五大热门区块链平台对比分析（上）

编者按

全文将从八个章节对五大热门区块链平台进行对比分析。本篇首先介绍分析背景、平台简介、类别对比和共识机制对比。《五大热门区块链平台对比分析（下）》将分析性能、隐私保护、智能合约及技术路线。

分析背景

区块链技术的出现，为智能合约的运行提供了不可抵赖的可信执行环境。以太坊将区块链和智能合约结合，创建了在区块链上实现智能合约、开源的底层系统，极大地便利了区块链应用的开发，并且拓展了区块链技术的应用场景，这就是所谓开启的区块链2.0时代。从2015年以太坊受到关注至今，大量区块链项目基于以太坊开发，微软等科技巨头也发起成立了以太坊企业联盟（EEA）。

然而，在面向企业级商用的过程中，以太坊共识机制的性能问题、开放网络的隐私性问题等，都在实际运用面临诸多考验。基于将智能合约与区块链结合的基本理念和技术，众多团体和企业推出了自己的区块链应用平台。本文将选取部分平台分析其在共识机制、性能、隐私保护、智能合约、技术路线等方面的异同。

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平台简介

1.以太坊

以太坊（Ethereum）是由Vitalik Buterin和Gavin Wood领导开发的支持智能合约的去中心化应用平台。以太坊提供图灵完备的脚本语言，极大拓展了区块链技术的应用。项目于2013年末发布白皮书启动，2015年7月产生创世区块。近期即将进行扩容升级。

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2. EOS

EOS 是由BM（Daniel Larimer）领导开发的区块链应用平台，目前测试网络尚未发布。其slogan是“去中心化一切”，旨在为区块链提供更高的性能。

3.BCOS

BCOS是微众银行、万向区块链、矩阵元联合创建的企业级应用服务的区块链技术平台，为分布式商业提供完备的区块链技术基础设施及服务。2017年7月BCOS第一阶段正式开源。

4.CITA

CITA是由EEA(企业以太坊联盟)创始成员之一的Cryptape秘猿科技自主研发的企业级区块链产品原型。CITA以高可靠性、高性能、高扩展性以及未来适应性为设计目标，于2017年7月发布开源版本。

5.Fabric

Fabric是由开源超级账本(Hyperledger)区块链联盟发布的可用于构建应用的产品级解决方案，并且已有上百个概念证明项目会进行过构建。于2017年7月发布正式版。

类别对比

（一）企业级平台投身联盟链

公有链这类开放的网络环境需要面临复杂的拜占庭将军问题、女巫攻击问题等，因此设计共识算法将以效率换取安全有序，不能满足企业级的高效率应用。而联盟链的形式可以较好的满足企业级应用的需求：

1.准入机制

在联盟链中，只有获得特定许可的节点才能接入网络。准入机制杜绝了女巫攻击。

2.可信记账节点

只有特定的节点才能从事记账参与共识算法，使得传统共识算法有了用武之地，为交易处理的低延迟和吞吐量大幅增长提供了可能。

（二）非企业平台坚守开放性

以太坊和EOS作为个人创始人及其技术团队的创作，坚持“去中心化”的开放理念，采用公有链的形式。全世界任何节点都可读取、任何节点都能发送交易且交易能获得有效确认、任何节点都能参与其中的共识过程。公有链在一定程度上性能较为低下，但对于区块链的发展仍有积极意义：

1.规则可信

规则公开透明可预见。保护用户免受开发者的影响。在公有链中程序开发者无权干涉用户，所以区块链可以保护使用其程序的用户。

2.访问门槛低

任何拥有足够技术能力的人都可以访问，无需类似联盟链搭建应用需要运营方许可，利于区块链应用的普及。

共识机制对比

（一）从POW机制转型成共识

比特币作为首个且具有开放性的比特币网络，采用POW（工作量证明机制），需要网络节点运用算力解决复杂数学谜题的方式分配记账权，保证了比特币网络在没有中心化机构治理的情况下安全地运行。

然而开放网络环境下的安全将牺牲效率，POW机制需要消耗算力，对算力的浪费也被一些观点所诟病。为了面向真实世界的高并发应用，区块链平台纷纷由POW机制开始转型。

EOS采取了已经在Bitshares上验证成熟可行的DPOS（股份授权证明）共识机制。

BCOS和Fabric均认可PBFT和RAFT的共识机制，采用插件化设计实现，通过修改系统配置，即可以在一个联盟链里使用不同的共识机制。

CITA当前支持Tendermint算法，亦称BFT共识机制。Tendermint算法是一个加密技术平台Tendermint提供的技术方案。

以太坊虽然目前仍是采用POW机制运行，但在以太坊的技术路线里早已提出将向POS（权益证明）机制转变。而以太坊本身也设置了算力难度随着区块高度的增加递增，最终整个网络难以出块的机制，表现了转向POS机制的坚定决心。在具体实施中，提出了PoS PoW的混合方案，也是由pow机制的转型。

（二）记账权分配：公有链 “凭股份”，联盟链“靠指派”

以太坊和EOS采用股份证明为主的形式。作为开放的公有链网络，拥有代币量大的账户将拥有更多的记账权。然而这一机制容易带来代币持有量大的节点独占记账权，为此，POS和DPOS机制采取了不同解决方式。

一般性POS机制根据节点持有的代币的量和时间（币天）分配记账权。币天越大，获取记账权的可能性越大。通过一次记账后币天销毁的模式，避免持有代币份额大的节点长期独占记账权的情况。以太坊设计中POS机制——Casper，通过下注共识来形成共识结果。通过确保每一个节点只有在由所有节点组成的联盟中才能获得最大利益的方式抵御多数派攻击。

DPOS机制通过选举的方式，委任N个节点（见证人）参与记账。见证人轮流出块，出块顺序随机，权利完全对等。

联盟链BCOS、Fabric支持PBFT、RAFT的共识机制，用户可以根据自己的需求指定需要采用的共识机制。在记账权分配和共识机制的形成中，按既定规则指派记账权：

其中，PBFT共识机制将服务器节点分为主节点和从节点两类，主节点轮流担任。由主节点排序共识请求，从节点按照主节点的顺序执行请求。而RAFT则更进一步，Leader独占记账权。Follower按照Leader的指令同步账本。虽然Leader也由选举产生，但不同于DPOS机制，Leader不用轮流出块，在一定时期内独占记账权。

（三）拜占庭容错：越开放越高

记账权越开放的平台，容错能力越高，可以接纳不可信节点和故障节点的能力越高。

POS机制具有49%的容错能力。

EOS采用的DPOS机制具有10/21的容错能力，约47%低于49%。

而PBFT具有m/3m 1的容错能力，接近1/3。

Tendermint能够容忍1/3的拜占庭节点。RAFT是非拜占庭问题中的共识算法，假设不存在不可信节点，不考虑拜占庭将军问题。容错能力为0%。适合在十分可信的环境中运行。

（四）激励机制：公有链靠代币，联盟链靠场景

为了维护网络节点的规模和正常运行，公有链的共识机制建立在经济激励之上。

一般性POS机制中，记账节点产生区块完成记账后，其币天将会清零，而获得与币天数量成一定比例的代币利息奖励。

DPOS机制中，每次生成一个块时，会奖励该区块生成者代币。所创建的代币数量由所有区块生成者所公布的期望报酬的中位数决定。EOS可能被配置为限制区块生成者所得奖励上限，使代币供应的年总增长不超过5%。

而目前的BCOS等联盟链，没有直接提到关于记账节点经济激励的内容。记账节点参与共识主要出于区块链应用带来的成本节约，即靠区块链场景应用带来的收益，如微众银行运行的联合贷款备付金管理及对账平台，把此前联合贷款结算需要T 1的对账周期缩短到准实时，提高了运行效率，参与方都获得了链外的业务收益。

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