區塊鏈:5分鐘讀懂當今區塊鏈——天枰傾斜的兩端虛擬幣和核心技術

跨鏈技術

跨鏈泛指兩個或多個不同區塊鏈上資產和狀態通過特定的可信機制互相轉移、傳遞和交換的技術。隨著區塊鏈底層平臺的多樣化發展，區塊鏈項目數量的快速增長，多鏈并行、多鏈互通逐漸成為未來發展趨勢。跨鏈通信和數據交互日益重要，尤其是區塊鏈網絡間的數據傳遞以及智能合約的可移植性等方面技術亟待發展。如何提升可擴展性和執行效率，保證跨區塊鏈網絡間的數據一致性以及數據不一致時的共識成為跨鏈技術的發展重點。跨鏈分為同構鏈的跨鏈和異構鏈的跨鏈。相比較而言，同構鏈的跨鏈交互在實現上相對容易，異構鏈的跨鏈技術實現難度較大，目前還較不成熟。目前主流的跨鏈技術有：公證人機制、側鏈/中繼、哈希鎖定、分布式私鑰控制等。總的來說，當前跨鏈技術成熟度還較低，現有的跨鏈技術主要致力于解決可用性問題，對于跨鏈易用性、可擴展性以及安全性的研究還有待發展。基于技術發展現狀分析，未來跨鏈技術的重點發展方向包括：加快交易速度，減輕主鏈負擔，發展多鏈并行處理計算，支持海量交易，提升安全性和加強隱私保護等。

BTC在15分鐘內跌幅超過1.00%:據火幣全球站數據顯示，BTC/USDT在15分鐘內出現劇烈波動，跌超1.00%，達到-1.16%。當前報價為6133.02美元，行情波動較大，請注意風險控制。[2020/3/22]

分片技術

分片技術本身是一種傳統數據庫技術，此前主要用于將大型數據庫分成更小、更快、更容易管理的數據碎片。在區塊鏈中，可將區塊鏈網絡分成很多更小的部分，即進行“分片”處理，每一個小網絡只需要運行一個更小范圍的共識協議，對交易或事務進行單獨處理和驗證，這樣冗余計算量可大大減少，效率得到提升。目前正在探索中的分片技術主要有網絡分片、交易分片和狀態分片三類。網絡分片是利用隨機函數隨機抽取節點形成分片，從而支持更海量的共識節點。交易分片分為同賬本分片和跨賬本分片，主要思想是確保雙花交易在相同的分片中或在跨分片通信后得到驗證。狀態分片的技術關鍵是將整個存儲區分開，讓不同的碎片存儲不同的部分，每個節點只負責托管自身的分片數據，而不是存儲完整的區塊鏈狀態。

行情丨BTC在5分鐘內跌幅超過1.00%:據火幣全球站數據顯示，BTC/USDT在5分鐘內出現劇烈波動，跌超1.00%，達到-1.28%。當前報價為 9166.04 美元，行情波動較大，請注意風險控制。[2019/10/26]

分布式文件系統

鏈外數據的存儲，除了傳統集中的數據中心存儲、云存儲以外，產生了新的互聯網點對點文件系統。其中代表性的有融合Git、自證明文件系統、BitTorrent和DHT等技術的星際文件系統，其提供全球統一的可尋址空間，可以用作區塊鏈的底層協議，支持與區塊鏈系統進行數據交互。

行情丨ETH在5分鐘內跌幅超過1.00%:據火幣全球站數據顯示，ETH/USDT在5分鐘內出現劇烈波動，跌超1.00%，達到-1.07%。當前報價為 281.46 美元，行情波動較大，請注意風險控制。[2019/7/2]

新型網絡拓撲結構

隨著區塊鏈技術的發展，性能方面的需求不斷演進，出現了以有向無環圖為數據存儲結構的技術方案。在DAG模式下，每一個新增的數據單元發布時，需要引用多個已存在的較新的父輩數據單元，隨著時間的推移，所有包含交易的數據單元相互連接，形成有向無環圖的圖狀結構。DAG區塊鏈在并行性、可擴展性上有較大改善，但此種結構對維持數據全局一致性提出一定挑戰。

新型共識算法

行情 | EOS 15分鐘跌幅超過1.00%:據Bitfinex數據顯示，EOS 15分鐘內跌幅超過1.00%，現報價4.98美元，價格波動較大，請密切關注行情走勢，注意風險控制。[2018/8/25]

可驗證隨機函數算法由SilvioMicali等在1999年提出，被用于在部分共識機制中提供抽簽功能。該算法可以與BFT等共識算法集成，使用基于密碼學技術的加密抽簽方法隨機選擇參與者來創建和驗證區塊。該算法采用驗證人集合、驗證人排序和打分的方式處理分叉，確保鏈的一致性，可以提供快速的區塊最終一致性確認。此外，該算法能夠提供較好的可擴展的能力、安全性和處理速度，并且由于對計算的要求不高，還具有非常好的經濟性。

智能合約

形式化驗證框架與通用型語言安全性是智能合約的關鍵性問題，目前業內已開始探索利用形式化驗證框架和方法解決智能合約安全和審計性問題。同時，智能合約編程語言逐漸從腳本型語言向通用型語言演變，大大豐富了智能合約的應用場景。此外，智能合約的執行逐漸從顯式調用執行向由鏈上觸發器自動觸發執行的方向發展。

技術成熟度

從區塊鏈核心關鍵技術現階段的發展和應用情況來看，其重點方向是共識機制、智能合約等新興技術，而P2P對等網絡、密碼學算法等基礎組件技術已較為成熟。隨著區塊鏈應用的不斷深入，未來對核心關鍵技術也將不斷提出新的要求，包括抗量子、高性能共識算法等也將逐步走向成熟。

針對區塊鏈核心關鍵技術中的具體技術點，本報告采用專家評價法，從技術成熟度和技術適用度兩個維度，以定量評價的方式，形成了針對具體技術點的具有數理統計特性的評價性結論，需要注意的是，相關技術仍然處于發展演化中，同時技術成熟度對于不同的應用場景或應用實施主體也有所區別，本部分內容旨在提供一種描述區塊鏈技術成熟度的方法。

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