学习区块链公链，读币姥爷文章后的小结

近期币姥爷写了几期我眼中的价值币系列文章
我眼中的价值币——技术解决方案，我看了后对目前的区块链公链架构和技术发展趋势有了宏观的了解，非常受益，现把学习后的总结写于此。

目前公链亟待解决的问题

1. 技术上的解决方案，用以拓展底层公链的性能

2. 商用解决方案，用以扩大底层公链的商业应用

公链亟待解决的问题

1. 分布式存储

2. 系统安全性

3. 数据库性能

4. 大规模商用等方面

5. 可扩展性（扩容

6. 互通性

7. 共识机制
   技术上的解决方案，主要分为扩容类、架构、共识算法、分布式存储四大类。

（一）扩容类

扩容的主要目的是让区块链网络能够承载更多的交易量，提高网络吞吐量
实现的方案主要有：

1.侧链

机制：双向挂钩

通过证明你已经“锁定”了一些先前你的代币，你可以在侧链内移动一些其他的代币

缺点：

• 侧链在提供可伸缩性方面并不比增加块大小更好

• 现阶段发行数字资产越来越简单的现实情况下，侧链有可能是一种鸡肋型的应用

前景：
除非将来出现质的突破，出现爆发性的应用，否则很难成为主流的需求

代表项目：

RSK 比特币侧链
Loom Network 以太坊应用程序特定的侧链网络

2. 闪电网络

机制：创建一个能够以高容量和高速度进行交易的参与者的安全网络，具有即时付款、扩展性强、低成本、可跨区块链交易的特点
缺点：

• 技术门槛比较高，接入闪电网络比较复杂

• 闪电网络里的支付通道是不保留历史状态的
  当你通过闪电网络支付了一笔订单，这笔订单是无法在区块链浏览器上查询的，从这方面来讲，和区块链的特征相违背的。

3.状态通道

雷电网络

雷电网络是对于以太坊扩容的一种链外扩展解决方案，可以为以太坊带来近距离即时支付，低交易费用和高扩展性。它保留底层的区块链协议运作的模式,但改变协议的具体用法,以解决可扩展性的挑战，它将区块链作为处理任何形式交易的主要处理层，而作为一个结算层，只处理一系列互动所产生的最终交易,并只在出现争议的时候执行复杂的运算操作。

Plasma

• Plasma是被用于扩展智能合约的状态变化，它是一系列在根区块链（root blockchain）（即以太坊区块链）上运行的合约

• 根网络合约只处理少量来自子区块链的请求，在大多数情况下，子区块链能够完成大量的计算

• 可以把根区块链看做最高法院，所有下级法院均从最高法院获得权力

4. 分片技术

机制：分片技术主要是运用多个联网机器（区块节点）的并行处理能力，来分担区块网络上的交易验证工作，会自动将网络划分成较小的部分，也就是“分片”，每个分片都运行一个小规模的共识协议，分片可能有助于在解决区块链可扩展性危机方面实现重大突破。

缺陷：

• 采用何种共识协议对交易确认进行分片，以及如何对其进行整合，同时保证区块网络的安全稳定性方面有很多难题；
• 同时分片技术会导致区块网络系统复杂性大大增加，实现难度较大

代表项目： Zilliqa

（二）架构类

架构主要是从区块链底层架构上的改进，来达到扩容区块网络、承载更多交易的目的

1.分层架构

区块链分为清算层和计算层，清算层主要是ADA主网络结构及底层规范，以及与货币交易、系统软分叉相关的功能，计算层主要是用来处理智能合约、身份认证、消息通讯等功能

优势：这种分离的结构，可以让每一层发挥功能的同时互通，具有货币交易的同时挖掘智能合约的丰富可能性。

代表项目：Cardano（ADA）

2. 跨链(多链)架构

跨链，可以简单理解为一个中枢，它可以将多个独立的区块链连接起来，实现价值互通，承载不同价值体系区块链价值交换的功能；
跨链区块链上每一个价值交易市场就是一个跨链合约服务

• 跨链的本质是价值与人交换

• 跨链区块链有两种形式

• 一种是主链+子链的

代表项目：LSK、Ardor、NXT、XAS、Achain

3.中继链

通过中继链协议，实现互联互通、跨链的代币间的价值交易转移，这种类型的跨链。
代表项目：波卡链（Polkadot链）和宇宙链（COSMOS）。

（三）共识算法

共识算法分类

POW（工作量证明机制）

POS（权益证明机制）

DPOS（股份授权证明机制）

POW+POS（混合共识机制）

DBFT（改进的拜占庭容错证明机制）

• 目前市面上热门的项目的核心竞争力之一都体现在共识机制上，它代表了项目去中心化的手段，大大影响到出块的速度，进而影响交易速度和手续费
• 众多分布式节点确认的过程，需要一种机制来达成一致的意见，也就是共识
• 每种共识机制都有其优缺点，并不能证明哪种共识机制是最好的

新共识机制的不断出现，是人类探索区块链技术上，基于博弈社会追求的一种动态平衡，这套机制就是为了尽最大可能保证整个系统的“平衡”，从这方面考虑，共识机制的发展完善还有很长的路要走。

（四）分布式存储

目前的解决方案主要是通过一套代币经济激励机制形成的“共享经济”模式，各分散的节点（比如电脑硬盘、手机、服务器、各类硬件等），通过贡献自己的网络带宽和硬盘空间来获得代币奖励

代表项目： SC、Storj

星际文件系统 IPFS

面向全球的、点对点的分布式版本文件系统，目标是为了补充（甚至是取代）目前统治互联网的超文本传输协议（HTTP），将所有具有相同文件系统的计算设备连接在一起
特点：

• 不再通过中心服务器响应，而是以P2P的方式从邻近的对等节点拉取；
• 同时全网维护一个统一的路由表，每个节点作自我调整，以保证节点与数据的动态增删、完整性、去冗余等细节问题。

Bluzelle项目

区块链上的数据库，旨在解决数据存储检索速度，数据库安全稳定性和扩展性的问题。

优点：

高速，去中心化的数据库管理

用户可以在其中上传，读取，编辑和删除结构化数据，并在整个网络中对其进行加密和分片，从而实现去中心化数据库与区块链之间的相互协调

小结：

• 这些技术解决方案的价值应该是阶段性存在的，我们要用发展的视角来审视当下技术方案的优劣！
• 这些技术大部分还处于研究论证阶段，或是小范围内测试阶段，技术上尚未成熟，离商用比较远