，隨著可擴(kuò)展的比特幣技術(shù)的進(jìn)步，它會有所改變，該技術(shù)有望將公共區(qū)塊鏈的費(fèi)用降低一到兩個(gè)數(shù)量級，大致與高效的私有區(qū)塊鏈系統(tǒng)差不多。

（4）節(jié)點(diǎn)可以很好地連接

節(jié)點(diǎn)互相可以很好地連接，故障可以迅速通過人工干預(yù)來修復(fù)，并允許使用共識算法減少區(qū)塊時(shí)間，從而更快完成交易。公共區(qū)塊鏈技術(shù)的進(jìn)步，例如以太坊1.0概念和后來的權(quán)益證明機(jī)制，可讓公共區(qū)塊鏈達(dá)到“即時(shí)交易”的目標(biāo)。但私有區(qū)塊鏈仍是會更快，所以造成的延遲誤差永遠(yuǎn)不會消失，正如光速并不遵循摩爾定律那樣每兩年翻一番。

（6）隱私

如果讀取權(quán)限受到限制，這樣私有區(qū)塊鏈還可提供更好的隱私保護(hù)。

考慮到上述情況，私有區(qū)塊鏈似乎看起來更適合為機(jī)構(gòu)所用。然而，對于機(jī)構(gòu)，公共區(qū)塊鏈仍存在著很多價(jià)值，這就是公共區(qū)塊鏈一直提倡的自由、中立和開放。

3聯(lián)盟鏈 聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵钙涔沧R過程受到預(yù)選節(jié)點(diǎn)控制的區(qū)塊鏈。例如，不妨想象一個(gè)有15個(gè)金融機(jī)構(gòu)組成的共同體，每個(gè)機(jī)構(gòu)都運(yùn)行著一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而且為了使每個(gè)區(qū)塊生效需要獲得其中10個(gè)機(jī)構(gòu)的確認(rèn)(2/3確認(rèn)) 。區(qū)塊鏈或許允許每個(gè)人都可讀取，或者只受限于參與者，或走混合型路線，例如區(qū)塊的根哈希及其

API(應(yīng)用程序接口) 對外公開，API 可允許外界用來作有限次數(shù)的查詢和獲取區(qū)塊鏈狀態(tài)的信息。這些區(qū)塊鏈可視為“部分去中心化”。

聯(lián)盟鏈的特點(diǎn)如下；

（1）采用多中心化，可以極大改善系統(tǒng)信任問題；

（2）可以聯(lián)合有多公司的行業(yè)，對產(chǎn)業(yè)或國家的特定清算、結(jié)算用途有用，降低兩地結(jié)算成本和時(shí)間，比現(xiàn)有的系統(tǒng)簡單和效率更高；

（3）能夠繼承中心化的優(yōu)點(diǎn)，易進(jìn)行控制權(quán)限設(shè)定；

（4）具有更高的可擴(kuò)展性。

總的來說，到目前為止很少有強(qiáng)調(diào)聯(lián)盟鏈和完全私有鏈之間的區(qū)別，雖然強(qiáng)調(diào)的意義是很重要：前者結(jié)合了公共區(qū)塊鏈的“低信任”和私有區(qū)塊鏈的“單一高度信任”來提供了一種混合的模式，而后者可以更精確地描述為帶有一定程度數(shù)字加密的可審計(jì)的傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)。然而，在某種程度上可有很好的理由將注意力放在聯(lián)盟鏈上：完全私有的區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)價(jià)值，除了加密認(rèn)證這種重復(fù)性功能，而且沒有理由去相信，這種認(rèn)證的最佳形式，是包括一系列含有Merkle tree二叉樹根哈希相連的數(shù)據(jù)包。

4側(cè)鏈 側(cè)鏈通過一種雙向柳丁方式，允許資產(chǎn)從比特幣主區(qū)塊鏈移動到另一條區(qū)塊鏈。這使用戶能用他們已有的資產(chǎn)來使用創(chuàng)新的加密貨幣系統(tǒng)。

Blockstream 發(fā)布了全球第一個(gè)側(cè)鏈項(xiàng)目，側(cè)鏈?zhǔn)悄軌蚺c其它側(cè)鏈和比特幣區(qū)塊鏈互相操作的區(qū)塊鏈，避免了流動不足、市場波動、碎片化、安全漏洞和與其它密碼學(xué)貨幣相關(guān)的欺詐。

側(cè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)確認(rèn)來自于其它區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈，使得比特幣和其它資產(chǎn)能夠在區(qū)塊鏈之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，形成一個(gè)新的、開放的創(chuàng)新和開發(fā)平臺。

側(cè)鏈有如下特性：

（1）私密交易：目前，所有的比特幣交易是完全公開的，盡管有些地方是匿名的。私密交易，正如其名稱所暗示的，該功能僅允許交易的參與者（或他們指定的人）知道交易金額。因此而產(chǎn)生的交易體積會顯著增大，但其包括一個(gè)可用于存儲交易或其它元數(shù)據(jù)的“便簽”字段，并且仍將小于諸如Zerocoin 。

（2）隔離目擊者：當(dāng)前，比特幣交易簽名算法比較復(fù)雜，并且存在缺陷，導(dǎo)致了一個(gè)被稱之為交易延展性的問題。而隔離目擊者功能將消除這一問題，改善比特幣軟件的效率，使得那些更顯著的創(chuàng)新成為可能，如閃電網(wǎng)絡(luò)。

（3）新的操作碼：每一筆比特幣交易，實(shí)際上是用腳本語言編寫的一個(gè)程序。這些操作碼，擴(kuò)展了該語言的可能性，使得整個(gè)交易的新形式成為可能，例如彩票，支付給一個(gè)隨機(jī)選擇的收件人等。

（4）基礎(chǔ)資產(chǎn)發(fā)行：允許側(cè)鏈用戶可以發(fā)行自己的全新資產(chǎn)，就像比特幣本身，并可在可靠安全的區(qū)塊鏈上進(jìn)行，例如：代金券、優(yōu)惠券、股票、債券等。