鏈網(wǎng)架構(gòu):從電信網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng),區(qū)塊鏈的發(fā)展歷史
區(qū)塊鏈發(fā)展到今天,形成了公鏈、聯(lián)盟鏈/私鏈、鏈網(wǎng)這三大架構(gòu)流派。仍以計(jì)算機(jī)發(fā)展史來類比:公鏈相當(dāng)于當(dāng)年的大型計(jì)算機(jī),直到今天,IBM大型機(jī)已更新?lián)Q代,充滿科技感,仍然在特定行業(yè)為滿足特定需要而運(yùn)轉(zhuǎn),難怪當(dāng)年IBM董事長曾斷言全世界只需要5臺(tái)計(jì)算機(jī);聯(lián)盟鏈和私鏈如同蓬勃發(fā)展的個(gè)人電腦產(chǎn)業(yè)帶來的局域網(wǎng)、專用網(wǎng)系統(tǒng)。政府、大企業(yè)等擁有充分資源的機(jī)構(gòu)更是組建起自己的專有網(wǎng)絡(luò),連接多個(gè)大樓甚至城市。
今天的區(qū)塊鏈www.yuanwze.cn行業(yè),如同當(dāng)年互聯(lián)網(wǎng)尚未降臨的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,幾乎所有公鏈都指望“贏者通吃”,所有聯(lián)盟鏈都打算“占山為王”。然而,借鑒從電信網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷史,我們相信新生的鏈網(wǎng)架構(gòu)代表著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展方向和主流(見圖1)。
進(jìn)入2019年,鏈網(wǎng)架構(gòu)在行業(yè)嶄露頭角,并且越來越受關(guān)注。目前,ArcBlock、Cosmos(原Tendermint)和Polkadot是在全力研發(fā)鏈網(wǎng)架構(gòu)領(lǐng)域技術(shù)全球領(lǐng)先的三個(gè)項(xiàng)目(見圖2)。
在如何實(shí)現(xiàn)跨鏈互聯(lián)互通方面,目前各家的技術(shù)解決方案可謂八仙過海、各顯神通,但基本的設(shè)計(jì)和目的是類似的。而且,這些不同的跨鏈技術(shù)本身都體現(xiàn)出對其他技術(shù)的互聯(lián)互通性,理論上它們互相兼容、可聯(lián)通——這與傳統(tǒng)公鏈的“各自為政”形成鮮明對比。
以Tendermint團(tuán)隊(duì)為核心團(tuán)隊(duì)開發(fā)的跨鏈項(xiàng)目Cosmos定義了IBC,允許使用Cosmos SDK開發(fā)的相同結(jié)構(gòu)的區(qū)塊鏈以及代理鏈(遵守原鏈和IBC通信標(biāo)準(zhǔn)),以Zone的形式與Hub這一中間樞紐連接通信,實(shí)現(xiàn)鏈與鏈的互聯(lián)互通,最終形成宇宙星云式鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
圖1 電信網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—鏈網(wǎng)
注:直到今天,互聯(lián)網(wǎng)并沒有完全取代電信網(wǎng),但其價(jià)值已遠(yuǎn)大于電信網(wǎng)。
然而,在20年前,互聯(lián)網(wǎng)在電信運(yùn)營商眼里不過是一項(xiàng)“增值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)”。電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)“三網(wǎng)合一”的“融合通信”曾經(jīng)是業(yè)界熱議10多年的目標(biāo),如今卻以互聯(lián)網(wǎng)融合一切悄然成為現(xiàn)實(shí)。今天的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)基于P2P協(xié)議基礎(chǔ),因此在很多人眼中,它只是互聯(lián)網(wǎng)承載的一塊“小業(yè)務(wù)”,正如過去互聯(lián)網(wǎng)長于電信網(wǎng)并將其包容一般,我們相信未來區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)將大于并包容互聯(lián)網(wǎng)。
ArcBlock鏈網(wǎng)中所有的鏈都是平行空間的設(shè)計(jì),用去中心化身份來實(shí)現(xiàn)鏈與鏈的互聯(lián)和通信(見圖3)。ArcBlock鏈網(wǎng)中,鏈和鏈之間的通信沒有采用必須通過中間人的“中繼”或Hub進(jìn)行的設(shè)計(jì),更為去中心化,組網(wǎng)更為自由。鏈網(wǎng)的每條鏈專注于唯一功能,各司其職又互相配合,并且能與比特幣、以太坊公鏈等通過GraphQL API查詢交互。多個(gè)“應(yīng)用鏈”結(jié)合若干“服務(wù)鏈”和“資產(chǎn)鏈”組成的鏈網(wǎng)是主流,也是ArcBlock所看到的前景所在。
圖2 ArcBlock、Cosmos與Polkadot技術(shù)對比
注:三家平臺(tái)最大的共同特點(diǎn)是“織鏈成網(wǎng)”。ArcBlock的ABT鏈網(wǎng)和Cosmos主網(wǎng)相繼在2019年第一季度發(fā)布,均已宣布可以支持無限條鏈的自由組網(wǎng),Polkadot計(jì)劃第一版能支持高達(dá)約100條鏈的鏈網(wǎng)(而之前的白皮書表示支持?jǐn)?shù)百條鏈),并在2020年發(fā)布第二版后才能支持更多的鏈加入。
圖3 去中心化身份在鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的作用
注:通過去中心化身份技術(shù),用戶可以統(tǒng)一控制一組在不同鏈之上的數(shù)字身份。去中心化身份的特性使得每條鏈上的去中心化身份地址都是獨(dú)特的,因此不會(huì)暴露這些去中心化身份來自同一個(gè)用戶,而數(shù)字錢包技術(shù)能方便地管理這一連串的地址和其對應(yīng)的密鑰。在邏輯上相當(dāng)于用戶的身份跨越了多條鏈。
Polkadot采用平行鏈+中繼鏈來實(shí)現(xiàn)跨鏈,與以太坊2.0設(shè)計(jì)有一定的相近之處。Polkadot的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是其中繼鏈相當(dāng)于一種類型的公鏈,中繼鏈上的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)會(huì)提供接入中繼鏈的平行鏈上交易的驗(yàn)證,這樣相當(dāng)于這些平行鏈的安全性是由節(jié)點(diǎn)更多、更去中心化的中繼鏈來保障的,這種設(shè)計(jì)被稱為“共享安全性”模式。相比之下,ArcBlock和Cosmos的設(shè)計(jì)要求每個(gè)應(yīng)用鏈(相當(dāng)于“平行鏈”)自己維護(hù)自己的安全性。
值得一提的是,企業(yè)聯(lián)盟鏈Hyperledger Fabric在類似鏈網(wǎng)架構(gòu)方面的設(shè)計(jì)思路相當(dāng)超前。當(dāng)各家公鏈還在“你方唱罷我登場”之時(shí),Hyperledger Fabric從其Fabric這一取名上就體現(xiàn)了多鏈交織設(shè)計(jì)的特色。Fabric的設(shè)計(jì)目標(biāo)是聯(lián)盟鏈環(huán)境,類似多鏈,這主要體現(xiàn)在其一個(gè)應(yīng)用中采用通道的方式切分出多個(gè)互相隔離的賬本的設(shè)計(jì),但Fabric的通道的實(shí)現(xiàn)完全基于同一個(gè)區(qū)塊鏈,并沒有真正實(shí)現(xiàn)跨鏈通信。據(jù)我們了解,企業(yè)在使用Fabric開發(fā)應(yīng)用時(shí),通道是一個(gè)非常受歡迎的特性,正因?yàn)樗峁┝诉@種類似多賬本多鏈跨鏈的能力。然而,當(dāng)系統(tǒng)采用多個(gè)Fabric系統(tǒng)或者多個(gè)基于Fabric開發(fā)的系統(tǒng)需要互聯(lián)互通的時(shí)候,目前的通道設(shè)計(jì)對此是無能為力的。
多鏈互聯(lián)設(shè)計(jì)的另一個(gè)好處就是,不再需要去區(qū)分公鏈、私鏈和聯(lián)盟鏈,不必陷入許可鏈和無許可鏈這些“名詞之爭”。當(dāng)各條鏈可以有效互聯(lián),必然有一部分是公共的,而有一部分是私有或者聯(lián)盟的,必然有需要許可的,也有不需要許可的,正如今天的互聯(lián)網(wǎng)一般。
無論上述哪一種技術(shù),其基本思路都和現(xiàn)在的一條公鏈搞定一切的單鏈設(shè)計(jì)思路截然不同。無論從技術(shù)發(fā)展趨勢來看,還是從去中心化程度本身來分析,我們都有理由相信,鏈網(wǎng)是未來去中心化世界的趨勢,2019年正是這一共識(shí)形成的分水嶺。