区块链之联盟链(二) 认识Quorum
以太坊企业联盟相关的项目中，最有名的就要属Quorum，本文我们将简单介绍一下Quorum项目，以及其对以太坊公有链的扩展。对于以太坊这些公链，其建立的目标是完全分布的、无政府监督的、无准入限制的、完全公开的网络。 但当应用到企业环境时，其自身并不能完全全试用。
要理解公有链在企业间环境的局限性，我们有必要先探讨一下，企业为什么对区块链感兴趣:
1） 新的企业间信任机制 现实世界充满尔虞我诈，企业间的信任通常建立在复杂体系下，例如跨国转账业务，你是年来的标准，复杂而效率低下，所有参与方都要负担高昂的成本；而区块链技术，将信任数字化、代码化，提高了效率，降低了成本，所以在金融领域最先得到了应用。
1） 分布式账本 区块链上所有交易的数据都会存在相应节点记录， 所有的事物内容不允许篡改，参与方都可以访问数据，这对企业间的信息化集成提供了很好的技术方案，企业很希望从区块链上获益。
2) 所有事物可溯原 分布式账本的特点，决定所有的交易都可以溯源，在供应链，食品安全领域，企业实实在在的看到了好处。
3) 资产数字化需求 区块链的以这个重要特点就是资产数字化，其理念就是万物皆可Token。 不是衍生币可以数字化，所有存在的资产都可以数字化。 数字化的资产更方便交易，流通。这是对当前社会交易模式的一次变革，将会有长远的意义。
但是，从企业的需求，当前基于公链的区块链还远远不能满足用户的需求，在企业间环境，区块链技术还被期望更多的要求：
1. 交易速度与成本 世界互联网已经足够发达，双11每秒的交易数量是数以亿计。可是当前所有主流的公链，每秒甚至很难完成一次交易，其基于POW的公式不仅浪费速度，而其浪费电力，作为企业间业务，这个还是无法满足的。所以联盟链需要抛弃POW此类比较耗时、好成本的公式。
2. 安全与保密 公链上所有智能合约都是可以访问的，所有的交易信息也可以被查询，这在企业间是不允许的，企业间又更多的安全要求，似有数据应该只在参与方间公开。另外只有被许可的企业才可以加入到交易中来，被许可的用户才能发起交易。
相对于企业市场的需求，Quorum基于以太坊技术做了新的扩展，通过quorum node， 提供企业层的区块链平台：
1) 新的共识算法 RAFT, IBFT 、Clique POA， 基于许可的联盟链需要更快更方便的公式层。 基于Raft的选举型共识算法对比POW方式能够满足企业的性能等方便的需求，而且不需要消耗能源成本。 而IBFT拜占庭容错类型的公式，允许部分节点存在欺骗，对于特定场景也是很合适的算法。
2) 基于信任的准入机制 企业加入联盟链是要经过许可的，Quorum Node的一个重要扩展就是加入这个许可机制，只有经过许可的节点才可以加入。
3) 支持public 和 private 两类状态 在公有链中，所有的状态都是包含在world state里，所有人都有机会查询到。 而在企业里，很多数据信息是很敏感的，除了共享的状态信息外，企业间还在各自的节点中存储Private状态，这些状态只有交易双方知道。Quorum 支持这两种状态的隔离， 也就是说，企业间似有的数据是可以不存储在World State里的，这有效地扩展了区块链对企业场景的应用。
4) 支持私有事务 与私有状态相对应的就是私有事务，Quorum通过Private Manager来完成私有事务的支持，与私有事务相关的只能合约只在相关节点。
5) on-chain 和 off-chain 支持 线上的交易又慢又耗费大量成本，企业间的应用希望将线上的复杂业务转移到现下执行，EEA中就规定了线下执行业务的方式。
Quorum的架构
Quorum在以太坊上做了尽可能轻量级的修改，以尽可能的使用以太坊的社区和技术。其最显著的特点就是对私有事务的支持（底层的共识这里就不说了)。
public transaction: 事务消息体的payload可以被区块链中所有的参与节点看到。
private transaction: 事务消息体的payload只能被被区块链中该事务所涉及的节点看到。（在quorum中这些节点的Public key被定义在privateFor 字段中，可以有多个值)
事实上Quorum 并没有定义任何新的transaction, 只是在以太坊的transaction定义上增加了相应的字段用意表述私有的语义而已。另外需要区别理解的是，public和private知识quorum引入的语义，public是相对于private来说的，跟公链没有关系。在Quorum的说明文档里说到：对于公有以太坊，更合适的词语也许是Globle Transaction。
Quorum中企业的私有事务是通过Transaction Manager 和Enclave实现的，下图是他们参与后的消息流程：
绿色虚线框起来的是和以太坊节点基本相同的Quorum 节点， 无论Public或是Private事务都需要通过这些节点通信，并完成相关处理（共识，智能合约，状态存储更新都是由这些节点完成的）。
与Quorum节点对应的Tessera节点即使Quorum平台中的隐私支持服务，它有两部分组成:
Transaction Manager： 负责与Quorum节点沟通，并与其它Tessera节点中的Transaction Manager 自动组网通信，同时负责调用Enclave完成事务的Payload加密，解密。
Enclave： 相应TM的加密请求和解密请求，独立的Enclave加密、解密设计，有利于系统扩展和各种安全方案（例如使用加密硬件，需要时接入加密）.
在Quorum的网络中，public事务仅是相对于Private来说： public 事务中的Payload也可以加密（如果合约仅需要验证就不信要完全理解内容）， public事务存储和变更的状态也可以包含加密后的内容（只有Dapp或合约自己理解）。而与Private的更显而易见的区别是:
1. 所有的Public 事务的Payload都是通过Quorum节点组网广播的；而Private事务中，payload是被加密后通过Tessera节点在发起方和涉及的其它交易方间，通过点对点传播的； 虽然私有事务最终也通过Quorum广播，但是payload已经被替换成加密后的payload的签名（SHA3-512 hash）。
2. 所有的Quorum节点都可以处理Public事务；而对于Private事务，仅能通过私有事务涉及的的节点处理。
3. private的事务会记录到区块里，但是状态保存在独立的私有空间（仅有事务的关联方可以查看）.
联盟链平台相对于公链平台来说，一个巨大的变化是准入制度，Quorum 中的准入机制是设置在node这一层，仅有被许可的节点才可以加入网络（可加入的许可是现在permissioned-nodes.json中的），同时为了满足企业需求，quorum的准入制度是建立在通用的智能协议的基础上的（通过一些列智能合约来管理节点的准入制度）。
一下是通过智能合约建立的准入管理模型，包括组织、账户、角色、节点 等：
Quorum网络物理上是有被准许的节点组成，他们通过P2p协议连接在一起，从治理逻辑上讲所有的节点安企业或企业联盟划分为组织（org）。 在组织内又有账户，每个账户有相应的角色， 每个角色具有不同的权限。一个组织也可以创建新的子组织，子组织同样拥有节点，账户，角色。
除此之外，整个网络拥有一类特殊的账户（account），叫做Voter。他们具有投票和其它特定功能的能力。
在整个网络层面，有特殊的角色NetworkAdmin， 管理所有组织的创建等。在每个组织又可以创建OrgAdmin角色，管理整个组织。
根据以上的模型，我们可以创建相应的树桩结构的管理实例。
Quorum对利用了以太坊的绝大数功能，其对以太坊作为公网的一个底层修改时使用raft共识替换pow公式。
RAFT共识在企业环境中的显著特点就是:
1. 交易速度快
2. 不产生空块
3. 不产生分叉
在Quorum中，事务是通过以太坊原有的P2P协议传播，但是区块是通过RAFT节点组成的网络完成的，也就是说共识层完全由RAFT网络完成。另外RAFT网络支持”预挖矿“（Speculative Minting），能有效共识达成速度。
另一个需要注意的是私有协约，与公有协约不同，私有协约只能被事务的关联方执行。但是私有协约也是全局部署的，类似于私有业务，协约内容被替换为Hash，真正的内容是部署在相关节点，相关节点验证并可执行协约。
总之，通过加入Private Manager， 新的准入机制，新的共识协议，Quorum 一方面极大地利用了以太坊的现有技术，以方便又迅速的适应了企业间对区块链的需求。下一部分我们将介绍Fabric， 相对Quorum，Fabric在企业间的考量更多，更复杂。当然我们也容易看到两种框架的适应场景和优缺点。
