作者：孟巖，IBM大中華區(qū)高級經(jīng)理，曾負責IBM智慧地球、智慧城市、認知計算等重大技術戰(zhàn)略在中國的推廣和落地。一年前開始關注區(qū)塊鏈技術及其行業(yè)應用前景，對比特幣、以太坊、超級總賬和BigchainDB四個主要區(qū)塊鏈技術流派都進行過考察和研究，形成了在中國應用區(qū)塊鏈技術的觀點和思路。 

如果你關注區(qū)塊鏈技術長達幾個月，可能也會跟我一樣，對沒完沒了的原理介紹、前景描繪、行業(yè)探討和鏈圈新聞產(chǎn)生了審美疲勞。沒錯，區(qū)塊鏈必須與行業(yè)緊密結合，它也有顛覆人類協(xié)作方式之洪荒巨力，但是說到底它還是一個技術活，是要寫代碼的，在咖啡廳里整天坐而論道是造不出金鏈子來的。技術人員的邏輯簡單直接，這個事情有沒有前（錢）途？有，那怎么干？

本文試圖對區(qū)塊鏈有關技術流派和主流平臺進行一個概覽，作為學習區(qū)塊鏈技術體系的導覽，意在拋磚引玉，促進區(qū)塊鏈開發(fā)社區(qū)的討論與共識。

區(qū)塊鏈技術的流派

未戰(zhàn)先謀局，你想投入?yún)^(qū)塊鏈開發(fā)這個領域，至少先要搞清楚現(xiàn)在有哪些玩家，各自的主張和實力如何。

劃分區(qū)塊鏈技術流派并無一定之規(guī)，據(jù)我所見，或可有以下四種方式：

第一是按照節(jié)點準入規(guī)則，劃分為公有鏈、私有鏈和聯(lián)盟鏈。公有鏈的代表自然是比特幣和以太坊，私有鏈則以R3 Corda聲名最盛，聯(lián)盟鏈的代表作品是Hyperledger名下的Fabric。公有鏈注重匿名性與去中心化，而私有鏈及聯(lián)盟鏈注重高效率，而且還往往設置了準入門檻。公有鏈、私有鏈與聯(lián)盟鏈之間的這些不同都在技術中有所體現(xiàn)，比如私有鏈和聯(lián)盟鏈假設節(jié)點數(shù)目不大，可以采用PBFT算法來形成共識。而公有鏈假設有大量且不斷動態(tài)變化的節(jié)點網(wǎng)絡，用PBFT效率太低，只能采用類似抽彩票的算法來確定意見領袖。這就意味著，私有鏈與聯(lián)盟鏈很難變成公有鏈，而用公有鏈來作聯(lián)盟鏈或私有鏈雖然容易，卻也并非即插即用。此種差異，學者不可不察。

第二是按照共享目標，劃分為共享賬本和共享狀態(tài)機兩派。比特幣是典型的共享賬本，而Chain和BigchainDB也應屬此類，這幾個區(qū)塊鏈系統(tǒng)在各個節(jié)點之間共享一本總賬，因此對接金融應用比較方便。另一大類區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，各個節(jié)點所共享的是可完成圖靈完備計算的狀態(tài)機，如以太坊、Fabric，它們都通過執(zhí)行智能合約而改變共享狀態(tài)機狀態(tài)，進而達成種種復雜功能。

第三是按照梅蘭妮 · 斯旺所描述的代際演進，將區(qū)塊鏈系統(tǒng)分為1.0、2.0和3.0三代。其中1.0支撐去中心化交易和支付系統(tǒng)，2.0通過智能合約支撐行業(yè)應用，3.0支撐去中心化的社會體系。比特幣和Chain應屬于區(qū)塊鏈1.0系統(tǒng)，而以太坊和Fabric是區(qū)塊鏈2.0系統(tǒng)，目前尚無成功的區(qū)塊鏈3.0系統(tǒng)出現(xiàn)，不成功的嘗試倒是有那么一個，就是著名的The DAO。

第四是按照核心數(shù)據(jù)結構，分為區(qū)塊鏈和分布式總賬兩派。區(qū)塊鏈這一派在系統(tǒng)中真的實現(xiàn)了一個區(qū)塊的鏈作為核心數(shù)據(jù)結構，而分布式總賬這一派，只是吸取了區(qū)塊鏈的精神，并沒有真用一條區(qū)塊鏈作為核心數(shù)據(jù)結構，或者雖然暫時用了，但聲明說吾項莊舞區(qū)塊鏈，意在分布式總賬耳，若假以時日，因緣際會，未嘗不可取而代之也。

主流區(qū)塊鏈技術平臺

了解流派劃分，仍是只能用來指點江山，吹牛論道，要動手，總要有個切入點。區(qū)塊鏈貨幣據(jù)說已經(jīng)有上千個了，但值得關注的技術平臺大概只有數(shù)十個，而如果要進入?yún)^(qū)塊鏈開發(fā)領域，打下一個好基礎，練出一身好功夫，撈到幾個好offer，則值得深入研究學習的平臺，屈指可數(shù)。

首先當然是比特幣。比特幣作為區(qū)塊鏈的第一個也是目前為止最成功、最重要的樣板工程，已經(jīng)上線運行了八年多，本身沒有發(fā)生任何嚴重的安全和運維事故，其穩(wěn)定與強悍堪稱當代軟件系統(tǒng)典范。比特幣Bitcoin Core是一個代碼質(zhì)量高、文檔良好的開源軟件，從學習區(qū)塊鏈原理、掌握核心技術的角度來說，Bitcoin Core是最佳切入點，能夠?qū)W到原汁原味的區(qū)塊鏈技術。當然，Bitcoin Core是用C++寫的，而且用了一些C++11和Boost庫的機制，對學習者的C++水平提出了較高的要求。

學習比特幣平臺開發(fā)還有一個優(yōu)勢，就是可以對接繁榮的比特幣技術社區(qū)。目前圍繞比特幣進行改進和提升的人很多，人多力量就大，諸如隔離驗證、閃電網(wǎng)絡、側鏈等比較新的想法和技術，都率先在比特幣社區(qū)里落地。比如側鏈技術的主要領導者Blockstream是由密碼學貨幣元老Adam Back領銜的，而Blockstream是Bitcoin Core最大的貢獻者之一，所以一些有關側鏈的技術在比特幣社區(qū)里討論最充分。

但比特幣作為一個典型的區(qū)塊鏈1.0系統(tǒng)，是不是支撐其他類型區(qū)塊鏈應用的最佳技術平臺，存在很大的爭議。另外，也不是所有人都有能力和必要精通區(qū)塊鏈底層技術。所以對那些急于沖到區(qū)塊鏈領域里做（quān）事（qián）的人來說，可能更直截了當?shù)膶W習目標是以太坊和Hyperledger Fabric。

在以太坊上面用Solidity進行的智能合約開發(fā)是切入?yún)^(qū)塊鏈開發(fā)最簡單的方式，沒有之一。以太坊的理想非常宏大，由于配備了強大的圖靈完備的智能合約虛擬機，因此可以成為一切區(qū)塊鏈項目的母平臺，是馱住整個區(qū)塊鏈世界的大烏龜。在以太坊上開發(fā)一個類似比特幣的加密貨幣，是一個不折不扣的小目標。一般有經(jīng)驗的開發(fā)者在文檔指導下，半天到一天即可入門。問題在于，入門以后又如何？靠寫Solidity是否就可以包打天下？這是大大存疑的。我們也可以反過來說，如果以太坊+Solidity是區(qū)塊鏈的終極解決方案，那么怎么還會出現(xiàn)那么多區(qū)塊鏈技術門派呢？特別是，以太坊似乎并沒有給現(xiàn)實世界中巨型的中心化組織們留下一條活路，這種徹底不妥協(xié)的革命態(tài)度有可能也成為以太坊推廣的障礙。

當前以太坊項目的開發(fā)進展并不順利。一個比較突出的問題是項目過多，力量分散，導致項目質(zhì)量參差不齊。但盡管如此，跟其他區(qū)塊鏈2.0平臺相比，以太坊提供的開發(fā)環(huán)境是最簡單最完善的。初學區(qū)塊鏈的人絕對有必要學習以太坊，從而對區(qū)塊鏈和智能合約建立起一個最“正宗”的認識。

主流區(qū)塊鏈技術平臺的第三支就是Fabric，它是Hyperledger的第一個也是最知名的孵化項目。 Fabric最早來自IBM的Open Blockchain項目，到2015年11月，IBM將當時已經(jīng)開發(fā)完成的44,000行Go語言代碼交給Linux基金會，并入Hyperledger項目之中。在2016年3月一次黑客馬拉松中，Blockstream和DAH兩家公司將各自的代碼并入Open Blockchain，隨后改名為Fabric。到目前為止，F(xiàn)abric與Intel提供的Sawtooth Lake并列為Hyperledger的一級孵化項目，但前者得到的關注遠超后者。

從技術角度來說，F(xiàn)abric思路不錯，重點是滿足企業(yè)商用的需求，比如解決交易量問題。眾所周知，比特幣最大的短板是它每秒鐘7個交易的上限，完全無法滿足現(xiàn)實需要。而Fabric目標是實現(xiàn)每秒鐘10萬交易，這個量接近剛剛過去的雙十一交易量瞬時峰值，完全可以滿足正常條件下的行業(yè)級應用。Fabric用Go語言開發(fā)，也提供多種語言的API。特別值得一提的是，F(xiàn)abric比較充分地運用了容器技術，比如其智能合約就運行在容器當中。這也是Go語言帶給Fabric的一項福利，因為Go語言靜態(tài)編譯部署的特征很適合開發(fā)容器中的程序。

Fabric還有一些特點，比如其membership服務可以設置節(jié)點準入審查，這是典型的聯(lián)盟鏈特征。再比如其共識算法是可定制的。Fabric自帶PBFT共識算法實現(xiàn)，但是PBFT的算法效率是O(n2)，其中n是節(jié)點數(shù)量。因此PBFT用在節(jié)點數(shù)量受限的聯(lián)盟鏈里是沒有問題的，但用在公有鏈里效率過低。

Fabric的短板是體系較為復雜，雖有文檔，但缺少經(jīng)驗的開發(fā)者學習起來障礙比較大。然而由于其定位清楚，迎合了不少企業(yè)的心態(tài)，所以已經(jīng)有多家機構在基于Fabric秘密研發(fā)行業(yè)內(nèi)的聯(lián)盟鏈項目。

小眾門派

上述區(qū)塊鏈開發(fā)的三大主流平臺，從活躍度、受關注和參與人數(shù)來說，遠遠超過其他平臺。但俗話說莫欺少年窮，一些眼下還默默無聞的平臺也不容忽視。

Hyperledger的另一個一級孵化項目Sawtooth Lake是Intel開發(fā)的區(qū)塊鏈平臺，是一個很少被關注的項目，大概是因為被同在Hyperledger旗下的Fabric給掩蓋了，再加上名字拗口，所以很少看到有人討論它，項目活躍度也不高。但其實Sawtooth Lake是一個挺有想法的區(qū)塊鏈項目，設計十分精心。它以數(shù)字金融資產(chǎn)管理為目標，整體架構清晰，模塊化程度高，因此可定制能力也強。概念上獨創(chuàng)了“交易族（transaction family）”概念，而且還支持PoET和Quorum兩種共識機制。當節(jié)點數(shù)量很多（公有鏈環(huán)境）時，使用第6代Intel Core CPU所提供的SGX擴展功能提供一種稱為時間流逝證明（PoET）的機制來形成共識，這種機制與比特幣所采用的PoW同屬“抽彩票”式的共識算法，但杜絕了通過ASIC專用硬件“作弊”的可能性，排除了比特幣出現(xiàn)的算力過于集中的隱患，可靠性由Intel CPU硬件來保障，是公有鏈系統(tǒng)里很有價值的一個共識機制。另一方面，當節(jié)點數(shù)量少且受控時，Sawtooth Lake可以采用Quorum共識機制，這是由Ripple提出并驗證的共識機制，非常適合于聯(lián)盟鏈場景，這樣Sawtooth Lake就搖身一變成為很好用的聯(lián)盟鏈了。

Sawtooth Lake采用Python開發(fā)，并提供了Java SDK。由于這兩種語言的流行度，實際上它應該有很大的潛在開發(fā)者人群。事實上，R3 CEV曾經(jīng)測試過Sawtooth Lake并進行了成功的證券交易實驗。當前它主要的問題是受關注度不足，不知Intel是否有足夠的耐心和毅力堅持到底。如果Intel戰(zhàn)略更明確一些，支持力度更大一些，我建議大家可以對它投以更多的關注。

R3 Corda是一個備受關注的分布式賬本項目。 R3是由數(shù)十家銀行和金融機構支持的區(qū)塊鏈企業(yè)，融資上億美元，號稱匯集了一票高手，潛心研究符合金融行業(yè)需求的分布式賬本系統(tǒng)。Corda是R3分布式賬本系統(tǒng)中的核心，在千呼萬喚之后，于11月30日正式開源。

Corda采用JetBrain原創(chuàng)的小眾語言Kotlin開發(fā)，對Java世界敞開大門，這是令人點贊的。此外，Corda更重要的特色是其與現(xiàn)有世界里大銀行、大型中心機構的全面妥協(xié)、全面合作的姿態(tài)，這與以太坊革命無罪、造反有理的形象形成鮮明對比。Corda在設計中有多項獨特考慮，就是為了對接現(xiàn)有的業(yè)務規(guī)則。比如在其他幾乎所有區(qū)塊鏈平臺里，每一個交易對于各節(jié)點來說都是可見的，可見才能驗證，能驗證才談得上共識，所以交易的全網(wǎng)可見性是順理成章的。但是現(xiàn)實世界里金融機構之間的交易，只有交易相關方才能看到交易詳情，工行與建行的一筆交易，絕無必要讓招行看到。為了對接這個現(xiàn)實，Corda設計了與眾不同的機制，犧牲了交易驗證的全局可見性，確保只有交易相關方才能看到和驗證交易本身?？墒橇硪环矫?，銀行業(yè)務是被重度監(jiān)管的業(yè)務，不能因為你用了區(qū)塊鏈系統(tǒng)，就把洋洋灑灑的巴塞爾協(xié)議晾在一邊，監(jiān)管機構的職能如何體現(xiàn)？這是其他區(qū)塊鏈系統(tǒng)里考慮不多的。而Corda設計了獨特的Notary和Oracle節(jié)點，為監(jiān)管體系進入留下了空間。仔細品味，這些都是給現(xiàn)實世界當中的大機構預留的美差。這些設計上的考慮，無疑大大增強了Corda被現(xiàn)有大型金融機構采納的機會。不過這一切看上去很美好，但目前Corda的實現(xiàn)基本上是個花架子，設想的種種，不少處于TODO狀態(tài)。

另外兩個值得點名的區(qū)塊鏈門派分別是Chain和BigchainDB。前者跟Visa有合作，后者是一個基于RethinkDB開發(fā)的分布式賬本，兩者各有各的思路和特色，也拿到了為數(shù)可觀的投資，不排除未來能有大的發(fā)展。限于篇幅，在這里不展開介紹了。

區(qū)塊鏈開發(fā)所需具備的技術基礎

可以預見，未來從事區(qū)塊鏈開發(fā)的主要有三類開發(fā)者，一類是開發(fā)基于區(qū)塊鏈的Web或移動App，這種開發(fā)者所需要的技能與今天的Web和移動開發(fā)者并無二致，這里就不贅述了。

第二類開發(fā)者是開發(fā)智能合約的。這類開發(fā)者使用類似Solidity這樣的智能合約語言，或者直接用Go、Java、Python等語言開發(fā)。開發(fā)智能合約所要求的語言和算法技術水平不高，什么并發(fā)、多線程之類的東西一般用不到，普通開發(fā)者均可勝任。但是智能合約的難點在于業(yè)務與安全。本質(zhì)上智能合約就是以代碼寫成的商業(yè)合同，必須對于業(yè)務有非常清晰的認識，對于安全有著深刻的理解，才能夠?qū)懗稣_的智能合約。因此，我認為未來智能合約的開發(fā)者，可能反而是具體應用領域的行業(yè)專家出身居多，因為讓他們掌握Python語言，遠比讓程序員去理解進出口貿(mào)易規(guī)則或者商業(yè)票據(jù)業(yè)務要容易得多。

第三類開發(fā)者，就是區(qū)塊鏈核心應用系統(tǒng)和核心平臺的開發(fā)者。這部分人當然必須是技術高手，按現(xiàn)在通俗的說法，得是后端專家。從語言上講，C++、Java、Python、Go、JavaScript都有可能要觸及。從基礎知識來說，要求對密碼學、分布式系統(tǒng)、網(wǎng)絡編程、系統(tǒng)架構和部署都有相當程度的理解和實踐經(jīng)驗。這種開發(fā)者顯然將是區(qū)塊鏈技術浪潮當中的弄潮兒，也將是最大的受益者之一。

特別要點一下密碼學。密碼學是大多數(shù)開發(fā)人員的短板，但若要在區(qū)塊鏈核心技術領域搞出能夠碾壓競品的創(chuàng)新點，密碼學是最有可能出成果的地方。不用說搞出什么密碼學突破，就是將密碼學現(xiàn)有成果充分運用在區(qū)塊鏈里，都可能會搞出一些逆天的創(chuàng)新來。比如用零知識證明協(xié)議（zero-knowledge proof）構造高度匿名化的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，比如用私有計算外包（private computing outsourcing）技術讓別的節(jié)點既能夠驗證交易，又對交易本身的內(nèi)容一無所知，這都是能夠激發(fā)大量商業(yè)模式創(chuàng)新的技術，等待密碼學黑客們發(fā)掘和實現(xiàn)。因此，我相信密碼學成為顯學的時代即將到來。

區(qū)塊鏈是一項前景無限、極具顛覆性和想象空間的技術，它有潛力帶來一個完全不同的商業(yè)時代，塑造新一代的互聯(lián)網(wǎng)，也有可能被傳統(tǒng)勢力合謀異化。無論如何，區(qū)塊鏈為創(chuàng)業(yè)者和程序員提供了又一次弄潮的機會，在這片藍海上將演出一場怎樣的大戲，我們且拭目以待。

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