以太坊的開源框架
Ⅰ 乙太網是「世界的計算機
從計算機科學的角度來說,以太坊是一種確定性但實際上無界的狀態機,它有兩個基本功能,第一個是全局可訪問的單例狀態,第二個是對狀態進行更改的虛擬機。
從更實際的角度來說,以太坊是一個開源的,全球的去中心化計算架構,執行成為 智能合約 的程序。它使用區塊鏈來從同步和存儲系統 狀態 ,以及稱為 ether 的加密貨幣來計量和約束執行資源成本。
以太坊平台使開發人員能夠利用內置的經濟學方法構建強大的去中心化應用程序。在保證持續正常運行時間的同時,還可以減少或消除審查機構,第三方介面和對手方風險。
很多之前有一些加密貨幣的經驗人會加入以太坊,特別是比特幣。以太坊與其他開放區塊鏈共享許多通用元素:連接參與者的對等網路,用於狀態同步(工作證明)的共識演算法,數字貨幣(以太)和全局賬本(區塊鏈)。
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Ⅱ 什麼是以太坊(Ethereum)imToken支持符合ERC20代幣
以太坊(Ethereum)是一個開源的有智能合約功能的公共區塊鏈平台。通過其專用加密貨幣以太幣(Ether,又稱「以太幣」)提供去中心化的虛擬機(稱為「以太虛擬機」Ethereum Virtual Machine)來處理點對點合約。以太坊的概念首次在2013至2014年間由程序員Vitalik Buterin受比特幣啟發後提出,大意為「下一代加密貨幣與去中心化應用平台」,在2014年通過ICO眾籌得以開始發展。
以太坊不僅是一個資料庫,它還允許你在區塊鏈的可信環境中運行程序。以太坊在區塊鏈上搭建了一個名為 EVM(Ethereum Virtual Machine,以太坊虛擬機)的虛擬機。EVM 允許在區塊鏈上驗證和執行代碼,為代碼在每個人的機器上以相同方式運行提供保障。這些代碼包含在智能合約中。除了追蹤賬戶余額,以太坊使用相同方法將 EVM 的狀態保存在區塊鏈上。所有節點處理智能合約,來驗證合約本身及其輸出的完整性。
Ⅲ 以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
很多同學已經躍躍欲試投入到區塊鏈開發隊伍當中來,可是又感覺無從下手,本文將基於以太坊平台,以通俗的方式介紹以太坊開發中涉及的各晦澀的概念,輕松帶大家入門。
以太坊是什麼
以太坊(Ethereum)是一個建立在區塊鏈技術之上, 去中心化應用平台。它允許任何人在平台中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用。
對這句話不理解的同學,姑且可以理解為以太坊是區塊鏈里的Android,它是一個開發平台,讓我們就可以像基於Android Framework一樣基於區塊鏈技術寫應用。
在沒有以太坊之前,寫區塊鏈應用是這樣的:拷貝一份比特幣代碼,然後去改底層代碼如加密演算法,共識機制,網路協議等等(很多山寨幣就是這樣,改改就出來一個新幣)。
以太坊平台對底層區塊鏈技術進行了封裝,讓區塊鏈應用開發者可以直接基於以太坊平台進行開發,開發者只要專注於應用本身的開發,從而大大降低了難度。
目前圍繞以太坊已經形成了一個較為完善的開發生態圈:有社區的支持,有很多開發框架、工具可以選擇。
智能合約
什麼是智能合約
以太坊上的程序稱之為智能合約, 它是代碼和數據(狀態)的集合。
智能合約可以理解為在區塊鏈上可以自動執行的(由事件驅動的)、以代碼形式編寫的合同(特殊的交易)。
在比特幣腳本中,我們講到過比特幣的交易是可以編程的,但是比特幣腳本有很多的限制,能夠編寫的程序也有限,而以太坊則更加完備(在計算機科學術語中,稱它為是「圖靈完備的」),讓我們就像使用任何高級語言一樣來編寫幾乎可以做任何事情的程序(智能合約)。
智能合約非常適合對信任、安全和持久性要求較高的應用場景,比如:數字貨幣、數字資產、投票、保險、金融應用、預測市場、產權所有權管理、物聯網、點對點交易等等。
目前除數字貨幣之外,真正落地的應用還不多(就像移動平台剛開始出來一樣),相信1到3年內,各種殺手級會慢慢出現。
編程語言:Solidity
智能合約的默認的編程語言是Solidity,文件擴展名以.sol結尾。
Solidity是和JavaScript相似的語言,用它來開發合約並編譯成以太坊虛擬機位元組代碼。
還有長像Python的智能合約開發語言:Serpent,不過建議大家還是使用Solidity。
Browser-Solidity是一個瀏覽器的Solidity IDE, 大家可以點進去看看,以後我們更多文章介紹Solidity這個語言。
運行環境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虛擬機是以太坊中智能合約的運行環境。
Solidity之於EVM,就像之於跟JVM的關系一樣,這樣大家就容易理解了。
以太坊虛擬機是一個隔離的環境,在EVM內部運行的代碼不能跟外部有聯系。
而EVM運行在以太坊節點上,當我們把合約部署到以太坊網路上之後,合約就可以在以太坊網路中運行了。
合約的編譯
以太坊虛擬機上運行的是合約的位元組碼形式,需要我們在部署之前先對合約進行編譯,可以選擇Browser-Solidity Web IDE或solc編譯器。
合約的部署
在以太坊上開發應用時,常常要使用到以太坊客戶端(錢包)。平時我們在開發中,一般不接觸到客戶端或錢包的概念,它是什麼呢?
以太坊客戶端(錢包)
以太坊客戶端,其實我們可以把它理解為一個開發者工具,它提供賬戶管理、挖礦、轉賬、智能合約的部署和執行等等功能。
EVM是由以太坊客戶端提供的。
Geth是典型的開發以太坊時使用的客戶端,基於Go語言開發。 Geth提供了一個互動式命令控制台,通過命令控制台中包含了以太坊的各種功能(API)。Geth的使用我們之後會有文章介紹,這里大家先有個概念。
Geth控制台和Chrome瀏覽器開發者工具里的面的控制台是類似,不過是跑在終端里。
相對於Geth,Mist則是圖形化操作界面的以太坊客戶端。
如何部署
智能合約的部署是指把合約位元組碼發布到區塊鏈上,並使用一個特定的地址來標示這個合約,這個地址稱為合約賬戶。
以太坊中有兩類賬戶:
· 外部賬戶
該類賬戶被私鑰控制(由人控制),沒有關聯任何代碼。
· 合約賬戶
該類賬戶被它們的合約代碼控制且有代碼與之關聯。
和比特幣使用UTXO的設計不一樣,以太坊使用更為簡單的賬戶概念。
兩類賬戶對於EVM來說是一樣的。
外部賬戶與合約賬戶的區別和關系是這樣的:一個外部賬戶可以通過創建和用自己的私鑰來對交易進行簽名,來發送消息給另一個外部賬戶或合約賬戶。
在兩個外部賬戶之間傳送消息是價值轉移的過程。但從外部賬戶到合約賬戶的消息會激活合約賬戶的代碼,允許它執行各種動作(比如轉移代幣,寫入內部存儲,挖出一個新代幣,執行一些運算,創建一個新的合約等等)。
只有當外部賬戶發出指令時,合同賬戶才會執行相應的操作。
合約部署就是將編譯好的合約位元組碼通過外部賬號發送交易的形式部署到以太坊區塊鏈上(由實際礦工出塊之後,才真正部署成功)。
運行
合約部署之後,當需要調用這個智能合約的方法時只需要向這個合約賬戶發送消息(交易)即可,通過消息觸發後智能合約的代碼就會在EVM中執行了。
Gas
和雲計算相似,佔用區塊鏈的資源(不管是簡單的轉賬交易,還是合約的部署和執行)同樣需要付出相應的費用(天下沒有免費的午餐對不對!)。
以太坊上用Gas機制來計費,Gas也可以認為是一個工作量單位,智能合約越復雜(計算步驟的數量和類型,佔用的內存等),用來完成運行就需要越多Gas。
任何特定的合約所需的運行合約的Gas數量是固定的,由合約的復雜度決定。
而Gas價格由運行合約的人在提交運行合約請求的時候規定,以確定他願意為這次交易願意付出的費用:Gas價格(用以太幣計價) * Gas數量。
Gas的目的是限制執行交易所需的工作量,同時為執行支付費用。當EVM執行交易時,Gas將按照特定規則被逐漸消耗,無論執行到什麼位置,一旦Gas被耗盡,將會觸發異常。當前調用幀所做的所有狀態修改都將被回滾, 如果執行結束還有Gas剩餘,這些Gas將被返還給發送賬戶。
如果沒有這個限制,就會有人寫出無法停止(如:死循環)的合約來阻塞網路。
因此實際上(把前面的內容串起來),我們需要一個有以太幣余額的外部賬戶,來發起一個交易(普通交易或部署、運行一個合約),運行時,礦工收取相應的工作量費用。
以太坊網路
有些著急的同學要問了,沒有以太幣,要怎麼進行智能合約的開發?可以選擇以下方式:
選擇以太坊官網測試網路Testnet
測試網路中,我們可以很容易獲得免費的以太幣,缺點是需要發很長時間初始化節點。
使用私有鏈
創建自己的以太幣私有測試網路,通常也稱為私有鏈,我們可以用它來作為一個測試環境來開發、調試和測試智能合約。
通過上面提到的Geth很容易就可以創建一個屬於自己的測試網路,以太幣想挖多少挖多少,也免去了同步正式網路的整個區塊鏈數據。
使用開發者網路(模式)
相比私有鏈,開發者網路(模式)下,會自動分配一個有大量余額的開發者賬戶給我們使用。
使用模擬環境
另一個創建測試網路的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用內存模擬的一個以太坊環境,對於開發調試來說,更方便快捷。而且testrpc可以在啟動時幫我們創建10個存有資金的測試賬戶。
進行合約開發時,可以在testrpc中測試通過後,再部署到Geth節點中去。
更新:testrpc 現在已經並入到Truffle 開發框架中,現在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的應用程序
以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(DecentralizedApp)。如果我們把區塊鏈理解為一個不可篡改的資料庫,智能合約理解為和資料庫打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一個Dapp不單單有智能合約,比如還需要有一個友好的用戶界面和其他的東西。
Truffle
Truffle是Dapp開發框架,他可以幫我們處理掉大量無關緊要的小事情,讓我們可以迅速開始寫代碼-編譯-部署-測試-打包DApp這個流程。
總結
我們現在來總結一下,以太坊是平台,它讓我們方便的使用區塊鏈技術開發去中心化的應用,在這個應用中,使用Solidity來編寫和區塊鏈交互的智能合約,合約編寫好後之後,我們需要用以太坊客戶端用一個有餘額的賬戶去部署及運行合約(使用Truffle框架可以更好的幫助我們做這些事情了)。為了開發方便,我們可以用Geth或testrpc來搭建一個測試網路。
註:本文中為了方便大家理解,對一些概念做了類比,有些嚴格來不是准確,不過我也認為對於初學者,也沒有必要把每一個概念掌握的很細致和准確,學習是一個逐步深入的過程,很多時候我們會發現,過一段後,我們會對同一個東西有不一樣的理解。
Ⅳ 佛薩奇以太坊是什麼
全稱:佛薩奇以太坊區塊鏈。
佛薩奇以太坊區塊鏈是一個開放的、無許可的區塊鏈,開發人員可以使用它來創建他們想要的任何類型的應用程序。
佛薩奇以太坊是一個用於分散式應用程序的全球性開源平台。在以太坊上,您可以編寫代碼來控制數字值,完全按照編程方式運行並且可以在世界任何地方訪問。以太坊是互聯網新時代的基礎:內建貨幣與支付。用戶擁有個人數據主權,且不會被各類應用監聽或竊取數據。人人都有權使用開放金融系統。基於中立且開源的基礎架構,不受任何組織或個人控制。以太坊主網於2015年上線,是世界領先的可編程區塊鏈。
Ⅳ Tendermint詳解
摘要
您熟知並喜愛的區塊鏈有一個相當嚴格的結構。作為一名開發人員,在這種情況下您有兩種選擇:在受限的環境中構建應用程序,或者進行代碼分叉並創建自己的鏈。然而,創建自己的鏈並非易事——您還需要啟動網路並決定所使用的共識機制。
Tendermint是用來啟動區塊鏈的開源軟體,讓您可以用任何語言編寫應用程序。更厲害的是,它可以與其他區塊鏈進行通信。
創建加密貨幣或區塊鏈網路需要投入大量工作,遠遠不止於初始化資料庫。它需要在安全性、去中心化和可擴展性之間為激勵和權衡取得微妙的平衡。
有些團隊已經 探索 了一系列不同的方法,來構建最強大的區塊鏈生態系統,這也在情理之中了。在這篇文章中,我們將詳細了解其中一種方法:Tendermint。
如果您對區塊鏈有所了解,就會感覺Tendermint的大部分內容都似曾相識。在深入研究之前,我們首先回顧一些關鍵概念。
Tendermint是一種 區塊鏈堆棧 。比特幣和以太坊等同樣也是區塊鏈堆棧。請記住,這並非只關乎區塊鏈資料庫本身,還關乎節點的對等網路、它們如何相互作用,以及您通過交易和智能合約可以做到的事情。其目標是在即便不信任其他任何人的情況下,讓所有人都統一一種 狀態 (比如資料庫的快照)。
在很大程度上,如今的主要區塊鏈已經想出了達成這一點的「秘籍」。然而,它們通常依賴於 一體化架構 :這是一個軟體工程概念,意味著組件相互連接且相互依賴。您不能從中取走一部分,然後插入到別的架構中。
如果您想保證靈活性,一體化架構並非理想的選擇。在相反類型的模型(具有 模塊化架構 )中,您可以在不必擔心破壞任何架構的情況下調整單個組件。對於一體化架構,您在升級單個組件時必須確保每個組件保持兼容。
現在,我們理解了其中的差別,可以繼續來了解Tendermint協議。
您可能已經知道,比特幣最大的創新之處在於它解決了所謂的 拜占庭將軍問題 。在這里我們不會詳細討論這個問題(如果您感興趣,請參閱我們關於拜占庭容錯的文章)。您只需要知道,它詳細說明了參與者必須在分布式環境中進行通信的場景。
這些參與者不知道其他人是否在撒謊,也不知道他們之間發送的消息是否被篡改。即便存在這些問題,如果參與者可以針對一組事實達成一致,則系統會被認為存在 拜占庭容錯 。
顯然,在去中心化的環境中,正確把握這一點至關重要。不具有拜占庭容錯的加密貨幣並不能真正發揮作用——您需要某種中心化組織進行協調,這就與目的背道而馳。如果很多數字貨幣一樣,比特幣通過使用工作量證明(PoW)共識演算法來解決這個問題。
我們已經了解一體化/模塊化架構之間的區別,也知道去中心化加密貨幣網路需要具有拜占庭容錯能力。接下來我們談談我們通常在區塊鏈中看到的三層架構: 應用 層、 共識 層和 網路 層。
共識層和網路層是讓網路節點相互通信並盡量就一組事實達成一致的地方。應用層則可讓您自行進行操作——好比以太坊的去中心化應用程序和智能合約或者比特幣中的自定義交易。
然而,Tendermint是公司的名稱(由最初撰寫白皮書的開發人員Jae Kwon創立),而Tendermint Core是這家公司正在開發的實際軟體。更具體地說,這款軟體有兩個主要組件:核心共識引擎(Tendermint core)和應用程序介面(ABCI)。
Tendermint Core是一個能夠實現容錯的系統。本質上,它是一台大型分布式計算機,可在同一時間向每個人顯示相同的狀態。只要至少三分之二的參與者是誠實的,一切就會順利進行。但幾乎每個區塊鏈都是這樣的,難道不是嗎?它究竟有什麼特別之處?
首先,Tendermint Core使用的共識機制是權益證明(PoS)。每個周期從一組驗證者中選擇一個隨機節點。隨後,該節點必須提出下一個區塊(在所謂的 循環 系統上進行)。如果其他驗證者對它滿意,就會添加新的區塊,並更新鏈。結果可以即時確定——與比特幣或以太坊不同,它不需要等待確認來確保您的交易有效。
別著急,它還有其他特色!Tendermint Core採用模塊化架構,應用層與共識層和網路層分離。簡而言之,這意味著您可以將自己的應用程序層插入到堆棧中,而無需擔心繁雜的激勵機制或共識演算法。
這對終端用戶來說並不值得大驚小怪。但對於開發人員來說,能夠利用現有框架就意味著他們可以直接構建應用程序,而無需建立整個網路。來自區塊鏈的數據可以通過管道傳輸到集成層,讓開發人員可以用任何語言編寫軟體。
神奇的事情發生在所謂的應用程序區塊鏈界面(或簡稱ABCI)上。您可以把它想像成樹莓派電腦上的GPIO引腳。您可將各種第三方組件連接到這些引腳,從LED到精心設計的植物灑水系統。ABCI以類似的方式定義了區塊鏈以及在區塊鏈上運行的應用程序之間的邊界。
應用程序介面和共識機制的分離為分布式應用程序提供了更大的靈活性,可以將任何編程語言合並到它們的業務邏輯當中。
您只需要看看Ethermint這個具體示例就可以知道它的用處:Ethermint採用了以太坊代碼庫,刪除了工作量證明機制,並將以太坊虛擬機建立在Tendermint之上。
這使得一些有趣的操作成為可能。首先,以太坊開發人員可輕松將他們的智能合約移植到新引擎上,或者使用Solidity語言編寫新的合約。除了提供以太坊功能之外,Ethermint還可作為以太坊權益證明,讓我們一睹Casper在以太坊2.0中實現的樣子。
「區塊鏈互聯網」的承諾吸引了許多人使用Tendermint協議。互操作性是加密貨幣領域期待已久的一個補充,因為它意味著數百個單獨的區塊鏈將變得交叉兼容。
目前,Cosmos SDK已投入大量工作,Cosmos SDK是一個開源框架,讓任何人都能創建特定於應用程序的公共或私有區塊鏈。隨後,這些區塊鏈可以通過所謂的Cosmos Hub接入更廣泛的Cosmos網路,並在那裡與其他區塊鏈進行交流。
很多熱門的項目已經使用Cosmos SDK來構建,比如BSC、KAVA、Band Protocol、Terra和IRISnet。
作為一個區塊鏈引擎,Tendermint已經引起了加密貨幣領域眾多利益相關者的注意,包括開發人員和終端用戶。
Ⅵ 以太坊虛擬機是以太坊開發框架嗎
以太坊是一種區塊鏈的實現。在以太坊網路中,眾多的節點彼此連接,構成了以太坊網路:
以太坊節點軟體提供兩個核心功能:數據存儲、合約代碼執行。
在每個以太坊全節點中,都保存有完整的區塊鏈數據。以太坊不僅將交易數據保存在鏈上,編譯後 的合約代碼同樣也保存在鏈上。
以太坊全節點中,同時還提供了一個虛擬機來執行合約代碼。
以太坊虛擬機
以太坊區塊鏈不僅存儲數據和代碼,每個節點中還包含一個虛擬機(EVM:Ethereum Virtual Machine)來執行 合約代碼 —— 聽起來就像計算機操作系統。
事實上,這一點是以太坊區別於比特幣(Bitcoin)的最核心的一點:虛擬機的存在使區塊鏈邁入了2.0 時代,也讓區塊鏈第一次成為應用開發者友好的平台。
以上內容來自:以太坊DApp開發入門教程
Ⅶ 以太坊架構是怎麼樣的
以太坊最上層的是DApp。它通過Web3.js和智能合約層進行交換。所有的智能合約都運行在EVM(以太坊虛擬機)上,並會用到RPC的調用。在EVM和RPC下面是以太坊的四大核心內容,包括:blockChain, 共識演算法,挖礦以及網路層。除了DApp外,其他的所有部分都在以太坊的客戶端里,目前最流行的以太坊客戶端就是Geth(Go-Ethereum)
Ⅷ etg是什麼意思
Ethereum Gold(簡稱ETG)是在以太坊平台上發行的一種加密貨幣代幣。今日ETG幣的價格為$ 0.00131989,24小時交易量為$ 0.923301。在過去的24小時內,價格下跌了-40.8%。它的循環供應量為1400萬枚硬幣,最大供應量為2400萬枚硬幣。ETG幣在2個交易所上市,共有3個活躍市場,交易ETG幣的最活躍交易所是STEX。ETG幣的市值為$ 24 772.00,在所有加密貨幣中排名第1665。在諸如etherscan.io,ethplorer.io和enjinx.io之類的區塊瀏覽器上瀏覽Ethereum Gold的地址和交易。
CoinExchange交易所:https://www.coinexchange.io/
ethereum gold簡稱ETG,etg幣通過一流的技術和金融專業人員,ethereumgold是一個非營利組織,將人們與低成本金融服務聯系起來,以消除貧困並發揮個人潛能。ethereum gold是一種以太復刻品,它將有24,000,000 etg的總供應量。
ETHEREUM GOLD是ETHEREUM智能合約管理的新生態系統,採用區塊鏈技術使用GOLD的價值。
以太坊是目前為止最引人注目的智能合約框架,因為它是專門為支持智能合約的使用創建的。用Solidity語言編程,以太坊智能合約框架有助於促進去中心化網路,便於用智能合約處理交易。
補充資料:
Pulley swap是建立在以太坊智能合約上的一項全球共享ETH海星體矩陣裂變計劃,由一群網路技術極客和區塊鏈社區愛好者共同開發打造,沒有項目方,沒有管理者幕後操控,所有數據鏈上存儲。系統只需智能合約及演算法部署完畢,便能自行運營,所有的交易都在鏈上進行,100%開源,100%公正,不受任何或第三方管控,所有ETH矩陣裂變100%獲利。
Pulley swap建立在以太坊智能合約上的最突出的特點就是在該網路系統中所有合約都是不可違約,更不可偽造的,合約一旦生效,就會達成永久的共識機制。從某種角度來看,也是解決了互聯網時代的信任危機,通過這種帶有強制性執行的方式,讓所有合約自動生效,不再需要律師來維權,也不再需要中心化機構來處理各種復雜的問題。
Ⅸ 各區塊鏈架構的橫向比較
各區塊鏈架構的橫向比較
時常聽人們談起區塊鏈,從 2009 年比特幣誕生至今,各式各樣的區塊鏈系統或基於區塊鏈的應用不斷被開發出來,並被應用到大量的場景中,而區塊鏈技術本身也在不停地變化和改進。
區塊鏈又被稱為分布式賬本,與之對應的則是中心化賬本,比如銀行。與中心化賬本不同的是,分布式賬本依靠的是將賬本數據冗餘存儲在所有參與節點中,來保證賬本的安全性。簡單地說,區塊鏈會用到三種底層技術:點對點網路技術、密碼學技術和分布式一致性演算法。而通常,區塊鏈系統還會「免費附贈」一種被稱為智能合約的功能。智能合約雖然不是區塊鏈系統的必要組成部分,但由於區塊鏈天生所具備的去中心化特點,使它可以很好地為智能合約提供可信的計算環境。
為了適應不同場景的需求,區塊鏈系統在實際應用的過程中往往會需要進行各種改造,以滿足特定業務的要求,比如身份認證、共識機制、密鑰管理、交易頻次、響應時間、隱私保護、監管要求等。而實際應用區塊鏈系統的公司往往沒有進行這種改造的能力,於是市場上慢慢出現了一些用於定製專用區塊鏈系統的框架,採用這些框架就可以很方便地定製出適用於企業自身業務的區塊鏈系統。
本文將對目前市場上幾個典型的區塊鏈框架進行橫向對比,看看它們都有哪些特點,以及它們之間到底有哪些區別。為了保持對比的公正性,本文將只針對開源的區塊鏈框架進行討論。
各區塊鏈架構的簡單介紹
1、比特幣
比特幣(bitcoin)源自一名叫做中本聰(Satoshi Nakamoto)的人在 2008 年發表的一篇名為《比特幣:一種點對點的電子現金系統》(Bitcoin: A Peer-to-PeerElectronic Cash System)的論文,文中描述了一種被他稱為「比特幣」的電子貨幣及其演算法。在之後的幾年裡,比特幣不斷成長和成熟,而它的底層技術也逐漸被人們認識並抽象出來,這就是區塊鏈技術。比特幣作為區塊鏈的鼻祖,在區塊鏈的大家族中具有舉足輕重的地位,基於比特幣技術開發出的山寨幣(altcoins)的數量有如天上繁星,數不勝數。
從論文中可以得知,中本聰設計比特幣的目的,就是希望能夠實現一種完全基於點對點網路的電子現金系統,使得在線支付能夠直接由一方發起並支付給另外一方,中間不需要通過任何的中介機構。總結來說,他希望比特幣的設計能夠實現以下這些目標:
● 不需要中央機構就可以發行貨幣
● 不需要中介機構就可以支付
● 保持使用者的匿名性
● 交易無法被撤銷
從電子現金系統的角度來看,以上這些目標在比特幣中基本都得到了實現,但是依然有一些技術問題有待解決,比如延展性攻擊、區塊容量限制、區塊分叉、擴展性等。
在應用場景方面,目前大量的數字貨幣項目都是基於比特幣架構來設計的,此外還有一些比較實際的應用案例,比如彩色幣、t? 等。
彩色幣(coloredcoin),通過仔細跟蹤一些特定比特幣的來龍去脈,可以將它們與其他的比特幣區分開來,這些特定的比特幣就叫作彩色幣。它們具有一些特殊的屬性,從而具有與比特幣面值無關的價值,利用彩色幣的這種特性,使得開發者可以在比特幣網路上創建其它的數字資產。彩色幣本身就是比特幣,存儲和轉移不需要第三方,可以利用已經存在的比特幣的基礎。
t? 是比特幣區塊鏈在金融領域的應用,是美國在線零售商 Overstock 推出的基於區塊鏈的私有和公有股權交易平台。
2、以太坊
以太坊(ethereum) 的目標是提供一個帶有圖靈完備語言的區塊鏈,用這種語言可以創建合約來編寫任意狀態轉換功能,用戶只要簡單地用幾行代碼來實現邏輯,就能夠創建一個基於區塊鏈的應用程序,並應用於貨幣以外的場景。
以太坊的設計思想是不直接「支持」任何應用,但圖靈完備的編程語言意味著理論上任意的合約邏輯和任何類型的應用都可以被創建出來。總結來說,以太坊在比特幣的設計目標之外,還需要實現以下幾個目標:
● 圖靈完備的合約語言
● 內置的持久化狀態存儲
目前基於以太坊的合約項目已達到數百個,比較有名的有 Augur、TheDAO、Digix、FirstBlood 等。
Augur 是一個去中心化的預測市場平台,基於以太坊區塊鏈技術。用戶可以用數字貨幣進行預測和下注,依靠群眾的智慧來預判事件的發展結果,可以有效地消除對手方風險和伺服器的中心化風險。
限於篇幅,基於以太坊智能合約平台的項目就不多介紹了。基於以太坊的代碼進行改造的區塊鏈項目也有不少,但幾乎都是閉源項目,只能依靠一些公開的特性來推斷,所以就不在本文展開討論了。
3、Fabric
Fabric 是由 IBM 和 DAH 主導開發的一個區塊鏈框架,是超級帳本的項目成員之一。它的功能與以太坊類似,也是一個分布式的智能合約平台。但與以太坊和比特幣不同的是,它從一開始就是一個框架,而不是一個公有鏈,也沒有內置的代幣(token)。
超級賬本(hyperledger)是 Linux 基金會於 2015 年發起的推進區塊鏈技術和標準的開源項目,加入成員包括:荷蘭銀行(ABN AMRO)、埃森哲(Accenture)等十幾個不同利益體,目標是讓成員共同合作,共建開放平台,滿足來自多個不同行業各種用戶案例,並簡化業務流程。
作為一個區塊鏈框架,Fabric 採用了松耦合的設計,將共識機制、身份驗證等組件模塊化,使之在應用過程中可以方便地替換成自定義的模塊。除此之外,Fabric 還採用了容器技術,將智能合約代碼(chaincode)放在 docker 中運行,從而使得智能合約可以用幾乎任意的高級語言來編寫。
以下是 Fabric 的一些設計目標:
● 模塊化設計,組件可替換
● 運行於 docker 的智能合約
目前已經有不少採用 Fabric 架構進行開發的概念驗證(POC)項目在實施過程中,其中不乏一些金融機構做出的嘗試,不過由於項目剛剛起步,還沒有比較成熟的落地應用。
4、DNA
DNA(Distributed Networks Architecture,分布式網路架構),是由總部位於上海的區塊鏈創業公司「分布科技」開發的區塊鏈架構,可以同時支持公有鏈、聯盟鏈、私有鏈等不同應用類型和場景,並快速與業務系統集成。
與以太坊、Fabric不同的是,DNA 在系統底層實現了對多種數字資產的支持,用戶可以直接在鏈上創建自己的資產類型,並用智能合約來控制它的發行邏輯。對於絕大部分的區塊鏈應用場景,數字資產是必不可少的,而為每一種數字資產都開發一套基於智能合約的轉賬、發行邏輯是非常浪費且低效的。因此,由區塊鏈底層提供直接的數字資產功能是十分必要的。而對於那些完全不需要數字資產的應用場景,同樣可以基於 DNA 提供的智能合約架構來編寫任意的自定義邏輯來實現。
DNA 的設計目標主要有以下幾點:
● 多種數字資產的底層支持
● 圖靈完備的智能合約和狀態持久化
● 跨鏈互操作性
● 交易的最終性
目前已有不少金融機構採用 DNA 架構來進行區塊鏈概念驗證產品的開發。除此之外,還有一些已經落地的區塊鏈項目,如小蟻區塊鏈、法鏈等。
小蟻(antshares)是一個定位於資產數字化的公有鏈,將實體世界的資產和權益進行數字化,通過點對點網路進行登記發行、轉讓交易、清算交割等金融業務的去中心化網路協議。它採用社區化開發的模式,在架構上與 DNA 保持一致,從而可以與任何基於DNA 的區塊鏈系統發生跨鏈互操作。
法鏈是全球第一個大規模商用的法律存證區塊鏈,一個底層基於 DNA區塊鏈技術,並由多個機構參與建立和運營的證據記錄和保存系統。該系統沒有中心控制點,且數據一旦錄入,單個機構或節點無法篡改,從而滿足司法存證的要求。
5、Corda
Corda 是由一家總部位於紐約的區塊鏈創業公司 R3CEV 開發的,由其發起的 R3區塊鏈聯盟,至今已吸引了數十家巨頭銀行的參與,其中包括富國銀行、美國銀行、紐約梅隆銀行、花旗銀行、德國商業銀行、德意志銀行、匯豐銀行、三菱 UFJ 金融集團、摩根士丹利、澳大利亞國民銀行、加拿大皇家銀行、瑞典北歐斯安銀行(SEB)、法國興業銀行等。
從 R3 成員的組成上也可以看出,Corda 是一款專門用於銀行與銀行間業務的區塊鏈架構。盡管 R3 自己聲稱 Corda 不是區塊鏈,但從各項特徵來看,它具備區塊鏈的一些特性。
技術對比
1、數字資產
接下來,將對前文中提到的這些區塊鏈框架進行一系列的技術對比,並從多個維度展開介紹它們的區別與相似之處。
區塊鏈的內置代幣通常是一種經濟激勵模型和防止垃圾交易的手段。比特幣天生就有且只有一種內置代幣,所以在比特幣系統中所有的「交易」本質上都是轉賬行為,除非通過外部的協議層來給比特幣增加額外的數字資產。
以太坊和 DNA 具有內置代幣,它們的作用除了以上提到的經濟激勵和防止垃圾交易之外,還具有為系統內置功能提供一個收費的渠道。比如以太坊的智能合約運行需要消耗 GAS,而 DNA 的數字資產創建也需要消耗一定的代幣。
以太坊和 Fabric 沒有內置的多種數字資產支持,而是通過智能合約來實現相應的功能。這種方式的好處在於,系統設計可以做到非常簡潔,而且資產的行為可以任意指定,自由度極高。然而這樣的設計也會帶來一系列的負面影響,比如所有的資產創建者不得不自己編寫重復的業務邏輯,而用戶也沒有辦法通過統一的方式去操作自己的資產。
相比之下,DNA 和 Corda 採用了在底層支持多種數字資產的方式,讓資產創建者可以方便地創建自己的資產類型,而用戶也可以在同一個客戶端中管理所有的資產。對於邏輯更加復雜一點的業務場景來說,他們同樣可以利用智能合約來強化資產的功能,或者創建一種與資產無關的業務邏輯。
2、賬戶系統
UTXO(Unspent Transaction Output)是這樣一種機制:每一枚數字貨幣都會被登記在一個賬戶的所有權之下,一枚數字貨幣有兩種狀態,即要麼還沒有被花費,要麼已經被花費。當需要使用一枚數字貨幣的時候,就將它的狀態標記為已經花費,並創造一枚新的與之等額的數字貨幣,將它的所有權登記到新的賬戶之下。在這個過程中,被標記為已花費的數字貨幣就被稱為交易的輸入,而創造出來的新的數字貨幣被稱為交易的輸出,在一筆交易中,可以包含多個輸入和多個輸出,但是輸入之和與輸出之和必須相等。要計算一個賬戶的余額時,只要將所有登記在該賬戶下的數字貨幣的面額相加即可得出。
比特幣和 Corda 就採用了 UTXO 這樣一種賬戶機制,而以太坊則採用了更加直觀的余額機制:每個賬戶有一個狀態,狀態中直接記錄了賬戶當前的余額,轉賬的邏輯就是從一個賬戶中減去一部分余額,並在另一個賬戶中加上相應的余額,減去的部分和加上的部分必須相等。DNA 在賬戶機制上同時兼容這兩種模式。
那麼 UTXO 模式和余額模式,究竟有什麼優缺點呢?UTXO 最大的好處就是,基於 UTXO 的交易可以並行驗證且任意排序,因為所有的 UTXO 之間都是沒有關聯的,這對區塊鏈未來的伸縮性是有很大幫助的,而基於余額的設計就沒有這個優勢了;反過來,余額設計的優點是設計思想非常簡潔和直覺化,便於程序實現,特別是在智能合約中,要處理 UTXO 的狀態是非常困難的。這也是為什麼以智能合約為主要功能的以太坊選擇余額設計的原因,而比特幣、OnchainDNA、Corda 這些以數字資產為核心的架構則更傾向於 UTXO 設計。
關於身份認證,比特幣和以太坊基本沒有身份認證的設計,原因很簡單,因為這兩者的設計思想都是強調隱私和匿名,而反對監管和中心化,而身份認證就勢必要引入一些中心或者弱化的中心機構。Fabric、DNA 和 Corda 不約而同地選擇了採用數字證書來對用戶身份進行認證,原因在於這三者都有應用於現有金融系統的設計目標,而金融系統必然要考慮合規化並接受監管,此外現有的金融系統已經大范圍地採用數字證書方案,這樣便可以和區塊鏈系統快速集成。