公链概念
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1 什么是公链
根据区块链网络中心化程度的不同,有三种不同应用场景下的区块链:第一种是全网公开,无用户授权机制的区块链,即公有链;第二种是允许授权的节点加入网络,按照权限查看信息,一般用在机构间的区块链,称为联盟链或行业链;第三种是所有网络中的节点都掌握在一家机构手中,称为私有链。简单的说,公有链记账权对互联网上的所有人开放,例如比特币、以太坊;私有链一般用于组织内部,不对其他人开放记账权;联盟链记账权对特定的组织和机构开放。
公链的全称是“公有链”,指的是全世界任何人都可以读取、发送交易且交易能获得有效确认的、也可以参与其中共识过程的区块链。采用工作量证明机制(pow)/权益证明机制(pos)等方式维护公链安全。它们是以经济奖励与数字加密验证相结合的方式而存在,并遵循一般原则——每个人可从中获得的经济奖励,与对共识过程中做出的贡献成比例,被称为“完全去中心化”。代表公链币种有:ETH,DOT,ADA,APTOS,XRP,FTM,SOL等。
2 公链和联盟链、私链的区别
(1)去中心化与安全:公链的上链信息完全去中心化,安全性较高;联盟链的共识机制由联盟方决定,联盟方可用联合起来修改链上信息,未实现完全去中心化,安全性低于公链
(2)交易机制:公链的NFT的铸造上链、首次发售和二次转让都需要支付Gas费(矿工的报酬);联盟链的NFT的铸造上链和发售的算力成本较低,平台和区块链一般按照项目发售总额的百分比收取服务费
(3)炒作:公链完全去中心化保证资产的唯一性和真实性,限量发行且独一无二的特性使得NFT具有,货币化属性,容易导致炒作。联盟链的联盟方可以控制NFT的铸造和交易规则,限制二手交易和场外交易,对炒作有较好的管控。
(4)存储:公链对算力的要求较高,把很大的图片或视频放到链上的成本较高,所以公链上的NFT映射的数字内容一般存储在链下的中心化存储服务器或去中心化的存储服务器中,这对资产的安全性有很大影响。联盟链无须经过大量节点验证,可以把较大的图片上传至链上,避免NFT所映射的内容丢失或被篡改。
(5)能源消耗:公链需要经过大量节点验证,算力要求和能源消耗较高联盟链只需要经过几个联盟方的节点验证,能源消耗较低原生资产确权区块链技术虽然能够对已上链的数字内容进行信息溯源,保证数字内容上链后的真实性和所有权归属,但在数字内容被铸成NFT之前的资产确权环节却存在漏洞,铸币平台无法确认数字内容的版权归属。
(6)与公链相反,有授权的DLT网络会对可以参与的用户及如何参与进行限制(例如,一些用户只允许与特定类型的交易互动)。私链通常由企业运营和管理,只有其利益相关者、员工和合作伙伴参与,通过限制对网络的访问,企业可以在利用区块链技术优势的同时,保证其敏感信息的安全。私链有Hyperledger Fabric、R3 Corda、ConsenSys Quorum、Facebook Libra等。
3 公链的共识机制
(1)工作量证明(PoW):全网节点维护拥有最大工作量的链。算力越大,记账成功率越高。通过消耗大量能源来计算一个满足条件的Hash值来获得记账权(发起提案),某个节点成功找到满足条件的Hash值之后,会马上对全网进行广播打包区块,网络中的节点收到区块后,会立刻对其进行验证。如果验证通过则立即接受该区块,同时记账节点会得到代币奖励。假如节点有任何的作弊行为,都会导致验证不通过,并直接丢弃其打包的区块,作弊的节点不但得不到奖励,还损失了巨大挖矿成本。实现了完全去中心化和高安全性,破坏系统需要投入极大的成本。但是浪费能源,共识效率较低,而且算力集中,难以满足商业化应用的需求。
(2)权益证明(PoS):持有币的数量越多、时间越长,获得记账权的成功率越高。一定程度上缩短了共识达成的时间。不需要消耗大量能源挖矿,但性能提升有限,容易导致代币大量集中,流动性变差。
(3)委托权益证明(DPoS):不再需要所有参与节点验证,而是委托部分代表。PoS的改良版本,先通过投票选举达成极少数可信的见证人共识,见证人之间再达成交易验证共识。大大提高了整个系统的共识效率,但容易导致过度中心化。
(4)实用拜占庭容错算法(PBFT):让系统中大部分的诚实节点来覆盖恶意节点或无效节点的行为。用户端向主节点发送使用服务操作的请求,主节点通过广播将请求发送给其他副本,所有副本执行请求并将结果发回用户端,用户端需要等待F+1个不同副本节点发回相同的结果,作为整个操作的最终结果。算法效率有所提升,但容错率相对较低。
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