
1.3 区块链的分类
1.3.1 公有链
公有链向公众开放,用户可以匿名参与,无须注册,可以在未经授权的情况下访问网络和区块链。节点可以自由选择进入和退出网络。任何人都可以查看公有链上的区块,任何人都可以在公有链上发送交易,任何人都可以随时参与网络上的共识形成过程,即决定哪个块可以加入区块链并记录当前的网络状态。公有链是真正意义上的完全去中心化的区块链。它使用密码学算法来确保事务不被篡改。同时,利用密码验证和经济激励,在彼此陌生的网络环境中建立共识,形成分散的信用机制。公有链中的共识机制通常是工作量证明机制或权益证明(Proof of Stake,PoS)机制,用户对共识形成的影响直接取决于用户在网络中拥有的资源比例。
公有链通常也被称为非许可链(Permissionless Blockchain),如比特币和以太坊等都是公有链。公有链一般适合于虚拟货币、面向大众的电子商务、互联网金融等B2C、C2C或C2B等应用场景。
1.3.2 联盟链
联盟链(Consortium Blockchain)仅限于联盟成员参与,区块链上的读写权限、参与记账权限按联盟规则来制定。由40多家银行参与的区块链联盟R3和Linux基金会支持的超级账本(Hyperledger)项目都属于联盟链架构。联盟链是一种需要注册许可的区块链,这种区块链也被称为许可链(Permissioned Blockchain)。
联盟链的共识过程由预先选好的节点控制。一般来说,它适合于机构间的交易、结算或清算等B2B场景。例如,在银行间进行支付、结算、清算的系统就可以采用联盟链的形式,将各家银行的网关节点作为记账节点,当网络上有超过2/3的节点确认一个区块,该区块记录的交易将得到全网确认。联盟链可以根据应用场景来决定对公众的开放程度。由于参与共识的节点比较少,联盟链一般不采用工作量证明的挖矿机制,而多采用权益证明或实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerant,PBFT)、Raft等共识算法。联盟链对交易的确认时间、每秒交易数都与公有链有较大的区别,对安全和性能的要求也比公有链高。
联盟链网络由成员机构共同维护,网络一般通过成员机构的网关节点接入。联盟链平台应提供成员管理、认证、授权、监控、审计等安全管理功能。
1.3.3 私有链
私有链(Private Blockchain)仅供私有组织使用,对区块链的读写权限和参与记账权限是根据私有组织的规则制定的。私有链应用场景通常是企业内部的应用,例如数据库管理和审计。还有一些特殊的组织情况,例如政府行业中的一些应用:政府预算和执行,或政府行业统计。这通常是由政府登记的,但是公众有监督的权力。私有链的价值主要是提供一个安全的、可追溯的、不可篡改的、自动执行的运算平台,可以防范对数据的内部和外部的安全攻击,这在传统系统中是很难实现的。央行发行的“数字货币”可能是一种私有链。与联盟链相似,私有链也是一种许可链。
币科学(Coin Science)公司推出供企业建立私有链的多链(Multichain)平台。它提供保护隐私和权限控制的区块链平台,来克服在金融行业里碰到的推广区块链技术的障碍。多链的目标有以下3个。
(1)保证区块链上的活动只能由选择的参与者看到。
(2)引入机制来控制哪些交易是被允许的交易。
(3)提供安全的挖矿机制,同时不需要工作量证明和与其相关的成本。
1.3.4 侧链
比特币主要是根据其设计者中本聪的想法设计的一种虚拟货币系统。虽然它非常成功,但是它的规则已经相对固定,很难对比特币做出重大的改变,因为这些改变会导致分叉,影响现有的比特币用户。因此,在比特币平台上进行创新和拓展是非常困难的。一般来说,大多数的代币系统都是以比特币平台为基础来重建一个区块链,然后使用新的规则来发行新的虚拟货币。然而,这些新的代币系统很难获得人们的价值识别,通常的方法是与比特币挂钩,相当于使用比特币作为储备来发行代币,使代币的货币价值得到认可。但随之而来的问题是,如何自动保证令牌与比特币之间的联系?虚拟货币的一个特点是价格波动很大,大多数人不愿意持有波动大、流动性差的代币。一个直接的想法是通过比特币平台和代币平台的整合来实现实时挂钩。
2014年,亚当·贝克等作者发表了一篇名为Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains的论文,意思是“用与比特币挂钩的侧链来提供区块链创新”。核心观点是“比特币”的区块链在概念上独立于作为资产的比特币。他希望技术能够支持在不同区块链上的资产转移,这样新的系统就可以重用原先的比特币。他提出了侧链(Side Chain)的概念。所谓的侧链,就是能和比特币区块链交互,并与比特币挂钩的区块链。
1.3.5 互联链
针对特定领域的应用可以在各自的垂直领域形成区块链。这些区块链将有互联需求,因此这些区块链也将通过某种互联互通协议进行连接。就像互联网一样,区块链上的这种互联构成了一个互联链,形成了一个全球性的区块链网络。
在未来,通过互联网,国际间的标准协议可以互联起来,这是一个最终的互联链,可能是区块链的最终发展趋势。国外有可能形成几个知名的区块链,成为国外事实上的区块链标准;国内也可能形成数个占主导地位的区块链,作为底层技术平台。国内区块链通过类似互联网的互联协议与国外区块链进行互联,最终形成“互联链”,直接影响人们生活的方方面面。