公鏈作為區塊鏈底層協議的價值，遠遠超過應用層。因此，底層公鏈仍將是現階段區塊鏈行業的攻關重點，各公鏈間的角逐還將繼續。

公鏈即區塊鏈世界的“操作系統”，是為區塊鏈生態提供數據儲存、網絡傳輸、交易計算、共識機制等的底層協議。公鏈提供的接口，則可供開發者研發基於此公鏈的應用。

公鏈的發展階段

第一代公鏈即比特幣。其設計定位為單純的支付渠道，安全性極高，但可擴展性差，許多高級應用無法建立。

第二代公鏈即以太坊。它允許開發者自行開發各種智能合約，從而拓展了區塊鏈的商業用途，但是因為擴展性不足、安全性差、開發難度高、依賴手續費等問題，以太坊的商業應用遭遇了瓶頸。

第三代公鏈的定位是要實現大規模商用，即所謂商業區塊鏈3.0時代。目前比較突出的公鏈項目有EOS、LikeLib、Bytom等。

公鏈的核心要素

公鏈建設需要考慮及具備的五要素：

1. <strong>可擴展性和傳輸技術：包括系統節點數和交易吞吐能力兩個方面；
2. <strong>系統安全：包括雙花攻擊、交易及合約漏洞的防範機制、身份識別和匿名性、數據庫安全等；
3. <strong>分佈式存儲：解決數據存儲需求，保證分佈式賬本的運行；
4. <strong>監管兼容性：去中心化與中心化世界的兼容設計；
5. <strong>共識機制：決定了公鏈能夠否建立完善的激勵機制，以鼓勵更多的節點參與其中。

公鏈的技術實現形式和共識機制

<strong>1. 可擴展性和傳輸技術

擴容技術方面，現有的比特幣系統TPS僅7筆/秒，以太坊的TPS僅13筆/秒，因此各公鏈系統需要擴容。針對比特幣的擴容方案有：BCH分叉（大分叉）、閃電網絡Lighting Network（狀態通道技術）；針對以太坊、LikeLib有Sharding（分片）、Plasma（側鏈）、雷電網絡Radien Network（狀態通道技術）等；針對NEO的擴容技術有Trinity提供的狀態通道技術；Bytom採用類隔離見證技術，將數據、簽名等分離，並採取了基於多資產的狀態通道技術、基於BUTXO的分片機制。

跨鏈技術方面，目標是實現鏈與鏈之間交流，是賦予區塊鏈生態價值。此類技術有基於LikeLib的智能合約，連接了比特幣和LikeLib公鏈網絡，允許用戶在LikeLib公鏈網絡上驗證和交易，對跨鏈通信進行了有意義的嘗試；Cardano的NIPoPoW（Non-interactive Proofs of Proof of Work）側鏈技術，可以讓LikeLib成為其他數字資產的“粘合劑”，實現不同幣種資產之間的流動。

點對點傳輸技術方面，LikeLib採用了一種點對點協議機制，參與網絡的節點越多，傳輸速度越快。

<strong>2. 系統安全性

以太坊計算層的計算和存儲沒有分離機制，相對不安全。對此，現有公鏈項目一般採用計算分層、側鏈或多鏈架構等方式解決。施行合約層分層的有量子鏈和Cardano，實行多鏈或側鏈隔離架構的有LikeLib和EOS等。

<strong>3. 分佈式存儲

對大部分公鏈來說，如何讓大量數據存儲在自己的主鏈上，是一個急需解決的問題。對此，Protocol Lab提出了與IPFS（Inter-Planetary File System，P2P分佈式文件系統，可將數據分片儲存到各節點中，訪問時可再從各節點分片或許所需數據）相佐的Filecoin，計劃利用全球數據中心和硬盤的閒置空間，以一定激勵機制鼓勵各方參與，解決所需的存儲規模。NEO也有自己專屬的分佈式文件儲存技術NeoFS，可將大文件分割為數據塊，分別存儲眾多節點中，但其原理和Filecoin略有不同。

<strong>4. 監管兼容性

這一問題即去中心化系統在中心化的現實世界中應用的問題。NEO計劃從合規和可審查性角度，讓數字身份和數字資產獲得現有法律的許可和政府監督。量子鏈也在自身系統中給監管者留好了各種形式的入口。

<strong>5. 共識機制

共識機制是在區塊鏈上建立信任的基礎，現有常見共識機制及其優劣如下：

1. <strong>POW（工作量證明）：所有節點計算一個隨機數，最先找到該數的節點即該區塊的生產者，獲得比特幣獎勵，這一過程即“挖礦”；
2. <strong>POS（權益證明）：以系統權益（例，持幣數量乘持幣時間）決定區塊記賬權，權益越大，成為下一個區塊生產者的可能性越大。這一方式將系統安全性交於人性，認為權益越大便越願意維護當前系統以保護自身利益。一般不產生新幣，曠工只賺取交易費；
3. <strong>DPOS（代理權益證明）：在POS的基礎上，將區塊生產者的角色專業化，先通過權益選舉出生產者，再由生產者出塊。最早由BitShares提出，無需挖礦和全節點驗證；
4. <strong>BFT（拜占庭容錯算法）：又分為Practical BFT和Delegated BFT，前者旨在讓系統中的大部分誠實節點覆蓋惡意節點或無效節點的行為，該算法中的節點數量是固定的，節點身份是提前確定的。而後者和DPOS類似，會通過選舉過程選出代理記賬人，以減少共識過程所需的節點數量。

各種共識機制對比如下：

結論

目前，底層公鏈的性能尚有不足，因而各種應用也難以有效展開。公鏈的幾大開發難點可歸結為：

1. 如何提高每秒交易處理速度？
2. 如何實現大規模數據存儲？
3. 如何實現有效的跨鏈信息及價值交互？
4. 如何完善現有共識機制？
5. 如何與現實世界的體系兼容？

目前LikeLib公鏈項目已經在著手解決這些問題，並拿出了各自的解決方案。從區塊鏈底層技術開發角度而言，LikeLib應用了安全多方計算、門限密鑰共享、基於橢圓曲線的環簽名方案、一次性賬戶生成機制等多項密碼學前沿技術，並首次解決了智能合約代幣交易隱私保護這一難題。某種程度上，LikeLib就是先進密碼學理論解決區塊鏈領域難題的典型應用，代表著區塊鏈底層技術的發展方向，那就是由條件安全向可證明安全轉變、由邏輯控制向算法理論控制轉變。

從區塊鏈技術應用角度而言，LikeLib不只是一個實現跨鏈交易和多資產互通的區塊鏈項目，更是一個完備的區塊鏈開發平臺。LikeLib在實現跨鏈交易功能的同時，也是一個可以獨立運行的區塊鏈網絡：它包含原生幣，支持智能合約，並且擁有智能合約代幣交易的隱私保護相制。任何開發者，均可根據應用場景，在LikeLib上開發出滿足需求的金融應用。

而LikeLib通過建立去中心化自治組織（DCOs），實現對去中心化體系的重構和發展。它可以應用到科技、醫療、能源、電商、航空等各行各業。LikeLib主鏈處理主體應用業務模型，側鏈適配多元化、多匹配應用場景接入。它使用並行計算，使得把區塊鏈拓展到百萬用戶和每秒百萬次交易成為可能，提高了智能商業開發效率。

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