公有鏈知多少？

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2018年號稱是「區塊鏈應用落地元年」，區塊鏈火了，但什麼是區塊鏈？卻鮮少有人能用一句話解釋清楚。烏泱泱的區塊鏈項目蜂擁而至，又有多少人能說明白自己的項目上的鏈是公有鏈還是私有鏈？

為了讓套客朋友們更好的區分公有鏈、私有鏈和聯盟鏈，小編將在接下來的幾篇文章中，分別將這幾款鏈介紹給大家。

其實，區塊鏈技術早已存在多年，之前苦於沒有具體的應用條件一直默默無聞，直到中本聰將其作為底層技術開發出了比特幣，而經過幾年的潛伏，比特幣從2017年初的不到1000美元，到年底時飆升到2萬美元，20倍漲幅的巨大財富效應吸引了大批逐夢客。而用於開發比特幣的區塊鏈技術也因此受到世人矚目。

而具體來說，比特幣應用的底層技術就是區塊鏈中的公有鏈。簡單說，公有鏈就是對所有人開放，任何人都可以參與。小編我這有個比喻，恰不恰當各位全憑自己感覺哈！

什麼是公有鏈

這公有鏈，就像是八大胡同中的名妓，有三大特點：一、不受開發者影響，就是說姑娘成角兒了，接誰不接誰媽媽桑就管不住了；二、訪問門檻低，這姑娘一旦聲名遠揚，就算是最不識字的人也念不錯姑娘的花名；三、所有數據默認公開，姑娘一旦成魁了，這隱私也就是說說而已，街頭巷尾誰人都能對這姑娘的三圍幾許、秀髮多長細細道來。

例子是給大家聽著玩的，具體技術上的東西，還是要看接下來的嚴肅版解釋。

公有鏈是全世界任何人都可讀取的、任何人都能發送交易且交易能獲得有效確認的、任何人都能參與其中共識過程的區塊鏈——共識過程決定哪個區塊可被添加到區塊鏈中和明確當前狀態。它通常被認為是「完全去中心化」的，因為沒有任何個人或者機構可以控制或篡改其中數據的讀寫。公有鏈一般會通過代幣機制來鼓勵參與者競爭記賬，來確保數據的安全性。

公有鏈的特點

1. 保護用戶免受開發者的影響：在公有鏈中程序開發者無權干涉用戶，所以區塊鏈可以保護使用他們開發的程序的用戶。

2. 訪問門檻低：任何擁有足夠技術能力的人都可以訪問，也就是說，只要有一台能夠聯網的計算機就能夠滿足訪問的條件。

3. 所有數據默認公開：儘管所有關聯的參與者都隱藏自己的真實身份，這種現象十分的普遍。他們通過他們的公共性來產生自己的安全性，在這裡每個參與者可以看到所有的賬戶餘額和其所有的交易活動。

技術壁壘

然而，世界上也沒有十全十美的事物，現階段公有鏈也存在著一些需要攻破的技術壁壘：

1.可擴展性的限制

當前公有鏈的共識協議都存在這樣的限制：網路中的全節點參與者需要處理全部交易。去中心化共識機制的關鍵優勢是安全保證、政治中立和抵抗審查等。然而，這是以擴展性為代價換來的，因為去中心化限制了區塊鏈里全節點可處理交易的數量。

這會導致兩個問題，首先是低吞吐量，區塊鏈可處理交易的數量十分有限；其次是緩慢的交易速度，處理一個區塊的時間很長。比如比特幣的區塊時間是10分鐘，以太坊的區塊時間大約是14秒。在高峰期里花費的時間甚至更長。

2. 隱私保護的限制

區塊鏈上的交易並沒有直接關聯到用戶的身份，交易被記錄在公共賬本里，與地址保持關聯，而地址也無需關聯真實世界的身份信息，看起來交易的發起者是不會被追蹤到的。然而，只要有人建立了鏈接，則隱私就不再是秘密。商業網站的Web Tracker和cookies會輕易泄露與交易相關的信息。任何人，包括政府、執法機構和惡意用戶都可以利用這些信息。

3. 存儲限制

公有鏈上的大部分應用都需要解決存儲問題（如用戶身份、金融信息等）然而，在公有鏈上存儲信息意味著數據：被網路里的每一個全節點存儲著；被無限期存儲著，因為區塊鏈數據只增不減，且不可逆。

在去中心化網路里，每一個全節點會存儲越來越多的數據，因此數據存儲帶來了巨大的開銷。這將導致存儲變成區塊鏈應用的巨大瓶頸。

4. 難以證明的共識機制

區塊鏈具有「去信任（trustless）」的特點。用戶不需要信任任何人。無需信任帶來了自治、抵抗審查、真實性和無需授權等一系列引人注目的性質。這種用來保證區塊鏈不易受攻擊者破壞的機制，被稱為「共識協議」。

中本聰用PoW機制（工作量證明共識）發明了比特幣，但是PoW並不是完美的，它也存在著一些需要修改的問題：

（1）定製化硬體的使用。

在2013年，一種名為專用集成電路（application-specific integrated circuits, ASICs）的設備被設計來專門挖比特幣，可以將效率提高10-50倍。從那時起，使用普通計算機的CPU和GPU來挖礦便變得無利可圖，挖礦的唯一方法是使用ASIC設備來挖。在區塊鏈里，每個人都應該能為網路的安全做貢獻，而ASIC的出現背離了「去中心化」的特點。

（2）礦池中心化

用戶單獨挖礦時，收到區塊獎勵的機會是很小的。取而代之，他們都為礦池挖礦。礦池按比例給礦工持續的回報。礦池算力在網路里占的權重大，大礦池所得回報的方差比單一礦工低得多。隨著時間推移，少數礦池將控制大部分網路，而中心化的礦池控制的算力隨著時間又進一步增加。現在，前5個礦池擁有接近70% 的全網算力，仔細一想就會知道那是多麼恐怖的掌控力。

（3）浪費電力

礦工消耗大量電力來計算PoW問題，然而對於社會來說，這些計算都是無價值的。根Digiconomist』s Bitcoin Energy Consumption Index 所示，當前比特幣每年消耗的電力約為 29.05TWh，大約佔全球消耗電力的0.13%，超過了159個國家。

使用PoW共識的公有鏈消耗的電費都會越來越多。不可持續的電力浪費和PoW計算開銷不利於公有鏈將規模擴展到成千上萬的用戶和交易。

5. 缺乏治理和標準

在去中心化的公有鏈，不存在中央集權和組織來做決策，這是毋庸置疑的。在另一方面，每個人都是管理者——這是一個完全去信任、開發且無需授權的系統——然而在另一方面，又不存在能夠安全升級協議的方法，沒有人負責維護協議標準。

在維持區塊鏈技術的去中心化的同時，我們仍然需要一個由生態里開發者和其他成員組成的組織，來對新標準、特性和升級達成共識。如何在沒有中心化組織（如以太坊基金會）的帶領下實現這個目標，仍然是個未知數。

一般來說，因為比特幣的風靡，公有鏈應該是套客們接觸到的第一種區塊鏈了，它的優點毋庸置疑，但也存在急需突破的技術壁壘。

公有鏈有好也有不好，如何取其精華去其糟粕，還需各位多多努力啊！

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