2021-01-06 16:06

研报 | 连通公链和联盟链的研究

本文为万向区块链行业研究文章之一,作者为万向区块链首席经济学家办公室郝凯。


摘要


本文研究公链和联盟链之间进行连通的进展。随着越来越多的企业开始尝试使用联盟链,未来联盟链和公链之间、以及不同的联盟链之间存在很大的连通需求。从实现方法来看,在公链的基础上搭建联盟链是更常见的解决方案。未来,公链和联盟链之间的界限进一步模糊。


正文


近年来,随着区块链技术的不断发展,包括中国在内的很多国家逐渐意识到这项技术的重要性,并从国家战略层面上对区块链技术给予支持和推动。2019年10月,中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习;2020年4月,国家发改委明确将区块链纳入新型基础设施中的信息基础设施。在这样的背景下,整个区块链行业蓬勃发展,取得了长足进步。

本文研究公链和联盟链之间进行连通的进展,主要分为五个部分:一是公链和联盟链的现状,二是两者进行连通的需求,三是可行的技术方案,四是当前发展的阻碍,五是对公链和联盟链未来发展的思考。


一、公链和联盟链的现状


从访问权限的维度来看,区块链可以划分为公链、联盟链和私链。其中,公链是非许可链,任何有意愿参与的用户都可以加入进来;联盟链和私链属于许可链,有相应的准入机制,只有获得许可的用户才能参与。本文的研究对象是公链和联盟链。

以比特币、以太坊等区块链项目为代表的公链采用开放式架构,允许任何有意愿参与的用户参与到生态中来,主要有去中心化、分布式和抗审查等要特点。公链需要设计一套完整的经济激励和治理机制,并且利用Token作为价值交换的媒介,平衡生态内部供需。在Token的激励下,参与者会自发维护公链的安全和正常运行,并积极推动公链的生态发展。

以Hyperledger、Corda为代表的联盟链则是一个相对封闭的生态,只有获得许可的用户才能参与,主要特点包括弱中心化、强身份许可和安全隐私等。对于联盟链而言,参与者之间的信任是通过契约关系或共同利益来实现的,并不需要Token经济模型来提供激励。联盟链对企业用户友好,可以整合联盟内部资源,重塑价值分配,优化使用效率。

与公链相比,联盟链便于监管,并且不涉及Token,更符合国内现阶段的发展要求。


二、连通公链和联盟链的需求


目前,国内政府部门和企业大多以联盟链的形式推动区块链平台落地,联盟链在国内的发展更顺利一些。然而,这并不意味着联盟链不存在自身短板和限制。联盟链并不是完美的解决方案,有些时候也需要借助公链的优势和特点。公链和联盟链之间并不是直接竞争关系,而是可以相互借鉴。在很多应用场景中,存在公链和联盟链之间进行连通的需求。

第一,联盟链可以不需要Token来提供激励,这在监管合规上是一个优势,但这同时也造成了联盟链生态缺乏激励,难以吸引更多的参与者,无法扩大联盟链的影响力。很多联盟链项目由一家或几家企业主导,忽略其他参与者的意愿,最终成为联盟成员之间的公开数据库,难以充分发挥区块链技术的优势。因此,联盟链项目发展到一定程度后可能会遇到瓶颈。如果想继续扩大整个生态的影响力,那么需要联盟链与公链进行连通,通过公链接入更多的用户,吸引更多的开发者,创造更多商业模式和应用场景。

第二,每个联盟链项目涉及的应用场景是有限的,不可能一个联盟链项目覆盖所有应用场景。那么,连通公链和联盟链可以丰富联盟链的使用场景。例如,一个联盟链项目主要从事供应链金融,另一个公链项目的功能是身份认证。那么,连通公链和联盟链可以为供应链金融提供必要的身份信息,解决数据的互联互通问题,最终这两个项目都可以从中获益。在这种情况下,联盟链的用户和生态规模也会随之扩大。

第三,由于联盟链的信任并不是来自于密码学和博弈论,联盟链之间进行价值交互时难以做到相互信任。如果两个联盟链之间需要发生交易,那么可以分别与公链进行连通,通过公链这个桥梁进行沟通验证并进行清结算。同时,公链自身的安全性也为联盟链之间的交易提供了保障

第四,连通公链和联盟链也有助于解决隐私和监管问题。公链很难进行监管,联盟链则便于监管,连通公链和联盟链后,可以根据业务模式对信息和数据进行切分和分别存储,以达到隐私保护的安全要求,可以在一定程度上平衡用户的隐私和监管。


三、实现方法


连通公链和联盟链的方法主要分为两种:一是在公链基础上搭建联盟链,二是在联盟链的基础上发展公链。

(一)在公链基础上搭建联盟链

在公链基础上搭建联盟链是一种常见的方法。在一条共同的基础公链上,开发各自不同的联盟链,不同的联盟链可以有不同的设计。在这个设计中,既可以实现公链和联盟链的连通,也可以实现联盟链之间的交互。

第一,Layer 2的技术方案可以符合这个设计。Layer 1作为基础公链,通过自身的共识算法保障整个系统的安全性,主要用于清结算和存证。联盟链则以Layer 2的形式接入公链中,并且可以根据自身的业务特点设计出不同的Layer 2联盟链。同时,联盟链可以存储私人信息和数据,满足隐私保护的要求。

第二,中继链等跨链技术方案也可以符合这个设计,以Polkadot为例。联盟链可以直接通过平行链的方式接入Polkadot生态中,实现与Polkadot生态中其他链的连通,也可以实现联盟链之间的价值交互。并且,Polkadot会维护联盟链的安全性。当然,这种方法需要考虑Polkadot插槽费用的问题。

第三,很多公链项目在设计时就同时具备公链和联盟链两套解决方案。在这种情况下,公链和联盟链进行了标准化设计,便于联盟链与公链的集成,大大降低公链和联盟链进行连通的难度,使得生态中联盟链的参与者能够安全地进行合作。

(二)在联盟链的基础上发展公链

在联盟链的基础上发展公链也是一种思路,当联盟链不断发展壮大之后,存在向公链转型的可能性,但这种方法并不常见。在Libra 1.0白皮书中,Libra的最初设计就是经过几年的发展之后,从联盟链转向公链。虽然在Libra 2.0白皮书中因为合规的因素放弃了这个设计,但从中可以看出联盟链转向公链是一个发展的方向。


四、发展阻碍


目前来看,公链和联盟链之间进行连通的成功案例并不多,主要原因包括以下几点。

一是联盟链生态中企业的观念,他们主观上并不愿意与公链进行连通,不想分享自己持有的数据和信息。对于这个问题,需要有先行者做出成功的示范,让更多的企业意识到连通公链和联盟链可以为企业创造更高的利润,通过市场的力量解决这个问题。

二是实际的连通需求并没有那么大。如前文所述,在联盟链发展到一定阶段后,连通公链和联盟链可以创造更大的价值。但目前很多商业场景中的联盟链还处于初始阶段,与公链进行连通的需求并不急迫。

三是监管政策。在当前的环境中,企业发展联盟链不会受到太大的监管压力。但与公链连通后,企业可能会面临额外的合规问题,这使得很多企业不愿意去尝试。此外,连通方法的技术门槛也是一个值得考虑的问题。

五、思考和总结

当前的国内环境非常适合联盟链项目的落地和发展,越来越多的企业开始改变看待区块链的方式,并尝试部署联盟链。这些联盟链与上世纪90年代的局域网有相似之处。未来,联盟链和公链之间、以及不同的联盟链之间存在很大的连通需求。

从发展趋势看,公链和联盟链之间在靠近和融合,它们的界限进一步模糊化。很多公链和联盟链项目的源代码是相通的,在技术上没有太多不同,仅在访问权限上有所区别。很多区块链项目同时支持公链和联盟链的生态。未来,公链会更加便于监管,联盟链会更加开放,公链和联盟链可以视为适合不同场景的区块链技术。

从实现方法来看,在公链的基础上搭建联盟链是更常见的方案。公链和多个联盟链组成区块链基础设施,联盟链可以根据自身的业务模式进行灵活设计。在这种解决方案中,一方面可以给公链注入现实世界的价值,赋予公链新的商业模式,另一方面可以让联盟链的生态获得持续发展。公链为整个生态提供必要的安全性,并负责价值交互的清结算;联盟链可以满足不同应用场景的各类需求。

最后,在联盟链方面,万向区块链联手生态合作伙伴打造了支持企业级应用的联盟区块链平台PlatONE。该平台以隐私计算为基础,同时引入安全多方计算、同态加密、零知识证明等密码学算法,实现数据多方安全共享。

本文链接:https://www.8btc.com/article/6582723
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