公司应该如何选择特定的区块链框架?

本文作者: Daniel Hö felmann

Philipp Sandner,译者 Zoe Zhou,旨在通过选择一种合适的区块链(DLT)或分布式账本(DLT)来支持政策制定者。在许可的环境下分析以太坊、 Hyperledger Fabric、R3交易所和 Quasar/Stellar。该框架是从性能、成本效率和安全标准等方面进行评估的。分布式账本技术经常被混淆为区块链中的术语。本论文研究了四种不同的分布式账本技术,以帮助企业选择合适的技术。Corda、 Hyperledger Fabric、以太坊和不那么受欢迎的 Quasar是4种分布式账本技术。因为 Quasar可以基于不同的框架,所以考虑将其与 Stellar合并。本论文旨在通过分析分布式账本技术在不同系统中的优势和劣势,帮助决策者选择适合企业的技术。评估标准如下:易于安装,效率和性能,成本效率,发布和更新的速度,安全和管理角度。下面的说明、分析和结论都是作者的观点,本文中的分布式账本技术的术语和框架,是指在理论上允许许多或所有经济行为者同时看到各种交易的所有系统。按照这一定义,区块链只是分布式账本技术的一种形式,除了以太坊以外,还有 Hyperledger Fabric、R3 Corda或 Quasar/Stellar等等,文中假设,所讨论的分布式账本技术都用于允许的网络环境中,即该环境中的大多数或所有参与者对系统的访问受到限制。当进入系统受到限制,并且由个人或有限数量的参与者控制时,就不能假定其公链的属性是被保留的。这些属性被设计成相互不信任的经济参与者,并且独立地加入系统,从而不受控制,至少在区块链的布局中是如此。基于系统的设置,必须审查被许可的系统,以确定哪些属性可能被忽略或受到威胁。就经济而言,传统的“服务器-客户”关系这样的系统是否更有意义?另外, DLT系统的限制可能会起到作用。举例来说,如果附属公司彼此不信任,他们可以使用 DLT建立信用基础。该解决方案也为供应链管理提供了优势。NGO,公共管理部门和其他机构能够明智地选择许可制度,从而使公众受益。它依赖于特定设计的限制、控制和所有上述指导机制,对比 DLT

EtherGroup区块链, EtherGroup已经发展成为一个无需授权的公链,在这个公链中,每一个智能合约都可以通过编程连接到 DApps。为了实现这一点,在区块链上提供了一个虚拟机(VM),用来支付执行编程代码所需的费用。Solidity是以太坊最常用的编程语言。通过 Solidity,智能合约可以被编写并在以太坊执行。这一编程语言是基于 c、 python和 JavaScript的,并且是在 EVM虚拟机上实现的。“Solidity”的主要优点是易于理解,操作简单。另外,以太坊智能合约可以用 Go语言编写。但是,用 Go编写的程序无法在虚拟机上直接实现。编程人员需要编写编译程序,以便将智能合约中的 Go语言转换为 EVM使用的字节码。任何开发者都可以在没有许可的情况下在以太坊开放网络中创建应用并与区块链交互。区块链也可由 DApps的用户访问。其它参与者由矿工负责打包交易记录,而其他节点则将所有数据块(其中几组交易)进行同步,验证交易。Linux基金会的框架 Hyperledger Fabric,这是 Linux基金会在区块链框架方面的一个尝试。将 Linux基金会中的几个 DLT基础架构和项目集中在“Hyperledger”项目中。“Fabric”以下简称“Fabric”,是访问受限制的帐本。法布里奇的结构基于多个相互操作的独立账户。但是,有一套地址系统,它可以查看分类账交易,也可以处理其他分类账的交易和智能合约。Fabric提供了一种可扩展和模块化的结构体系,可以用于不同的领域,因此它是独立于特定应用领域的。在 Fabric中的程序最初称为代码。现在术语“智能合同”在本文中也有使用。Fabric支持使用 Go和 Java编写代码。最后, chainodes运行在 Docker容器中。网络操作员定义了 Fabric的访问限制以及验证和非验证节点。网路运营商可为使用者指派不同的存取权限,以执行网路中所需的交易。Fabric的限制属性来自于用户的隐私需求。但是,对隐私的限制对监管者不适用。监管者可以进行识别和确认。例如,身份加密可以对参与者隐藏身份,但是监管机构可以看到它。在交易之前, Fabric需要一个口令凭证,其中包含用户的机密数据,并需要在网络上注册。该协议利用每一个 ID生成一个安全密钥,允许用户在网上进行交易。此协议还可以隐藏交易伙伴的身份,以确保网络隐私。在 Fabric中,内容的保密性是通过加密交易来实现的,所以只有参与者可以对其进行解密和执行。Fabric还提供了一个带“信道”的解决方案:某些用户在一个只有授权用户可以访问的子网络中进行通信和交流。另外,通过一项或多项智能合约实现的业务逻辑(如果股东要求保密)也可以通过加密方式得到保护,以在特定时间点加载和解密业务逻辑。Corda

R3:金融产业的“区块链”,由R3发起的一个全球分布式账本平台,所有参与该平台的经济参与者都在互动。这样,各方就可以安全、一致、可靠、私下和有约束力地记录和管理彼此间的协议。全球性是指账户中的每个参与者只能看到影响他们的数据。可以用不同的方法组合分布式账本。不像法布里奇和以太坊, Corda是专门为金融部门开发的。在 Corda中使用 Kotlin编写了代码,这是一个 JetBeans编程语言,基于 JVM和 JavaScript。Kotlin的集成程度非常高,允许 JVM使用任何相关的编程范式。金融协议的记录和处理包括三个主要方面:第一,系统管理的记录只提供给对资产和协议有合法权益的参与者,这就像是 Fabirc的“通道”解决方案。第二,由系统管理的执行协议,由计算机代码来描述,该代码明确引用了横向法律条款,保证了协议的合法性;最终,该系统的某些部分必须公开(公开源代码、公开开发过程和公开技术行业标准),才能为金融社区广泛接受。而 Corda的模块化和互操作性也使得许多公司可以将现有的系统,比如数据库,整合到 Corda网络中。联盟链现金系统, Quasar是一种受限制的电子 POS系统,它基于 DLT规则,并具有集成规则。制定这些规则是为了遵守法律和规章准则。Quasar可以在公司、个人和物联网设备之间实现即时且不可逆的数字支付。Quasar是基于 Quantoz公司的“多用途钱包输出模型”开发的,它可用于许多应用中,比如扩展为金融服务的保留系统。这个 Quasar所使用的代码是用 C编写的。分布式节点系统,它使用开放标准和所有设备自由连接,允许每个开发者在 Quasar上开发新的支付应用程序,第三方钱包,工具,设备和服务的整合迅速提升了开发者和用户对产品的接受度。第三方开发通过开放的 API集成,为系统运行人员提供了快速开发新产品的途径。Quasar被设计为一个具有多个位置的服务器(节点)网络,它将 Stellar作为分布式账本运行。本系统的总帐记录系统中的各项活动。"白名单实体"(如有关银行)可以运行一个节点。结点之间进行通信,以确认交易和同步总帐。该帐户将货币作为由系统运营商(如发行机构或银行)发行的信用记录。这套系统可以作为传统银行账户和 Quasar网络的桥梁,在分析中,本文选取了以下六类来分析四种 DLTs:易装性、效率与性能、成本效益、发布与更新速度、安全与管理角度。这两个类别包括38个标准。按照这个标准,检查4个 DLT,然后按照5个步骤给它打分,从“阴性”到“中性”再到“阳性”。下面的表格(表1)只包括了使用扩展光尺的标准和评定,对安装用户而言(见表1),以太坊提供了大量有关 Github的 fork和 docker文档,使有经验的开发人员能够很容易地完成安装。Fabric应该和 Corda一样,但是分析后发现 Fabric似乎没什么进步,特别是在提交代码的时候。在 Github中, Corda的文档很少。这说明代码不会自动改变。相反,为了保持平台的质量,变更建议应以提案的形式提交。Quasar没有公开文档,或者无法查看或检查公开文档。另外一方面, Stellar在 Stellar基金会的网站和 Github上有很好的介绍,所以这些文档标准都被认为是没有问题的。法布瑞克的模块性能尤其突出。法布瑞克只是11个超级账户项目之一。其它模块也有类似于“Burrow”的解决方案,其设计目的是实现基于以太网的智能合约或“智能”。" Indy"是专门处理数字身份的超级账本。而 Fabric从一开始就在模块结构上追求设计目标,所以许多功能层次是独立的。在考虑效率和性能的时候(见表2),需要注意的是,在有限的设置,甚至是企业控制的情况下,像验证算法这样的配置都可以调整。虽然已在可能的范围内考虑到这一点,但协商一致程序所需的基本时间也是如此。其中需要指出的是,以太坊很早就考虑过缩短区块链上所需的数据,并将其付诸实施。此时, Quasar/Stellar、 Corda和 Fabric都与以太坊不相上下。在交易量上,以太坊可能仅略逊。交易数量在标准配置和工作证明中自然会受到限制,而这些限制也可能出现在其他配置中。这里 Quasar/Stellar、 Corda和 Fabric的数值较高,但是, Corda和 Fabric仅在基于研究的有利选择测试中记录,这些值都是各自的制造商/协会记录的。第三方不能审核或确认所有这三种系统的高交易量。对此, Quasar/Stellar、 Corda和 Fabric的值不能作为阳性判断。至于交易成本(见表3),所有的 DLTs都有很好的表现,因为这些成本可以自由地分配。并且以太坊和 Fabric上的应用程序维护成本相对较高。不管是哪种情况,你都可以从大量的外部开发人员中挑选,这对定价有积极的影响。但是,对于 Corda和 Quasar/Stellar而言,拥有相关经验的外部开发人员市场的成熟程度是不确定的,Everything的发布和更新速度(见表4)明确显示 Everything拥有最多的开发者,最高级别的第三方评审,以及最大的社区。然而, Quasar/Stellar、 Corda和 Fabric的升级能力得分更高,因为它们比以太坊更容易安装和更新。就安全性而言,以太坊由于其已有的开放系统(见表5),其恢复程度要好于其他系统。因为源码的开放,公链不断受到第三方攻击,尤其是市值高达数十亿美元的公链。所以像 Quasar/Stellar这样的非公开访问系统在安全性上不具有同样的弹性。所有被调查的 DLTs都不清楚数据保护的各个方面,特别是《通用数据保护条例》(GDPR)所包括的那些方面。非对称加密的密钥(私钥/公钥)和散列是否代表个人数据尚未得到最后确认。在未来的日子里,不对称加密的使用将会受到根本性的挑战。每一个应用程序的开发者/架构师的主要职责就是确保应用程序遵循适用的隐私政策。关于管理(见表6)

Quasar/Stellar

Fabric和 Corda比以太坊要好。其主要原因在于,这三个系统本身都是为业务基础架构设计的,因此它们的结构体系具有更好的互操作性和可测试性、日志等特性。不过,通过许可的区块链,这些功能也可以集成到以太坊中。总结,目前以太坊是使用虚拟机最广泛的区块链,它的 DLT拥有世界上最多的开发者、智能合约和应用程序。以太坊提供了迄今为止最多的文档,并得到了第三方的评价。过去,以太坊的一些智能合约及其外包库都存在明显的安全漏洞。虽然这些黑客行为不会对区块链本身产生影响,但这表明它的复杂性会令许多以太坊开发者感到困惑。但总的来说,以太坊在中短期内提供了最高的投资安全性,它是一个开源的平台,拥有一个庞大的社区,并且遍及全球。所以重要的业务流程的投资,可以是自控的,也可以是联合控制的。

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