一文看懂公有链与 BaaS 系统的发展

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公有链
公有链是指任何人都可进行信息读取、交易、确认交易和建立共识的区块链。
公有链数据由所有节点共同维护,每个参与维护节点都能获得一份完整记录的拷贝,可以实现在没有中央权威机构的弱信任环境下,分布式地建立一套信任机制,保障系统内数据公开透明、可溯源和难以被非法篡改。
比特币就是典型的公有链系统。它通过密码学保证交易不可篡改,同时也利用密码学验证以及经济激励机制,在互为陌生的网络环境中建立共识,从而形成去中心化的信用网络。
公有链的优点
用户免受开发者影响:在公有链中,数据的读写不受任何人控制,程序开发者也没有权利干涉用户,它可以保护使用程序的用户不受开发者影响。程序开发完毕后,早期开发者所占比重将越来越小,用户共同参与维护工作,充分体现区块链的自由和去中心化。
访问门槛低:只需要一台联网的电脑就能访问。
网络效应:因为公有链是开放的,任何人都可以自由进出,所以具备了被外界用户使用和产生网络效应的基础。
数据公开:整个系统是完全去中心化、公开透明的。每个用户都可以看到所有的交易活动和账户情况。
用户匿名:因为公有链是建立了非信任机制,彼此之间无需信任,所以操作都是匿名的,这样用户隐私就得到了很好的保护。
公有链的发展
自 2009 年比特币系统诞生以来,公有链的发展逐渐成为区块链技术突破和应用的主攻方向。以比特币和以太坊为代表的 PoW 共识机制,每个节点都需要进行一次算力比拼竞争记账权:在给定字符串后连接一个被称为 nonce 的整数值串,对连接后的字符串进行 SHA256 哈希运算,如果得到的十六进制哈希结果是以若干个 0 开头,则通过验证。这样一个开放的区块链网络中,任意加入的节点都能够参与共识。工作量证明本质上是通过算力来引入一个熵系统,以算力的消耗来抵挡恶意的攻击者并使得记账权的转移具有不可预测性。
为改善 PoW 共识机制高耗能的缺点,权益证明(PoS)共识机制引起了行业关注,但权益证明的思想在区块链系统中的实现一直没有完备性解决方案。近年来,学术界提出 Ouroboros、Algorand、Thunderella 等基于 PoS 思想的共识机制在一定程度上将区块链技术向前推进了一大步。这些共识机制通过引入权益证明的过程来抵抗分布式系统的假名攻击,可验证随机函数来提供记账权转移的不可预测性,在一定同步假设的基础上实现了区块链系统去中心化、高效能和安全的相对平衡。
为了追求极致的高效能,委托权益证明(DPoS)的共识机制牺牲了去中心化特性来构造高性能、多用途的区块链系统。DPoS 共识机制在最小化网络成本的同时,赋予每个持股人一定投票权,由他们投票产生“超级节点”代表。最终由获得票数最多的一定数量超级节点轮流平等产生区块,来维护高性能的全局账本。但是这些共识机制都未能在去中心化、高效能和安全之间找到最优的平衡点。
MASS 项目设计的容量证明共识算法(PoC),采用新的共识模型,用存储容量的方法抵御假名攻击,采用可验证随机函数增加记账权转移的不可预测性。使用容量证明的矿工可同时为多条基于 PoC 共识的区块链提供证明,因此 MASS 网络上可以同时共识多条区块链。
BaaS 是什么?
BaaS 是 Blockchain as a Service 的缩写,中文译为“区块链即服务”。
区块链即服务(Blockchain as a Service)是指利用区块链产生的数据,提供基于区块链的搜索查询、任务提交,等一系列操作服务。在 BaaS 系统中通过集成区块链底层通信和共识算法,为众多区块链现实应用提供底层支持和丰富的库接口。
BaaS 系统发展
微软在 2015 年 11 月宣布在 Azure 云平台中提供 BaaS 服务,并于 2016 年 8 月正式对外开放。开发者可以在平台以最简便、高效的方式创建区块链环境。IBM 在 2016 年 2 月宣布推出区块链服务平台,使用 IBM 在 Bluemix 上的区块链服务,开发人员就可以访问完全集成的开发运维工具,用于在 IBM 云上创建、部署、运行和监控区块链应用程序。但将用户对公有云或者大公司的品牌信任注入到平台中,在一定程度上无法实现真正的去中心化网络。
BaaS 节点的用途主要是:快速建立自己所需的开发环境,提供基于区块链的搜索查询、交易提交、数据分析等一系列操作服务,这些服务既可以是中心化的,也可以是非中心化的,用来帮助开发者更快地验证自己的概念和模型。BaaS 节点的服务性体现在:工具性更强,便于创建、部署、运行和监控区块链。
由于 BaaS 系统是区块链和云计算结合的产物,在 BaaS 上部署区块链系统主要以联盟链为主,并且节点主要在同一个云服务中心运行,无法实现分散化的部署并支持无准入许可的公有链网络。
公有链中运用 BaaS 系统的项目 MASS
MASS 采用新设计的 PoC 容量证明算法,算法经过严谨数学证明,可保证记账权转移的概率正相关于节点拥有的存储容量。并且矿工提供的容量证明可在多个区块链上复用。因此,基于 PoC 共识算法进行挖矿的矿工网络可以同时共识多条区块链。
现有公有链生态系统中,不同区块链网络是独立分开的,同一设备的计算资源在同一时间仅可投入单一区块链中。当使用 PoC 共识算法进行挖矿后,矿工网络可以和区块链的应用层以及交易结构分离,基于同一个矿工网络,开发人员可通过调用 MASS 共识引擎的接口来构建自己的公有链。MASS 通过对 PoC 共识机制和矿工通讯模块进行封装,构建一个聚合共识引擎。并基于该引擎开发多套区块链框架,实现一个公有链的 BaaS 系统。

正文完
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