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公有链,联盟链,私有链的简单比较分析

2018-11-08 18:36:59 区块链百科

原标题:公有链,联盟链,私有链的简单比较分析

区块链根据不同的应用场景以及用户需求,大致可以分为公有链(Public Blockchain)、私有链(Private Blockchain)以及联盟链(Consortium Blockchain)三大类。简单来说,公有链对所有人开放,任何人都可以参与;联盟链对特定的组织或个人开放;私有链对单独的个体开放。

区块链的分类

 

1、公有链——public blockchain

公有链通常被认为是真正去中心化的,通过共识决定哪个block最终被加到chain中,任何人都可以参与共识过程。

公有链是完全对外开放的,用户不需注册、无需授权就可匿名访问网络和数据,节点可以自由出入网络。公有链上的区块内数据可以被任何人查看,任何人也都可以参与发起交易或是参与共识。

公有链是真正意义上完全去中心化的区块链,通过密码学数字签名保证交易不可篡改,也通过密码学验证交易信息以及激励,在互为陌生的网络中形成共识从而建立完全去中心化的信任机制。

目前的公有链在共识机制上都存在一些限制,因为区块链去中心化的本质所以没有一个中心节点来进行保护和维持系统,所以全网的所有节点需要一起参与所有的交易并维持全状态的副本。

去中心化共识机制的优势是安全保证、政治中立和抵抗审查等等。然而,这是以扩展性为代价换来的,因为去中心化限制了区块链里全节点可处理交易的数量。

这就导致了公有链的两大性能瓶颈:

  • 低吞吐量:区块链目前能够处理的交易非常有限
  • 缓慢的交易速度:处理一个区块的时间很长。比如比特币的区块时间是 10 分钟,以太坊的区块时间大约是 14 秒。在高峰期里花费的时间甚至更长。大家都知道比特币拥堵的时候甚至要几天才到账,高达几百元的转账费。以太坊也好不到哪里去,一只以太坊猫就把整个网络玩坏了。

所以可扩展性、速度和效率就是限制区块链商业应用的痛点所在。

 

2、联盟链——consortium blockchain

联盟链一般是由若干个机构共同参与管理的区块链。

联盟链上的读写权限和记账权限都由联盟规则限定,比如由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(Hyperleder)项目就属于联盟链项目。

联盟链的共识过程由预先选好的节点控制。一般来说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,而是多采用权益证明PoS或PBFT(Practical Byzantine Fault Tolerant)、RAFT等共识算法。联盟链对交易的确认时间、每秒交易数都与公共链有较大的区别,对安全和性能的要求也比公共链高。

联盟链和私有链都是需要注册许可的区块链,所以也称为许可链。有些许可链不需要激励记账所以不会发行代币。

 

3、私有链——private blockchain

私有链是指写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。私有链则仅在私有组织使用,区块链上的读写权限、参与记账权限按私有组织规则来制定。

私有链的应用场景一般是企业内部的应用,如数据库管理、审计等。私有链的价值主要是提供安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台,可以同时防范来自内部和外部对数据的安全攻击,这个在传统的系统是很难做到的。

举个形象的例子,比如现在我们有个村子,村子里的村民采用pow等机制来进行记账权的分配,而账本是所有人都能看到的,那村子的运作是基于公有链的。如何把这个运作方式变成一个私有链呢?

只要村长发话,区块链的读写权限,记账权限全部封闭,只对村民开放,想要拥有权限必须通过他的审核和确认才行。这样外人想看村里的区块链账本必须通过村长的同意,想交易?想入村当村民?全部得由村长同意才行。账本只对村内透明。

相比中心化数据库,私有链能够防止机构内单节点故意隐瞒或者篡改数据,即使发生错误,也能够迅速发现来源。因此许多大型金融机构在目前更加倾向于使用私有链技术。
参与节点的资格会被严格的限制,由于参与的节点是有限和可控的,因此私有链往往可以有极快的交易速度、更好的隐私保护、更低的交易成本、不容易被恶意攻击、并且能够做到身份认证等金融行业必须的要求。

私有链和联盟链之间的设计隐私权限会有不同,联盟链中的权限设计要求往往更为复杂。

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。

目前看来公有链与许可链的边界逐渐开始变得模糊,开始出现混合链。特点是系统内所有节点有不同的权限,有些节点只能查看部分区块链数据,有些节点能够下载完整的区块链数据,有些节点负责参与记账。混合链可能有公有链和许可链的优点,但开发难度较大,会是未来区块链技术发展的方向之一。

 

结论

三种区块链中去中心化程度最高的是公有链。这种以比特币以及以太坊为代表的公有区块链,不受第三方机构控制,世界上所有的人都可读取链上的数据记录、参与交易以及竞争新区块的记账权等。程序开发者无权干涉用户,各参与者(即节点)可自由加入以及退出网络,并按照意愿进行相关操作。

私有区块链则完全相反,该网络的写入权限由某个组织或者机构全权控制,数据读取权限受组织规定,要么对外开放、要么具有一定程度的访问限制。简单来说,可以将其理解为一个弱中心化或者多中心化的系统。由于参与节点具有严格限制且少;与公有链相比,私有链达成共识的时间相对较短、交易速度更快、效率更高、成本更低。不过这种类型的区块链更适合于特定机构内部使用,比如Linux基金会。

而联盟链则是介于公有链以及私有链之间的区块链,可实现“部分去中心化”。链上各个节点通常有与之相对应的实体机构或者组织;参与者通过授权加入网络并组成利益相关联盟,共同维护区块链运行。从某种程度上来说,联盟链也属于私有链的范畴,只是私有化程度有所不同而已。为此其同样具有成本较低、效率较高的特点,适用于不同实体间的交易、结算等B2B交易。

总的来说,公有链的进入门槛最低,而私有链以及联盟链则在开放程度上有所限制。

 

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