站内搜索:
登陆 ★ 注册会员 ★设为首页 ★加入收藏
 
校园论坛 您现在的位置:首页 |校园论坛
 

联盟链的运行机制

联盟链是指其共识过程受到预选节点控制的区块链,只针对特定某个群体的成员和有限的第三方,内部指定多个预选的节点为记账人,每个区块的生成由所有的预选节点共同决定。联盟链涉及介于公有链和私有链之间的区块链技术,被认为是半去中心化(semi-decentralized)区块链。联盟链背后的主要思想是利用区块链技术创建一个有利的网络,通过扩大合作效果来应对特定行业的挑战。该网络不仅包括业务盟友,甚至还包括竞争对手。Deloitte研究表明,74%的组织正在与竞争对手一起参加联盟链或有意愿加入其中。[18]

(一)联盟链是部分去中心化的区块链

联盟链是对公有链和私有链取长补短而出现的,为了满足多方参与者平等合作而不能由某一方独家掌控的需求,联盟链舍弃了公有链的完全去中心化与私有链的单一中心化,转而采用了部分去中心化(也称为半去中心化)的结构。

区块链作为一种共识机制,去中心化的意义就是没有一个组织或个人对全链信息的真实性与完整性承担责任。也正因为如此,所有参与者基于对技术与规则的信任达成共识,相信没有任何一个人可以控制区块链,不会对链上的信息进行篡改。[19]这是公有链技术的核心价值。如前所述,作为中心化的私有链,其存在价值主要是基于内部管理的需要,利用区块链技术保证系统内信息的完整准确与不可篡改。联盟链的部分去中心化试图综合二者的技术优势。

一方面,联盟链并无中心化的主导者,是由多个节点共同维护的系统。各个节点之间地位平等,彼此之间并无支配关系。系统运行规则由参与各方共同制定,共同遵守。从这个意义上说,联盟链是去中心化的。另一方面,与公有链不同,联盟链严格限定参与者,是一个封闭的系统,任何节点的加入和退出必须符合实现预定的规则或者经过其他节点同意。各个节点分别连接不同的参与者,每个节点可以在自己内部建立相对独立的数据库。从这个意义上说,联盟链是多中心化的。因此,联盟链通常被认为是部分中心化(或半中心化)的区块链技术。

(二)联盟链的共识机制

公有链是对外完全开放的,任何人可以随意进出,由于参与者之间互不相识,缺乏信任基础,在没有中心化机构的前提下,必须依赖共识机制token进行激励。因此,公有链通过工作量证明(POW)机制,需要参与者利用极高硬件要求的终端进行复杂的计算,并且花费一定的时间、消耗相当多的电力进行SHA256运算,来争夺记账权,token是其记账权的表现形式。

与公有链相比,联盟链是相对封闭的,参与者之间彼此熟知,有一定的信任基础,共识机制的建立无需通过工作量证明的方式达成。同时,因为并无一个绝对中心化、权威的参与者,还需要在参与者之间形成必要的共识。这决定了联盟链的共识机制必须体现所有参与者的意志,有他们共同磋商完成。既可以在系统成立前预先设定,也可以在系统运行过程中随时调整。如果说,公有链是“信任机器”,必须通过一定的运算才可以形成共识,是一个是线上的技术问题;联盟链则是“信任人”(人与人之间、人与组织之间,或者组织与组织之间),并非技术问题,无需经过计算来完成,而是一个线下的磋商过程。联盟链的共识机制一旦达成,在智能合约的保证下,程序会自动运行,无需担心数据安全问题。

当然,在联盟链的发展过程中,有些应用场景也发展出一些特殊的共识机制,以便节省谈判成本,提高系统的运行效率。如Raft共识算法在联盟链中的应用,将节点分为候选人(Candidate)、领导(Leader)和追随者(Follower)等角色,在虚拟空间实现了合理的系统治理结构。[20]

(三)联盟链的技术特征

联盟链是介于公有链与私有链之间的技术,兼具二者的特点。

1.联盟链是相对封闭的系统。联盟链的各个节点都是预先设定的,一般情况下并不对外开放。在特定情况下,根据联盟协议,这种类型的区块链可以允许某些参与者访问或采用混合访问方法,实现数据共享与数据流通。例如,根哈希(roothash)及其应用程序接口(API)可以向公众开放。因此,外部人员或组织可以使用API进行一定数量的查询,并获取相关信息。有的联盟链技术甚至是在限定一定条件的前提下,完全对外开放的。比如Linux基金会推出的HyperledgerFabric,意在建立一个开源商业联盟链项目,目的帮助企业建立领先的开源、通用区块链技术结构。目前成员已经超过250家机构,既包括IBM、Intel、华为等IT巨头,也包括荷兰银行、招商银行、中国民生银行等金融机构,还包括耶鲁大学、剑桥大学、北京大学等著名高等院校。[21]

2.联盟链的参与各方相对独立,合作紧密。联盟链通常基于业务合作的需求,由多个参与者共同完成。每个参与者通过一个节点接入联盟链,都是不同于其他节点的独立数据库,这一方面决定了联盟链平等参与、民主管理的特点,另一方也可以最大程度地减少虚拟空间的“代理成本”和“道德风险”。公有链参与者之间的“无组织”和私有链参与者之间“被管理”的问题在联盟链中得到了解决,参与者们既保持了相对独立,又可以进行紧密合作,非常适合在一些需要数据交换、数据共享等商业场景下应用。因此,一个技术架构较为合理的联盟链会吸引众多参与者加入。

3.联盟链是“不可能三角”的平衡点。国内最早的区块链资讯社区门户网站巴比特的创始人长铗,于2014年2月发表文章提出区块链技术的三元悖论:去中心化、安全与环保构成了一个不可能三角形,大意是在一个区块链系统中此三者不可能同时实现。[22]他所说的环保是指公有链工作量证明需要大量的算力,验证速度慢,耗时较长,实际上是效率问题。因此,区块链技术的不可能三角指的是去中心化、安全与效率三者不可能同时实现(见图1)。公有链解决了去中心化和安全问题,却牺牲了效率;私有链解决了安全与效率,却牺牲了区块链的最具价值的去中心化。从技术原理上来看,联盟链虽然不能解决这一问题,但在三者之间找到了较为理想的平衡点。这使得联盟链的参与节点间的连接状态较好、验证效率较高,只需较低的成本即可维持运行,提供高速交易处理的同时降低交易费用,有很好的扩展性,数据可以保持一定的隐私性。[23]联盟链的运行效率也大大高于公有链。公有链的新区块能否上链,必须由链上的所有节点决定和确认,而联盟链只要其中几个权重较高的节点进行确定即可。

 

 

 

4.联盟链的数据信息并非不可篡改。在公有链中,除非算力过半,否则数据的不可篡改。这是公有链的主要特点之一,是由其“点对点”技术和“去中心化”决定的。对于联盟链来说,因为并不是完全去中心化的,如果在联盟内部参与者“合谋”达成共识的前提下,链上的数据可以被任意篡改,外部参与者和监管机构无法确认联盟链数据的真实性。