什么是公鏈？共識機制有哪些？和私鏈、聯盟鏈的區別介紹

2023-04-27 19:00:47 作者：C-C 4740

1 什么是公鏈

根據區塊鏈網絡中心化程度的不同，有三種不同應用場景下的區塊鏈：第一種是全網公開，無用戶授權機制的區塊鏈，即公有鏈;第二種是允許授權的節點加入網絡，按照權限查看信息，一般用在機構間的區塊鏈，稱為聯盟鏈或行業鏈;第三種是所有網絡中的節點都掌握在一家機構手中，稱為私有鏈。簡單的說，公有鏈記賬權對互聯網上的所有人開放，例如比特幣、以太坊;私有鏈一般用于組織內部，不對其他人開放記賬權;聯盟鏈記賬權對特定的組織和機構開放。

公鏈的全稱是“公有鏈”，指的是全世界任何人都可以讀取、發送交易且交易能獲得有效確認的、也可以參與其中共識過程的區塊鏈。采用工作量證明機制(pow)/權益證明機制(pos)等方式維護公鏈安全。它們是以經濟獎勵與數字加密驗證相結合的方式而存在，并遵循一般原則——每個人可從中獲得的經濟獎勵，與對共識過程中做出的貢獻成比例，被稱為“完全去中心化”。代表幣種有：ETH，EOS，ADA，NEO，XRP，AE，ONT等。

2 公鏈和聯盟鏈、私鏈的區別

(1)去中心化與安全：公鏈的上鏈信息完全去中心化，安全性較高;聯盟鏈的共識機制由聯盟方決定，聯盟方可用聯合起來修改鏈上信息，未實現完全去中心化，安全性低于公鏈

(2)交易機制：公鏈的NFT的鑄造上鏈、首次發售和二次轉讓都需要支付Gas費(礦工的報酬);聯盟鏈的NFT的鑄造上鏈和發售的算力成本較低，平臺和區塊鏈一般按照項目發售總額的百分比收取服務費

(3)炒作：公鏈完全去中心化保證資產的唯一性和真實性，限量發行且獨一無二的特性使得NFT具有，貨幣化屬性，容易導致炒作。聯盟鏈的聯盟方可以控制NFT的鑄造和交易規則，限制二手交易和場外交易，對炒作有較好的管控。

(4)存儲：公鏈對算力的要求較高，把很大的圖片或視頻放到鏈上的成本較高，所以公鏈上的NFT映射的數字內容一般存儲在鏈下的中心化存儲服務器或去中心化的存儲服務器中，這對資產的安全性有很大影響。聯盟鏈無須經過大量節點驗證，可以把較大的圖片上傳至鏈上，避免NFT所映射的內容丟失或被篡改。

(5)能源消耗：公鏈需要經過大量節點驗證，算力要求和能源消耗較高聯盟鏈只需要經過幾個聯盟方的節點驗證，能源消耗較低原生資產確權區塊鏈技術雖然能夠對已上鏈的數字內容進行信息溯源，保證數字內容上鏈后的真實性和所有權歸屬，但在數字內容被鑄成NFT之前的資產確權環節卻存在漏洞，鑄幣平臺無法確認數字內容的版權歸屬。

(6)與公鏈相反，有授權的DLT網絡會對可以參與的用戶及如何參與進行限制(例如，一些用戶只允許與特定類型的交易互動)。私鏈通常由企業運營和管理，只有其利益相關者、員工和合作伙伴參與，通過限制對網絡的訪問，企業可以在利用區塊鏈技術優勢的同時，保證其敏感信息的安全。私鏈有Hyperledger Fabric、R3 Corda、ConsenSys Quorum、Facebook Libra等。

3 公鏈的共識機制

(1)工作量證明(PoW)：全網節點維護擁有最大工作量的鏈。算力越大，記賬成功率越高。通過消耗大量能源來計算一個滿足條件的Hash值來獲得記賬權(發起提案)，某個節點成功找到滿足條件的Hash值之后，會馬上對全網進行廣播打包區塊，網絡中的節點收到區塊后，會立刻對其進行驗證。如果驗證通過則立即接受該區塊，同時記賬節點會得到代幣獎勵。假如節點有任何的作弊行為，都會導致驗證不通過，并直接丟棄其打包的區塊，作弊的節點不但得不到獎勵，還損失了巨大挖礦成本。實現了完全去中心化和高安全性，破壞系統需要投入極大的成本。但是浪費能源，共識效率較低，而且算力集中，難以滿足商業化應用的需求。

(2)權益證明(PoS)：持有幣的數量越多、時間越長，獲得記賬權的成功率越高。一定程度上縮短了共識達成的時間。不需要消耗大量能源挖礦，但性能提升有限，容易導致代幣大量集中，流動性變差。

(3)委托權益證明(DPoS)：不再需要所有參與節點驗證，而是委托部分代表。PoS的改良版本，先通過投票選舉達成極少數可信的見證人共識，見證人之間再達成交易驗證共識。大大提高了整個系統的共識效率，但容易導致過度中心化。

(4)實用拜占庭容錯算法(PBFT)：讓系統中大部分的誠實節點來覆蓋惡意節點或無效節點的行為。用戶端向主節點發送使用服務操作的請求，主節點通過廣播將請求發送給其他副本，所有副本執行請求并將結果發回用戶端，用戶端需要等待F+1個不同副本節點發回相同的結果，作為整個操作的最終結果。算法效率有所提升，但容錯率相對較低。