【区块链与密码学】第2-2讲：公链VS联盟链

【本课堂内容全部选编自PlatON首席密码学家、武汉大学国家网络安全学院教授、博士生导师何德彪教授的《区块链与密码学》授课讲义、教材及互联网，版权归属其原作者所有，如有侵权请立即与我们联系，我们将及时处理。】

2.2区块链的特点

在上一期我们讲到由比特币而演化而来区块链技术到底是什么样子，这一期中我们将着重讲述区块链技术的特点，以及由这些特点谈到区块链如何分类。

区块链的特点可以分为：开放性、去中心化、不可篡改、永久性。

开放性-免费、开源的交易系统

去中心化-不依赖于信任机构

不可篡改-时间戳保证交易的不可逆和可追溯性

永久性-合法交易永远记录在区块链

如果从互联网的四大特点“公平、分享、公开、透明”来看区块链，我们会发现，区块链才是真正“继承”了互联网的四大特点。

Contractual-按合约执行的—公平：所有的节点都按照一个规则或合约行事并达到共识（智能合约）。

Distribute-分布式的—共享：只需要连接到最近的节点就可以获取所需要的所有信息。

Trackable-可追溯的—公开：系统的每个节点都有所有附带时间戳的完整拷贝，数据不可篡改。

Autonomous-自治的—透明：系统节点对等，自由加入和离开；去中心化，无管理机构或第三方仲裁。

区块链科普之中国区块链发展现状

政府全面布局创新

截止2019年1月，北京、广东、浙江等全国超过26个省市地区发布区块链相关政策，福建、云南、重庆、福州等省市将发展区块链技术与产业写入2019年政府工作报告中，开展区块链产业链布局

技术应用蓬勃发展

• 国内区块链企业初具规模，互联网巨头提前布局区块链。

• 我国已具备核心技术的区块链底层平台。

• 区块链标准研制已走在世界前列。

• 区块链技术已经在银行、保险、供应链、电子票据等领域得到了应用验证。

高校重视人才培养

• 北京、上海、深圳等地先后成立了一系列区块链联盟，促进区块链的发展。

• 我国目前有62家区块链研究院，分布在15个城市。

• 国内已有10所高校开展了区块链课程。

2.3 区块链的分类

区块链技术为全新的商业化环境提供了更多的思考与尝试，这体现在区块链的特点中。区块链的特点是多节点记账，可以防止信息篡改，也实现了信息的多个节点确认。这使得区块链技术可以作为底层技术，成为产品化系统服务于商业化需求。

从分类来看，大致可以分为三类：公链，联盟链，私有链。

公链

图：公链

指用户不用注册就能匿名参与的链，无需授权就能访问的区块链。公链的任何区块对外公开，任何人可以读取、发送交易却能获得有效确认的共识区块链。

比特币就可以看做为第一代公链，而拥有可编程智能合约的以太坊可以看做是第二代公链。公链的特点是任何节点向任何人开放，任何人均可自由参与和退出。

万向区块链肖风博士曾说：公有区块链是一个完全去中心、去中介的一个自组织，在公有区块链上，不可能没有密码货币，否则无人为区块链工作。

密码货币在公链的作用相当于自组织发动机的汽油，没有汽油动力再强的发动机也转不起来。

私有链

图：私有链

指的是对单独的个人或实体开放的链。私有链的特点是单机构享有使用权和控制权并且权力完全控制在一个组织中，属于内部系统。

其特点是交易速度非常之快，一个私有链的交易速度可以比任何其他的区块链都快，甚至接近不是区块链常规数据库的速度。

这是因为就算少量的节点也都具有很高的信任度，并不需要每个节点来验证一个交易。给隐私更好的保障私有链使得在那个区块链上的数据隐私政策像在另一个数据库中似的完全一致，数据不会公开地被拥有网络连接的任何人获得。由于是内部所有，交易成本也趋于零。

以太坊创始人Vitalik Buterin曾说：使用私有链的联盟或公司可以轻松的改变区块链的规则、恢复交易、修改余额信息等等。从商业角度来说，私有链适合大公司多事业部之间的应用协作。

联盟链

图：联盟链

指针对特定某个群体的成员和有限的第三方，内部指定多个预选的节点为记账人，每个块的生成由所有的预选节点共同决定，其他接入节点可以参与交易，但不过问记账过程，其他第三方可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

为了获得更好的性能，联盟链对于共识或验证节点的配置和网络环境有一定要求。有了准入机制，可以使得交易性能更容易提高，避免由参差不齐的参与者产生的一些问题。

联盟链是目前我国大力发展的方向，虽然联盟链在一定程度上限制了去中心化，但联盟链的概念更加适合实际的商业应用需求。

公链完全开放，任何人皆可参与读取发送交易，但在实际应用中，有些企业和个人的敏感信息是不能公开且所有人读取的，一个行业的产业链也不可能让所有公司都可以自由出入，这里就需要准时机制。

联盟链介于公有链和私有链之间，加入和退出需经过联盟授权，中行前行长李林辉曾说：这几年区块链技术在私有链、联盟链的应用已经有初步的进展，但不是没有中心的，还是有中心的，只是分布式的。

联盟链虽然“牺牲了”一部分去中心化，但却保留了区块链具有实际应用的特性，更适合开发商业化产品满足客户个性化需求。

最后我们来对比一下公链与私链的优缺点：

公链

优点

• 保护用户免受开发者的影响。

• 公开区块链是开放的，可以应用于多个领域以及产生一定的网络影响。

缺点

• 在某些特定环境下，如需要保护数据隐私等完成公开则失去隐私。

• 公共区块交易费用较高，确认速度较慢等。

• 公有链的不可更改性降低了一定的灵活性。

私链

优点

• 较强的灵活性。

• 私有链节点均已知，不存51%攻击风险。

• 交易成本更便宜。

• 节点之间可以很好地连接，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，从而更快地完成交易。

• 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。

缺点

• 丧失了一定的去中心化的特性。

图：公有链、私有链和联盟链的比较

但其实公链和联盟链之间的区别没有很固定的边界，譬如一个联盟链如果覆盖了整个行业也可以认为是行业公链，如果一个公链用于特定场景下的金融活动也同联盟链相似。

今天的课程就到这里啦，下一期开始我们会将区块链如“庖丁解牛“般分解，细说区块链每一个底层技术技术。既宏观后，从微观世界全面学习区块链基础技术。

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