百度工程师深度好文,横评3大企业级区块链技术平台!

而企业级区块链落地&＃xff0c;正在成为区块链发展的另一大趋势。目前市场上企业级区块链产品众多&＃xff0c;并且应用领域、具体设计实现细节各有不同&＃xff0c;但是在整体系统架构上都存在着诸多共性。

归结起来如下表所示&＃xff1a;

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上表列举了6个最有影响力的企业级区块链系统架构&＃xff0c;可以看到他们都使用了智能合约作为应用层逻辑的计算工具。那么&＃xff0c;想要实现企业级去中心化应用一定要通过智能合约来实现吗&＃xff1f;

要了解这个问题我们首先回到2008年区块链故事的开始&＃xff0c;看看智能合约是如何诞生的。

从比特币到智能合约的诞生

第一个区块链系统是比特币&＃xff0c;它是基于区块链的第一个去中心化应用程序。当时有2种选择来开发去中心化的应用程序&＃xff1a;要么分叉比特币的代码库&＃xff08;例如BCH、BTG等&＃xff09;&＃xff0c;要么在其基础之上构建&＃xff08;例如OMNI、USDT等&＃xff09;。

但是比特币代码库非常单一。网络、共识、应用这三个层次混合在一起。此外&＃xff0c;比特币脚本语言是有限的&＃xff0c;并不友好。因此&＃xff0c;我们需要更好的工具。

在这一背景下&＃xff0c;2014年以太坊提出了一个新的命题&＃xff0c;即构建去中心化应用程序。人们可以在以太坊区块链网络中部署图灵完备的程序&＃xff0c;任何开发人员都可以使用Solidity编写称为智能合约的程序&＃xff0c;将其部署到以太坊区块链。这种新方法使成千上万的开发人员开始构建去中心化应用程序&＃xff08;dApps&＃xff09;。

智能合约运行原理

基于以太坊的成功经验&＃xff0c;很多区块链平台选择在应用层直接集成EVM以运行Solidity编写的智能合约&＃xff0c;或者提供其他的沙箱环境和编程语言来支持智能合约的功能。

作为当前的主流&＃xff0c;智能合约有很多优势&＃xff0c;有很多案例非常适合构建在区块链虚拟机之上&＃xff1a;

• 跨平台可移植的应用&＃xff0c;例如希望将以太坊上现有的ERC2.0移植到别的平台&＃xff0c;这时智能合约的优势凸显。

• 简单小型&＃xff0c;低使用率的应用&＃xff0c;虚拟机非常实用&＃xff0c;且用户友好。他们允许开发者在几分钟内部署去中心化应用&＃xff0c;这在实现不复杂的应用或者作为PoC&＃xff08;概念证明&＃xff09;时是十分方便的。

• 如果你不想为你的应用程序部署网络&＃xff0c;而只是依赖虚拟机的区块链提供的共识网络&＃xff0c;那么只部署智能合约将十分简单方便。

• 需要用户为应用程序添加自定义逻辑&＃xff0c;使用智能合约会降低用户使用难度。

不过&＃xff0c;智能合约有显而易见的局限性&＃xff0c;由来构建复杂的应用会碰到许多天然的缺陷。目前&＃xff0c;企业级应用除了智能合约&＃xff0c;「应用专有链」的使用也非常多。

应用专有链

应用专有链是指该区块链网络仅供特定应用专门使用&＃xff0c;不提供智能合约来运行其他不相关的应用&＃xff0c;而不是构建在基于区块链的虚拟机&＃xff0c;如EVM&＃xff0c;之上的智能合约应用。这就是所谓的应用专有链&＃xff0c;也叫针对应用定制的区块链。

在很多情况下&＃xff0c;开发定制化的区块链都是更有意义的&＃xff0c;正如上文所说&＃xff0c;智能合约有些显而易见的局限性&＃xff0c;用来构建复杂应用拥有许多天然的缺陷&＃xff1a;

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应用专有区块链之所以直到现在一直不引人注目&＃xff0c;主要归咎于构建它们的难度。例如&＃xff0c;你希望构建一个面向数字货币的专有区块链&＃xff0c;有如下几种选择&＃xff1a;

1. 从0到1开始设计和开发&＃xff0c;包括共识引擎、P2P协议、数据层、数据模型、应用层等。开发这样一个区块链的门槛是很高的。大多数人不得不基于现有的区块链解决方案&＃xff1b;

2. 基于现有主流区块链修改&＃xff0c;市面上大部分数字货币都是采取这种方式构建的。Netta Lab2018年调查了488种虚拟货币。在这些币中&＃xff0c;相似性达90%-100%的有405种。例如很多比特币类的分叉币和山寨币只是简单修改一下参数&＃xff0c;还有很多照抄以太坊的项目这里不一一列举。这种基于成熟区块链系统修改的方式要么和copy无异&＃xff0c;要么复杂度极高&＃xff0c;因为一个完整区块链系统的各个模块是混合在一起的&＃xff0c;要针对自己应用需求做出改变是很困难的。

如果想要实现一个数字货币的应用专有链&＃xff0c;基于Cosmos-SDK&＃xff0c;开发应用程序的时候可以把一组互相操作的模块组合起来进行构建。每个模块定义状态子集&＃xff0c;并包含其自己的消息/交易处理器&＃xff0c;而SDK负责将每条消息路由到其各自归属的模块&＃xff0c;这样提供给了开发人员最大的灵活性以定义应用程序的状态、交易类型和状态转变函数。

通过这样的方式构建的区块链产品有&＃xff1a;Cosmos Hub&＃xff0c;Iris&＃xff0c;Binance Chain&＃xff0c;Terra和Lino。

美中不足的是&＃xff0c;Cosmos-SDK目前只有Go语言实现版&＃xff0c;和Tendermint保持一致&＃xff0c;这给其他语言的开发者增加了使用门槛。

另外&＃xff0c;默认的共识引擎Tendermint Core虽然是已存在的最成熟并且被认为是建立权益证明系统&＃xff08;POS&＃xff09;的黄金标准共识引擎&＃xff0c;但是并不适合构建企业级联盟链系统。同样Cosmos-SDK提供的许多通用模块也是面向公有链系统的。

尽管如此&＃xff0c;Cosmos仍是十分优秀的专有链平台。在百度&＃xff0c;我们的区块链平台也是基于Cosmos来实现的。在设计这条链的时候&＃xff0c;我们主要想法是能支持复杂的企业级应用&＃xff0c;并且能通过跨链通信协议进行不同应用专有链间的交互&＃xff0c;支撑各个业务领域协同发展的企业区块链应用生态。

百度的企业级区块链设计思路

正如上文所说&＃xff0c;智能合约和专有链各有利弊。而当今的主流智能合约适用于简单的应用场景&＃xff0c;无法编写复杂的业务逻辑&＃xff08;比如上万行代码&＃xff09;&＃xff0c;且大量合约之间的互相调用&＃xff0c;使得合约的开发调试和维护升级的复杂度变得非常大。

因此&＃xff0c;我们希望能做出一个兼具智能合约和应用专有链优势的东西。在这一基础上&＃xff0c;我们的核心思路是这样的。

首先&＃xff0c;设计出可插拔应用模块&＃xff0c;该模块必须能做到以下几点。

• 延续Cosmos应用模块化的理念&＃xff0c;提供高效的智能合约平台&＃xff0c;Cosmos合约平台。EVM作为一个可插拔的应用模块存在&＃xff0c;提供Solidity合约的运行环境&＃xff0c;比以太坊更好的性能。

• 除了EVM以外支持一系列面向企业应用的通用模块&＃xff0c;可以承载更大的应用复杂度&＃xff0c;例如跨链通信&＃xff08;IBC&＃xff09;、TCF可信计算、分布式存证、微服务、资产Token化&＃xff08;DeFi&＃xff09;、去中心化身份&＃xff08;DID&＃xff09;、去中心化交易引擎&＃xff08;DEX&＃xff09;、非同质化代币&＃xff08;NFTs&＃xff09;、预言机&＃xff08;Oracles&＃xff09;、溯源等等。

• 采用高效的数据分片机制&＃xff0c;不同功能模块运行独立的分片。例如该节点只想运行存证模块&＃xff0c;只需打开存证模块开关&＃xff0c;关闭其他所有的可选模块&＃xff0c;这样减少了非必要的计算与存储消耗。

• 提供企业间隐私交易的解决方案&＃xff0c;多方企业间可建立隐私分组&＃xff0c;所有的可插拔应用模块都可以进行加密。

智能合约 or 应用专有链&＃xff1f;只有你知道答案

智能合约平台还是特定于应用程序的区块链&＃xff0c;究竟谁更有前途&＃xff1f;

这个争论并没有完美的答案。就像加密世界中的大部分算法一样&＃xff0c;答案取决于你的实际情况。企业级区块链应用的主流依然是使用细微差别的智能合约平台&＃xff0c;但我认为&＃xff0c;Cosmos的出现无疑展现构建区块链应用一种截然不同的道路。

我们不妨拭目以待&＃xff0c;看看技术是如何发展的&＃xff0c;相信未来的企业级区块链系统的发展一定是两种框架并存&＃xff0c;按照自己的需求选择最合适的框架才是正确之道。

*关于作者&＃xff1a;

程司雷&＃xff0c;百度智能云区块链资深研发工程师&＃xff0c;著有三篇区块链发明专利。参与跨链项目Cosmos/IRIS&＃xff0c;医疗数据共享公链平台&＃xff0c;区块链存证平台、区块链食品溯源、以太坊加密猫等项目的设计研发。

刘晓赫&＃xff0c;百度智能云区块链高级工程师。Cosmos-SDK、Bitcoin-Golang源码贡献者&＃xff0c;百度智能云自研区块链核心开发者。

12月6-8日&＃xff0c;深圳&＃xff01;2019嵌入式智能国际大会&＃xff0c;集聚500&＃43;位主流AIoT中坚力量&＃xff0c;100&＃43;位海内外特邀技术领袖&＃xff01;9场技术论坛布道&＃xff0c;更有最新芯片和模组等新品展示&＃xff01;点击链接或扫码报名&＃xff0c;即可享受6.6折早鸟优惠&＃xff0c;比原价节省1000元&＃xff0c;学生票仅售399元&＃xff01;