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一、各区块链架构的横向比较

各区块链架构的横向比较

时常听人们谈起区块链，从 2009年比特币诞生至今，各式各样的区块链系统或基于区块链的应用不断被开发出来，并被应用到大量的场景中，而区块链技术本身也在不停地变化和改进。

区块链又被称为分布式账本，与之对应的则是中心化账本，比如银行。与中心化账本不同的是，分布式账本依靠的是将账本数据冗余存储在所有参与节点中，来保证账本的安全性。简单地说，区块链会用到三种底层技术：点对点网络技术、密码学技术和分布式一致性算法。而通常，区块链系统还会“免费附赠”一种被称为智能合约的功能。智能合约虽然不是区块链系统的必要组成部分，但由于区块链天生所具备的去中心化特点，使它可以很好地为智能合约提供可信的计算环境。

为了适应不同场景的需求，区块链系统在实际应用的过程中往往会需要进行各种改造，以满足特定业务的要求，比如身份认证、共识机制、密钥管理、交易频次、响应时间、隐私保护、监管要求等。而实际应用区块链系统的公司往往没有进行这种改造的能力，于是市场上慢慢出现了一些用于定制专用区块链系统的框架，采用这些框架就可以很方便地定制出适用于企业自身业务的区块链系统。

本文将对目前市场上几个典型的区块链框架进行横向对比，看看它们都有哪些特点，以及它们之间到底有哪些区别。为了保持对比的公正性，本文将只针对开源的区块链框架进行讨论。

各区块链架构的简单介绍

1、比特币

比特币(bitcoin)源自一名叫做中本聪(Satoshi Nakamoto)的人在 2008年发表的一篇名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-PeerElectronic Cash System)的论文，文中描述了一种被他称为“比特币”的电子货币及其算法。在之后的几年里，比特币不断成长和成熟，而它的底层技术也逐渐被人们认识并抽象出来，这就是区块链技术。比特币作为区块链的鼻祖，在区块链的大家族中具有举足轻重的地位，基于比特币技术开发出的山寨币(altcoins)的数量有如天上繁星，数不胜数。

从论文中可以得知，中本聪设计比特币的目的，就是希望能够实现一种完全基于点对点网络的电子现金系统，使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的中介机构。总结来说，他希望比特币的设计能够实现以下这些目标：

●不需要中央机构就可以发行货币

●不需要中介机构就可以支付

●保持使用者的匿名性

●交易无法被撤销

从电子现金系统的角度来看，以上这些目标在比特币中基本都得到了实现，但是依然有一些技术问题有待解决，比如延展性攻击、区块容量限制、区块分叉、扩展性等。

在应用场景方面，目前大量的数字货币项目都是基于比特币架构来设计的，此外还有一些比较实际的应用案例，比如彩色币、t?等。

彩色币(coloredcoin)，通过仔细跟踪一些特定比特币的来龙去脉，可以将它们与其他的比特币区分开来，这些特定的比特币就叫作彩色币。它们具有一些特殊的属性，从而具有与比特币面值无关的价值，利用彩色币的这种特性，使得开发者可以在比特币网络上创建其它的数字资产。彩色币本身就是比特币，存储和转移不需要第三方，可以利用已经存在的比特币的基础。

t?是比特币区块链在金融领域的应用，是美国在线零售商 Overstock推出的基于区块链的私有和公有股权交易平台。

2、以太坊

以太坊(ethereum)的目标是提供一个带有图灵完备语言的区块链，用这种语言可以创建合约来编写任意状态转换功能，用户只要简单地用几行代码来实现逻辑，就能够创建一个基于区块链的应用程序，并应用于货币以外的场景。

以太坊的设计思想是不直接“支持”任何应用，但图灵完备的编程语言意味着理论上任意的合约逻辑和任何类型的应用都可以被创建出来。总结来说，以太坊在比特币的设计目标之外，还需要实现以下几个目标：

●图灵完备的合约语言

●内置的持久化状态存储

目前基于以太坊的合约项目已达到数百个，比较有名的有 Augur、TheDAO、Digix、FirstBlood等。

Augur是一个去中心化的预测市场平台，基于以太坊区块链技术。用户可以用数字货币进行预测和下注，依靠群众的智慧来预判事件的发展结果，可以有效地消除对手方风险和服务器的中心化风险。

限于篇幅，基于以太坊智能合约平台的项目就不多介绍了。基于以太坊的代码进行改造的区块链项目也有不少，但几乎都是闭源项目，只能依靠一些公开的特性来推断，所以就不在本文展开讨论了。

3、Fabric

Fabric是由 IBM和 DAH主导开发的一个区块链框架，是超级帐本的项目成员之一。它的功能与以太坊类似，也是一个分布式的智能合约平台。但与以太坊和比特币不同的是，它从一开始就是一个框架，而不是一个公有链，也没有内置的代币(token)。

超级账本(hyperledger)是 Linux基金会于 2015年发起的推进区块链技术和标准的开源项目，加入成员包括：荷兰银行(ABN AMRO)、埃森哲(Accenture)等十几个不同利益体，目标是让成员共同合作，共建开放平台，满足来自多个不同行业各种用户案例，并简化业务流程。

作为一个区块链框架，Fabric采用了松耦合的设计，将共识机制、身份验证等组件模块化，使之在应用过程中可以方便地替换成自定义的模块。除此之外，Fabric还采用了容器技术，将智能合约代码(chaincode)放在 docker中运行，从而使得智能合约可以用几乎任意的高级语言来编写。

以下是 Fabric的一些设计目标：

●模块化设计，组件可替换

●运行于 docker的智能合约

目前已经有不少采用 Fabric架构进行开发的概念验证(POC)项目在实施过程中，其中不乏一些金融机构做出的尝试，不过由于项目刚刚起步，还没有比较成熟的落地应用。

4、DNA

DNA(Distributed Networks Architecture，分布式网络架构)，是由总部位于上海的区块链创业公司“分布科技”开发的区块链架构，可以同时支持公有链、联盟链、私有链等不同应用类型和场景，并快速与业务系统集成。

与以太坊、Fabric不同的是，DNA在系统底层实现了对多种数字资产的支持，用户可以直接在链上创建自己的资产类型，并用智能合约来控制它的发行逻辑。对于绝大部分的区块链应用场景，数字资产是必不可少的，而为每一种数字资产都开发一套基于智能合约的转账、发行逻辑是非常浪费且低效的。因此，由区块链底层提供直接的数字资产功能是十分必要的。而对于那些完全不需要数字资产的应用场景，同样可以基于 DNA提供的智能合约架构来编写任意的自定义逻辑来实现。

DNA的设计目标主要有以下几点：

●多种数字资产的底层支持

●图灵完备的智能合约和状态持久化

●跨链互操作性

●交易的最终性

目前已有不少金融机构采用 DNA架构来进行区块链概念验证产品的开发。除此之外，还有一些已经落地的区块链项目，如小蚁区块链、法链等。

小蚁(antshares)是一个定位于资产数字化的公有链，将实体世界的资产和权益进行数字化，通过点对点网络进行登记发行、转让交易、清算交割等金融业务的去中心化网络协议。它采用社区化开发的模式，在架构上与 DNA保持一致，从而可以与任何基于DNA的区块链系统发生跨链互操作。

法链是全球第一个大规模商用的法律存证区块链，一个底层基于 DNA区块链技术，并由多个机构参与建立和运营的证据记录和保存系统。该系统没有中心控制点，且数据一旦录入，单个机构或节点无法篡改，从而满足司法存证的要求。

5、Corda

Corda是由一家总部位于纽约的区块链创业公司 R3CEV开发的，由其发起的 R3区块链联盟，至今已吸引了数十家巨头银行的参与，其中包括富国银行、美国银行、纽约梅隆银行、花旗银行、德国商业银行、德意志银行、汇丰银行、三菱 UFJ金融集团、摩根士丹利、澳大利亚国民银行、加拿大皇家银行、瑞典北欧斯安银行（SEB）、法国兴业银行等。

从 R3成员的组成上也可以看出，Corda是一款专门用于银行与银行间业务的区块链架构。尽管 R3自己声称 Corda不是区块链，但从各项特征来看，它具备区块链的一些特性。

技术对比

1、数字资产

接下来，将对前文中提到的这些区块链框架进行一系列的技术对比，并从多个维度展开介绍它们的区别与相似之处。

区块链的内置代币通常是一种经济激励模型和防止垃圾交易的手段。比特币天生就有且只有一种内置代币，所以在比特币系统中所有的“交易”本质上都是转账行为，除非通过外部的协议层来给比特币增加额外的数字资产。

以太坊和 DNA具有内置代币，它们的作用除了以上提到的经济激励和防止垃圾交易之外，还具有为系统内置功能提供一个收费的渠道。比如以太坊的智能合约运行需要消耗 GAS，而 DNA的数字资产创建也需要消耗一定的代币。

以太坊和 Fabric没有内置的多种数字资产支持，而是通过智能合约来实现相应的功能。这种方式的好处在于，系统设计可以做到非常简洁，而且资产的行为可以任意指定，自由度极高。然而这样的设计也会带来一系列的负面影响，比如所有的资产创建者不得不自己编写重复的业务逻辑，而用户也没有办法通过统一的方式去操作自己的资产。

相比之下，DNA和 Corda采用了在底层支持多种数字资产的方式，让资产创建者可以方便地创建自己的资产类型，而用户也可以在同一个客户端中管理所有的资产。对于逻辑更加复杂一点的业务场景来说，他们同样可以利用智能合约来强化资产的功能，或者创建一种与资产无关的业务逻辑。

2、账户系统

UTXO(Unspent Transaction Output)是这样一种机制：每一枚数字货币都会被登记在一个账户的所有权之下，一枚数字货币有两种状态，即要么还没有被花费，要么已经被花费。当需要使用一枚数字货币的时候，就将它的状态标记为已经花费，并创造一枚新的与之等额的数字货币，将它的所有权登记到新的账户之下。在这个过程中，被标记为已花费的数字货币就被称为交易的输入，而创造出来的新的数字货币被称为交易的输出，在一笔交易中，可以包含多个输入和多个输出，但是输入之和与输出之和必须相等。要计算一个账户的余额时，只要将所有登记在该账户下的数字货币的面额相加即可得出。

比特币和 Corda就采用了 UTXO这样一种账户机制，而以太坊则采用了更加直观的余额机制：每个账户有一个状态，状态中直接记录了账户当前的余额，转账的逻辑就是从一个账户中减去一部分余额，并在另一个账户中加上相应的余额，减去的部分和加上的部分必须相等。DNA在账户机制上同时兼容这两种模式。

那么 UTXO模式和余额模式，究竟有什么优缺点呢？UTXO最大的好处就是，基于 UTXO的交易可以并行验证且任意排序，因为所有的 UTXO之间都是没有关联的，这对区块链未来的伸缩性是有很大帮助的，而基于余额的设计就没有这个优势了；反过来，余额设计的优点是设计思想非常简洁和直觉化，便于程序实现，特别是在智能合约中，要处理 UTXO的状态是非常困难的。这也是为什么以智能合约为主要功能的以太坊选择余额设计的原因，而比特币、OnchainDNA、Corda这些以数字资产为核心的架构则更倾向于 UTXO设计。

关于身份认证，比特币和以太坊基本没有身份认证的设计，原因很简单，因为这两者的设计思想都是强调隐私和匿名，而反对监管和中心化，而身份认证就势必要引入一些中心或者弱化的中心机构。Fabric、DNA和 Corda不约而同地选择了采用数字证书来对用户身份进行认证，原因在于这三者都有应用于现有金融系统的设计目标，而金融系统必然要考虑合规化并接受监管，此外现有的金融系统已经大范围地采用数字证书方案，这样便可以和区块链系统快速集成。

二、区块链技术会使哪些行业消失

消失应该暂时还至于，就像有了互联网新闻后，报纸其实也还在一样。不过新技术肯定会带来一定的影响甚或者是冲击。区块链的话，可能会对以下12个行业区域有所影响：

1.银行业

作为一种数字化，安全防干扰的帐户，区块链实现了银行业的核心功能：即价值的安全储存和转移中心。也就是说，在将来的几年内，一波基于区块链技术的公司或将影响到银行业。确实，瑞士公司UBS和英国的Baeclays都在尝试运用区块链技术来促进支付条件的完善。一些银行业的其他公司甚至表示，区块链技术能省去200亿美元的中间费用。

因此，作为金融服务巨头的银行成为投资区块链创企的增长力量不足为奇。Capital One投资企业区块链创企Chain（上图）

2.支付和转账

近期，世界经济论坛在《福布斯》杂志上撰文写道，去中心化支付技术—如比特币—或将改变转账业100多年未变的“商务结构”。区块链技术能够避开繁杂的系统，在付款人和收款人之间创造更直接的付款流程，不管是境内转账还是跨境转账，这种方式都有着低价、迅速的特点，而且无需中间手续费。Abra（上图）就是一家利用区块链技术进行全球比特币和基于区块链转账的创企。

3.网络安全

虽然区块链的系统是公开的，但其核验、发送等数据交流过程却采用了先进的加密技术。这种技术不仅确保了数据的正确来源，也确保了数据在中间过程不被人拦截。如果区块链技术的应用更为广泛，那么其遭受黑客袭击的概率也可能会下降，因此人们认为区块链系统要比传统系统更为稳妥。区块链系统之所以能降低传统网络安全风险，一大原因就是它解除了对中间人的需求。

“省去中间人不仅降低了黑客袭击的潜在安全风险，也减少了腐败产生的可能，”Goldman Sachs如此写道。Guardtime（上图）是一家爱沙尼亚创企，主要研究以区块链技术为基础的工业级网络安全解决方案。

4.学术记录和学术界

加州软件技巧项目Holbertson School宣布，它将利用区块链技术来鉴定学历证书。此举将确保Holbertson School的学生在课程认定上的真实性。如果更多的学校采用这种透明的学历证书，成绩单和毕业文凭，那么学术界的腐败将大幅减少，更不用说省去的人工核验时间和纸质文件成本了。

5.选举

在西弗吉尼亚大学，学生会正在考虑要不要用基于区块链技术的投票平台来进行学校选举。如果运用这样的平台，学生们就能用移动设备来投票，而由于投票结果会被计入公共系统，因此投票是完全安全的。一名支持这种方式的学生解释道，大家的投票“绝不可能被我们——即程序员，学校管理员或学生修改、删除。”

一项西班牙的软件项目，Agora Voting使用了加密技术来提高网络投票的安全性，他们的几个系统也在西班牙进行了实验。最近，这一项目的领导者提出了几种将比特币和区块链技术转化为投票应用的想法，当然这些想法离实验还远得很。

6.汽车租赁和销售

去年晚些时候，Visa和DocuSign宣布了一项合作计划，利用区块链技术为汽车租赁打造特定解决方案，以后汽车租赁只要“点，签，开”三步即可完成。具体操作是：顾客选择想要租赁的汽车，接着这笔交易就会上传到区块链的公共账户是；然后，顾客从驾驶座签署一份租赁协议和保险协议，区块链会实时将信息上传。不难想象，这种租赁模式或许也将应用于汽车销售和汽车登记领域。

7.网络通信和物联网

IBM和Samsung正携手实现一个叫做ADEPT的构想。ADEPT使用了区块链技术来打造去中心化物联网的支柱。CoinDesk称，有了ADEPT——即去中心化的p2p自动遥测系统，区块链就能成为众多设备的公共系统，也就不再需要中心枢纽来调解各个设备的交流。在撤除中心控制系统互相识别之后，设备就能自动互相交流，管理软件更新，bug，或能量消耗。

其他一些公司也在致力于将区块链技术融入到物联网平台中。例如，利用区块链技术为传感器互相交流搭建去中心化网络的Filament宣布，他们已在A轮融资中获得了500万美元投资，Verizon Ventures和Samsung Ventures均有参投。

8.智能合同

智能合同实际上是在另一个物体的行动上发挥功能的电脑程序。和普通电脑程序一样，智能合同也是一种“如果-然后”功能，但区块链技术实现了这些“合同”的自动填写，无需人工介入。这种合同最终可能会取代法律行业的核心业务，即在商业和民事领域起草和管理合同的业务。

例如，按揭贷款可以通过区块链技术来完成，每年依据合同条款来自动执行。Ethereum，一个利用区块链技术构建的众筹平台，不仅提供去中心化的应用，还提供智能合同，已有用户使用他们的智能合同结了婚。还有一家企业Hedgy，今年初从Tim Draper, Marc Benioff, Boost.vc和Sand Hill Angels手中获得了120万美元的种子轮投资，这家公司使用智能合同打造了一个支持用户商讨比特币价值的平台。

9.预测

区块链技术或将撼动整个研究、分析、咨询和预测行业。在线众筹平台Augur希望能在去中心化的预测平台赚取利润。这家公司称，它将提供一种看起来像博彩互换的服务。整个过程将被去中心化，Augur平台不仅会给用户提供体育和股票博彩服务，还将提供选举和自然灾害博彩服务。这个想法实际上是超越了体育博彩的范畴，创造了一个“预测市场”。

10.在线音乐

许多音乐人正选择区块链技术来提升在线音乐分享的公平性。Billboard报道，目前有两家公司正通过直接付款给艺术家和利用智能合同来自动解决许可问题。尚处发展期的PeerTracks想要打造一个新型音乐流平台，在这个平台上，用户可以直接付款给艺术家，而无需中间人插手。PeerTracks还希望能在艺术家和用户之间创造出更加直接的互动。

由企业家Phil Barry领头的Ujo Music宣称，他们正在区块链之上重建音乐行业。Ujo也希望能够解决流媒体音乐和艺术家付费问题。除了流媒体音乐，还有人预想，通过利用智能合同作为歌曲清单的自主大脑，Ujo能够更好地将歌曲背后的艺术家和创作者分类。

11.行程分享

Uber等出行应用似乎站在了去中心化的对立面，这家公司就像一个调配中心，用它的算法来控制旗下司机和司机的收费。据Bloomberg报道，以色列创企La'Zooz想要“反Uber之道而行”。这家公司发明了自己专利的数字货币，就像比特币一样，可以运用区块链技术数字记录下来。与利用中心化网络叫车不同的是，用户可以在La'Zooz上寻找行程相似的人，然后用La'zooz的货币支付打车费。这些钱币可以在以后叫车时使用，用户只要允许应用追踪他们的位置就可以获得La'Zooz的数字货币。

12.股票交易

许多年来，各个公司都在想方设法简化股票的购买、销售和交易过程，新兴的区块链技术创企认为他们能够超越以往，实现整个流程的自动化，提高安全性和效率。Overstock的附属公司TØ.com想要利用区块链技术实现股票的线上交易。Wired报道称，Overstock已经在使用区块链技术来发行公共股票了。与此同时，区块链技术创企Chain（上面提到过）正联袂纳斯达克，意图通过区块链技术实现私有公司的股份交易。