区块链（公有链、私有链、联盟链）比较

区块链作为比特币的基础技术，解决了中央机构的常见问题，例如电子激励结构的高成本，低效率和安全问题。如今，很多区块链项目已经开发完成，其技......

区块链作为比特币的基础技术，解决了中央机构的常见问题，例如电子激励结构的高成本，低效率和安全问题。如今，很多区块链项目已经开发完成，其技术每天都在发展。在这个时候，我们应该注意到，区块链有几种类型，每种都有缺点和优点以及一些特征。在本文中，深入了解已存在的区块链，以明确区块链应具备哪些特征。

1.公共链，私有链，联盟链之间的区别

我们可以通过验证者参与网络的方式将区块链分为以下3种类型。

·公共链

·私有链

·联盟链

这些是通过选择块的验证者和算法来分类的。在详细分析它们的每个特征之前，您可以从下表中简要了解一下。

1–1. 公共链

公共链不需要任何集中的组织。通过比特币网络中使用的PoW等共识算法，公共链成为一种新的主网，可以消除管理员获得的集中管理员和佣金不公的所有风险。网络可以保持正确的交易不受信任和无权限。由于比特币采用公有链，即使没有通过服务器进行集中管理，也实现了零停机时间，即使存在过度访问的情况，仍会继续产生数据块。

但是，特别是PoW的成本很高，因为它需要大量的电力来证明计算能力。另外，尽管每个人都可以加入比特币网络，但在大多数实际交易中，创建块都是无用的，需要10分钟。通过收集51％的网络计算能力，没有终结和篡改的可能。

1–2. 私有链

这是由某个集中组织管理的区块链。这一个集中的组织记录和管理分类帐。交易记录既有公开形式也有私人形式。集中管理员可以任意删除过往交易并更改账户余额。（对于公司方面来说，这是有利的，因为它们可以灵活地与情况相对应，但是存在篡改可能性的风险意味着它与已有系统相比不再是新系统）。

而且，在私有链中，验证者可以被信任，并且没有必要通过共识算法给予经济激励。因此，交易吞吐量如此提高，TPS将超过10万。成本和电力等时间成本也较低。

尽管与现有的数据库系统相比，区块链本身的特点不适合用于大量数据的搜索，分析和管理。虽然区块链默认具有防篡改功能，并且从安全角度来看有几个优点，但是在添加周边环境和外部应用方面，它在安全性方面仍然不成熟。这种机制是积极的，我们希望将来会有所改进，但是，非集中式私有链可能在这个时候效率低于已有数据库。

1–3. 联盟链

联盟区块链是几个高可信度节点之间的共识。 IBM提供的Hyperledger Fabric也是采用联盟类型区块链的一种，并通过“PBFT”实现了快速交易验证; 一个共识算法，其中交易通过大多数可信节点的同意进行验证。

除了私有链，联盟链还解决了公有链的问题，如计算能力巨大，数据处理能力缓慢，没有停止。限制数据的验证器，对于Blockchain协议的更新，不需要硬叉。此外，引入KYC和部分信息披露限制制度是可能的，那么这些期货更适合一些公司或组织内部的运作。

另一方面，有人会认为这种私有链和联盟链不应该被定义为区块链。他们指出，它最终将达到与20世纪90年代公司引入的原始局域网和广域网相同的命运，最终或多或少已经过时，尤其是随着Web2中SAAS的出现。

1–4 概要

・公有链

验证人由共识算法从世界各地选出。

实现分散。高安全性但很慢。

・私有链

私有链是一个特定的组织。

改善数据处理能力和最终的问题。

・联盟链

验证者是可信的几个组织当选。

改善数据处理能力和最终的问题。

2. 区块链三大机制

每笔交易都有各自的优点和缺点，并且要认识到所有优点都是困难的，并且每个特征都是一定程度上的权衡关系。三种优势不可能同时出现的状态称为三难局面。

特别是DSS Trilemma是著名的。这是Blockchain在分散，可扩展性和安全性（DSS）之间存在三难问题的想法。

2–1 公有链三难局面

公共链是一个区块链通过共识算法实现交易确认者的分散化。出于这个原因，很明显，公共链具有DBP的特征; 分散的区块生产。此外，Blockchain本身具有防篡改和容错功能。由于比特币区块的确认时间为10分钟，大多数公共链路设置的区块生成时间足够，数据一般稳定。随着交易数据在世界各地的节点中积累，它具有高度安全性，但仍有51％的攻击关注。顺便提一句，公有链并没有考虑区块链周边环境的安全性。

另一方面，它在效率和可扩展性方面存在很大问题。即使是以比特币改善交易处理能力的Ethereum，平均阻止确认时间大约为15秒，在2017年年底也会陷入大量交易。由于比特币需要60分钟的延迟才能完成支付，因此比较差可扩展性点。

因此，公有链可以分为具有安全性和可扩展性的地方。

“公有链的一般定位”

但是，您应该注意到，在比特币和以太坊目前的状态下，网络被少数矿工垄断。此外，作为Bitcoin Cash硬派的社区的一部分，它对网络有很大的影响，目前的非集中式系统存在几个故障，并且以绝对的方式进行讨论。

2–2. 私有链三难

如前所述，私有链是系统改进了公共链可扩展性的问题。没有共识算法，因此可以使块生成时间更快。虽然它具有不可分散的节点问题，但从一个方面来看，私有链是安全的，并具有防篡改的区块链系统。一方面，这个链条使可扩展性成为可能，但另一方面，它牺牲了分散性，因为它的网络是由某个组织作为验证者来管理的。

“私有链的一般定位”

2–3. 联盟链三难

除了私有链，联盟链也是系统改进了公共链可扩展性的问题。它具有PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）等共识算法，然而，通过选择仅仅几个可信验证器来缩短块生成时间，并且在具有抗篡改性的区块链系统中数据是安全的。由于网络是由多个组织协同管理的，因此与私有链相比，联合链具有一定的分散性。

“联盟链的一般定位”

2–4. DSS三特征总结

到目前为止，我们已经解释了按照3种不同类型的共识构建方式进行分类的Public·Private·Consortium区块链的各个特征，并提到了DSS Trilemma。

“公共·私人·联盟区块链比较”

>请注意，这种在二维上绘图分析的符号方法本质上是错误的，因为Trilemma这个数字并不表示三个坐标轴，然而，在这篇文章中，我们采用了这种方式来更容易想象。

2–5. DCS三难困境

与DSS三难题类似，DCS三难题是三个分散性，一致性和可量测性处于权衡关系的观点。除了DSS三难局面以外，我们还将介绍区块链特征的定位，通过哪些公共·私人·联盟区块链进行分类。

3.共识算法的比较

共享算法有几种类型，如PoW和PoS，在公共和联合链之间实现共享算法，用于非集中式网络。

不仅对公私营财团进行分类，共识算法的类型使选择验证者的方式有所不同，各区块链的特征也发生了变化。请参阅另一篇名为“共识算法比较”的文章，以获得更详细和详尽的解释。

3–1. 工作量证明

正如大多数人所熟悉的，PoW是比特币的一种算法，节点可以通过这种算法下的计算能力证明来获得验证者和矿工的权利。基于博弈论，网络及其安全性由参与者的经济理性行为维持。然而，有些人会认为目前由少数几位矿工垄断比特币和以太坊网络。

3–2. 权益证明

PoS是未来将实施以太坊的共识算法。在这个系统中，根据节点的数量，节点可以作为验证器。 PoS也有几种类型。例如，第一个引入PoS的项目Peercoin有一个PoW和PoS组合的系统。在这种算法下，他们拥有的硬币数量越多，硬币的年龄越长，他们获得的难度就越大，他们更容易成功开采。由于其采矿成功后其投资年龄减少，该系统的建设阻止了集中化。一些人认为，它加速了贫富差距，因为拥有大量硬币的验证人可以在没有任何行动的情况下获得奖励，这就是所谓的无所谓问题。从这个意义上说，PoS可能威胁到分散网络并成为中央集权。 3–3. 授权证明 DPoS网络选举验证器取决于他们拥有的硬币数量，并选择多个验证人批准交易。块的生成具有周期，并且验证器将生成每个块的提前设置。例如，根据EOS网络中的硬币数量，投票系统有21个选定的验证人。 6（块/每1）×21（验证器）= 126块是一个周期，验证器按顺序生成块。随着验证者在一个时期结束时被替换，那些不参与网络贡献的人将被淘汰。与PoW和PoS相比，这个系统可以更加分散，而这些PoW和PoS很容易被少数矿工集中使用。另外，由于最新块的生成器被预先固定，所以块生成变得更加平滑。

3-4. PBFT

PBFT主要由像Hyper Ledger Fabric这样的财团区块链引入。验证者有一个领导，每个参与者事先知道所有验证者。领导者向所有其他验证者请求关于块生成的顺序，并且他们表决他们是否同意。然后通过大多数检查协议后确定块。这个系统具有终极性，并且在大多数投票后做出决定时决定不会颠倒过来。