相里朋【原创】主流区块链技术比对研究综述(三)

  • 2017-10-17
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相里朋|顾欣【原创】主流区块链技术比对研究综述(三)

相里朋|顾欣【原创】主流区块链技术比对研究综述(三)

相里朋|顾欣【原创】主流区块链技术比对研究综述(三)

前言

        从2009年比特币诞生,到以太坊和开源项目Hyperledger Fabric等等,至今,许多区块链技术架构或区块链平台不断被开发出来,区块链技术也发生着日新月异的变化。区块链技术是多种底层技术的融合:点对点网络技术、密码学技术、块链式结构和共识算法等等。虽然智能合约并不是区块链系统的必要组成部分,但由于区块链具备不可篡改、规则透明、多方执行等特性,使它可以很好地为智能合约提供可信的计算环境。

        因此,我们将对目前几个主流区块链技术进行比对,分析主流区块链技术架构的特点,以及相互之间的差别,最后对A、B、C、D四家单位的区块链产品进行简单类比。

国内区块链竞品分析

紧接上回,我们对国内A、B、C、D四家单位的区块链产品进行简单类比,结果如下:

序号

名称

类型

技术

密码学

CA

共识机制

合约语言

1

A产品

联盟链

参考Ripple、Stellar思想

SHA256/SM3

ECC/SM2

PBFT

JavaScript

2

B产品

联盟链

参考Ripple、Fabric思想

SHA512 half

ECC

改进的PBFT

Python

3

C产品

/

/

SHA256/SM3

ECC/SM2

/

4

D产品

联盟链

基于以太坊架构

SHA3-256/SM3

ECC

PoW

Java

A产品与Ripple区块链技术架构比较结果如下:

序号

名称

数据结构

网络架构

密码学

共识机制

合约语言

1

A产品

account_hash

close_time

total_coins

P2P

SHA256/SM3

ECC/SM2

PBFT

JavaScript

2

Ripple

account_hash

close_time

total_coins

P2P

SHA256

ECC

RPCA

JavaScript等web语言

A产品区块结构由账户哈希(account_hash)、时间戳(close_time)、总币数(total_coins)等组成,支持SHA256、ECC密码学算法、支持JavaScript开发语言的智能合约,这些特点与Ripple区块链相似。

B产品与Ripple、Fabric区块链技术架构比较结果如下:

序号

名称

数据结构

网络结构

密码学

共识机制

合约语言

1

B产品

ledger_hash

account_hash

close_time

transaction_hash

total_coins

P2P

SHA512 half

ECC

类PBFT

Python

2

Ripple

ledger_hash

account_hash

close_time

transaction_hash

total_coins

P2P

SHA512 half

ECC

RPCA

JavaScript等web语言

3

Fabric

previousBlockHash

transactionsHash

timestamp

stateHash

P2P

SHA3 SHAKE256

数字证书

PBFT

Java/C#/Go

B产品区块结构由区块哈希(ledger_hash)、账户哈希(account_hash)、时间戳(close_time)、交易哈希(transaction_hash)、总币数(total_coins),支持SHA512 half、ECC密码学算法,支持基于PBFT共识机制,这些特点与Ripple、Fabric区块链相似。

D产品与以太坊区块链技术架构比较结果如下:

序号

名称

数据结构

网络结构

密码学

共识机制

合约语言

1

D产品

hash

number

parentHash

timestamp

transactionRoot

gasLimit

P2P

SHA3-256

ECC

PoW

Java

2

以太坊

hash

number

parentHash

timestamp

transactionRoot

gasLimit

P2P

SHA3-256

ECC

PoW

Solidity(类Java)

D产品的区块结构由区块哈希(hash)、区块号(number)、父哈希(parentHash)、时间戳(timestamp)、难度(nonce)、miner(矿工)、交易哈希(transactionRoot)、使用容量(gasUsed)、总容量(gasLimit)等组成,区块结构基本与以太坊区块结构类似,同时,采用PoW的共识机制,支持SHA3-256、ECC密码学算法,这些特点与以太坊区块链一样。

总结

本文从6个方面分析比较了当前4个主流区块链技术的特点和差别,并对国内4家典型区块链企业的产品进行类比。后续,我们将继续跟踪区块链产品的特点和动态。

比特币是区块链的起源,扮演着重要的历史地位,但由于技术上的局限性,如共识机制采用工作量证明,需要大量的哈希计算,在性能、资源上不具有优势,智能合约相对简单。因此不适合应用于业务场景。

以太坊目前也采用挖矿方式达成共识,但其类PoS的Casper算法提高了挖矿的效率,2017年底将开发完成PoS机制,并且将PoS+PoW混合机制作为以太坊2.0的开端,而且其智能合约相对方便快捷,开发语言Solidity类似于JavaScript,有利于开发者,并且还开发了较多的基于密码学的隐私保护方案,因此,比较适用于商业场景。

Fabric源于IBM,初衷为了服务于工业生产。其共识模块可插拔,以PBFT为主,交易确认可在10几秒之内完成,Fabric以智能合约为导向,支持多种主流开发语言,而且还开发了基于CA的强身份认证机制,因此,比较适合带权限的商业场景。

Ripple的初衷是建立一个分布式的P2P清算网络,Ripple无需挖矿,Ripple的交易确认过程可在几秒钟之内完成。Ripple引入了一个RPCA共识机制,通过特殊节点的投票,在很短的时间内就能够对交易进行验证和确认。Ripple解决方案使得银行之间无需通过代理行,而是可以直接转账,且及时、确定地结算,以此降低结算总成本。因此,比较适用于特定的商业场景,如支付、清算场景。

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