新一代公有链的发展方向和挑战

一、公有链的发展和演进

1. 公有链的探索之路

2009年初，比特币网络开始上线运行，由此开启了第一代公有链的序幕。作为一种虚拟货币系统，比特币的总量是由网络共识协议限定的，没有任何个人及机构能够随意修改其中的供应量及交易记录。在比特币网络成功运行数年后，以纽约梅隆银行、花旗集团为代表的金融机构开始意识到，支撑比特币运行的底层技术——区块链实际上是一种极其巧妙的分布式共享账本及点对点价值传输技术。特别的，对金融乃至各行各业带来的潜在影响甚至可能不亚于复式记账法的发明。所以，各机构纷纷在比特币网络的基础上，开始了第一轮的区块链，特别是公有链的探索。

2014年前后，业界开始认识到区块链技术的更大价值，并将其用于数字货币外的领域，如分布式身份认证、分布式自治组织、分布式域名系统等。在这个时期，以以太坊为代表的综合功能公有链开始出现，并以智能合约方式支持多样化业务场景，并衍生出了多个分布式的行业应用（DAPP）。

经过这些探索，一个共识是：区块链在其独特的模式和经济模型下，公有链提供了更广泛的信任与支持，是一个成功的扩展的业务模式。这一点已经在实践中得到证明。在区块链不长的历史中，公有链扮演着基石和支柱性的角色。但是在一个崭新的区块链的发展点上，公有链的方式方法和技术路线又到了战略性的技术选择和方向选择的十字路口。

2. 公有链的发展方向和挑战

区块链发展到这一阶段，面临的重要的十字路口选择。在现有的公有链平台下，以支持虚拟性的数字资产和虚拟性的数字应用场景为主，和实际世界的联系依然非常弱。但一项基础性的技术或者新的基础流程模式，想成为主流产业的基础设施，必须要能广泛地对主流产业产生影响和支持，降低成本和提升效率。而这一点才是区块链行业发展的长期的和可持续的方向。

在这个向实体世界进军的方向过程中，公有链应该扮演最基础性的角色。但以目前的体系来说，公有链遇到了多项重要挑战。其中最主要的挑战在技术层面和架构体系层面，有两项关键性的挑战：

（1）性能问题。

性能问题很容易看到，当以太坊中有大型集中交易，或者有类似于养猫游戏等频率较高的应用时，就会造成以太坊的拥堵和性能的急剧下降。虽然以太坊的目标是世界的计算机，但这样的单一公有链的设计机制很难支撑大规模、广泛性的规模应用和实际场景。

为了提升区块链的性能，各类辅助型的技术不断的被应用出来。侧链技术、闪电网络、状态通道等等各类不同的支持技术，从一定程度上缓解了公有链的性能压力和扩展性。但即便如此，单一公有链体系仅靠这样辅助型的手段，也会遇到相应的性能瓶颈，所以这可能需要从更根本上来考虑公有链架构体系的发展方向。

（2）实体业务的多样性需求问题。

性能之外，在实际应用场景中，另一个更重要的挑战是需要满足各项特定需求。各类实际应用场景中有自己独特的治理模式、准入需求、隐私保护需求、合规与政策法规需求等等。这些需求在不同体系下，不同行业中、不同政策与法律模式下各有不同，也无法在一个技术架构和治理模型相对固定的单一公有链中满足多样化的需求。

这些挑战与区块链向实体产业进军的大战略方向，也就引出了对下一代公有链体系在架构治理模型和发展方向上的种种挑战和需求，这也是本体新一代公有链项目的核心目标。

二、新一代公有链的探索

经过各个行业参与者的共同努力和持续探讨，从2017年开始，对于新一代的公有链已经有了相对明确和统一的需求及要求。为了支持公有链的战略方向和其中的挑战因素，本体提出了新一代的公有区块链的架构体系和发展方向，不再是以单一链而是形成一个链网矩阵式模型，是由公共服务链，各类业务链串联性形成的链网。

链网体系能够在性能上进行更好的专项水平扩展，将不同的任务在不同的形式上进行划分，并用不同的协议群进行相应的扩展和串联。不同的链又可以用一系列的协议群来支撑不同的链网体系结构。协议群不只包括数据交换系统，分布式资产交换协议，还有实体映射，分布式数据交换等等，是根据不同场景所构成的协议群。

同时因为不同链有不同的特定业务场景的需求，本体除了推出自己的基础性服务公有链，还提供可定制化的本体区块链框架，可以方便地针对不同的业务场景来进行快速的制定和定制，并对不同的业务性区块链有更好的弹性支持，定制区块链可以满足各行业特定的业务需求和治理需求，同时又可以融入本体区块链网络获得本体基础链的通用性服务和特定的通用组件与行业组件服务。有了这一个链网体系，可以在性能扩展，治理模型和特定业务需求上有更好的串联和划分，和更好的弹性支持。

链网体系在性能和特定行业需求的扩展性上，将有极大的提升和支撑。同时，在对实体项目公有链向实体应用覆盖的大战略上，依然需要更多的通用性和行业性模块的支撑。

在实体的商业场景中，有许多通用性的逻辑模块，如对身份管理和账户体系的要求，对数据交换的要求，以及在金融行业的一些需求和不同行业中通用的一些需求。如果每一类应用都需要在供应链上去自己开发和组织这些底层的模块，通用型的模块和协议，就会有极大的浪费，以及在进一步业务融合中的不同的障碍核心，又形成新的孤岛。

因此，本体的链网体系之上，提供了一系列支撑各类广泛意义或行业应用的通用型模块和协议，如分布式身份认证框架，分布式数据交换协议等等，通用性的模块以支撑实体业务的应用体系。

在这新一代的公有链的平台上，各行业的团队无论有没有区块链的技术背景，都可以快速地提供去中心化或分布式服务的提供，真正做到术业有专攻。这也为区块链进入主流行业和实体应用实践打下坚实的基础，这也会成为新一代公有链平台的战略方向和思考。本体也将与区块链同仁同行以及各行业合作伙伴一起，为这一新的公有链战略努力。

三、本体——新一代基础公有链

由于现实社会中业务的多样性、复杂性和特殊性，出于对性能、可扩展性和业务适用性的考量，仅使用一条公有链/联盟链难以支撑所有的应用场景。所以，本体在自建的公有链的基础之上，设计了一个矩阵式立体网格架构——超融合链网结构。并主要由以下部分组成实现：

1. 公共服务链

如第二节所述，本体将通过⼀条或多条自建公有链，进行基础性通用服务的提供，如实体映射，或进行数据交换通用协议⽀持，以及提供通⽤性智能合约服务体系等。一方面，为各业务链提供了通用性的基础服务，支持各业务合作伙伴更聚焦在自己具体业务的实现上；另一方面，分担各业务链的基础服务模块，为业务链的性能保障提供支持。

也因此，我们把本体自建的公有链定位为本体基础服务公有链。

2. 业务链

在⼀条或多条公用服务链的基础上，各个行业、地域和不同的业务场景，可以有⾃⼰独有的业务链，以满⾜不同场景下的准⼊要求、合规要求、治理要求及共识要求等。根据业务链的性质和需要，可以通过以下方式融入本体链网：

首先，使用基础服务。各业务链可以通过基础服务公有链，获取基础性服务，如实体认证、数据交换协议等，也可以通过公用服务链在一些行业共性流程上进行协作。

其次，业务链间协作。通过本体，各业务链可与⾏业或业务性质相关的链之间进⾏协作。不同的协作场景会涉及不同的业务链，或者业务链上的不同业务点。根据需求，可进行⼀些小型的专⽤公有/联盟业务服务链的设计，对某些特定跨链业务的智能合约、业务逻辑服务等功能提供专项协同支持。

3. 高性能区块链框架

本体区块链是一个高性能的区块链基础框架，并具备模块化和定制化的架构体系，在提供基础性高性能公有链的同时，可以支持本体链网中各类业务链的定制化建设。

4. 协议群

本体根据不同的业务场景、行业特点、监管要求及治理要求，将进行各类交互协议的提供与扩展，并以协议群的方式为各本体伙伴提供支持。本体协议群的原则是：尽最⼤可能兼容和采⽤现有的各类协议与标准，在同⼀场景下，也尽可能多地⽀持更多不同协议，以使本体⽹络具有更好的兼容性和扩展性。所以，本体设计了一系列的协议群，包括但不限于：

（1）本体身份标识协议

本体使用本体身份标识（ONT ID）来标识和管理实体的网络身份。在本体上，一个实体可以对应到多个身份标识，且多个身份标识之间没有任何关联。第一版的ONT ID体系完整实现了W3C的DID协议。后续根据实际业务需求对更多协议进行支持。

（2）用户授权协议

在本体中，用户对自己的数据有绝对的掌控权。任何涉及到用户主体的相关数据访问、交易都需要得到所有者的授权。为此，本体设计了⼀套用户授权协议来保护用户的数据隐私。协议利⽤可验证声明技术完成异步、可验证的授权，同时⽀持授权托管以及细粒度的访问控制策略制定。

（3）分布式数据交换协议

本体提出了分布式数据交换协议DDEP，该协议对实体之间的数据交易⾏为定义了⼀整套协议规范，并在协议的交易流程中引入一个作为“担保⼈”的中间方，保证“一手交钱，一手交货”的结算过程。

（4）跨链资产交换/事务协作协议

本体会对跨链进行多协议的支持，会对通用性的应用广泛的跨链协议进行兼容性支持。用户可以根据业务的需求，动态选择不同的跨链协议进行协作。

（5）更多业务性专项协议

在专项业务性的协作中会有不同行业的特定协议，在本体链网中或传统IT系统之间协作，本体也会持续推出至于分布式的各类行业通用性协议，更深入地对特定行业业务需求进行支持。

通过协议群的支持，本体基础服务公有链与各业务链将共同构筑⼀个矩阵式超融合的链⽹结构。在链网结构中，区块链，业务链与业务链之间，业务链与公共服务链之间的相互协作，将协助各合作伙伴进行深度定制化，在不同的业务场景中构建其独特的、合适的业务模式；同时，各合作伙伴之间可进行横向或纵向的合作，实现大范围的、跨领域的业务协作。

四、本体基础公有链的综合业务支持

本体团队重视应用生态的扩展。为更好地发挥各业务的连接器和业务支持的基础设施的作用，本体自建的基础服务公有链进行了综合性的业务支持设计，包括但不限于：

1. 通用化支持

在实际的业务场景中，存在着大量的通用化需求，如上文所述的多源身份认证和分布式数据交换等等。为此，本体基础服务公有链设计了一系列的基础化模块。

以数据交易为例，数据交易组件设计了四个通用化的主要模块：

（1）身份管理模块，进行数据交易各参与方的身份认证管理。

（2）数据资源管理模块，数据资源与数据资源所有者权限控制的绑定。

（3）智能合约交易模块，包含智能合约的锁仓管理，即通过合约检查资金数额正确后，锁定数据需求方账户，直到交易完成或取消；智能合约的交易完成管理，即数据需求方向交易合约确认交易完成，合约中的资金转到数据提供方账户。

（4）点对点通讯模块，实现数据交易的点对点传输，避免中间环节产生的数据沉淀。

数据交易通用化的模块可运用于金融、版权、法律等不用的行业和领域中，为特定的应用实现提供通用化的支持。

同时，通过基础化模块的设计，并配合本体⼀系列丰富的应用层协议和组件，本体基础服务公有链可帮助应用开发者快速构建各行业的去中心化应用，使其不用花过多精力关注底层分布式账本交互的复杂性。

2. 定制化设计

为满足不同行业差异化的需求和要求，基础服务公有链可进行定制化的协议与模块的设计，并为应用的特定化需求提供支持。基础服务公有链提供包括但不限于以下的支持：

（1）松耦合设计。

本体基础服务公有链的整体架构体系进行模块化、可插拔、灵活扩展的松耦合设计，以支持不同业务领域的需求，可以灵活扩展到各类业务应用支持；同时体系或模块可根据持续的技术与业务功能发展而扩展。

（2）单一模块单一功能。

本体基础服务公有链按照“单一模块单一功能”原则设计，和密码学安全组件、用户授权组件多类型组件配合，方便支持灵活多变的场景需求。

（3）水平扩展。

本体链网的功能、生态扩展并不通过会增加某一特定区块链的负荷，而是选择以基础服务公有链和业务链相互协作的方式进行，保障了各区块链的性能和整体的高吞吐能力。

通过新一代基础服务公有链的设计和实现，本体提出了新一代基础公有链的新思路。但同时，基础服务公有链的功能完善和链网体系的构建需要各个合作伙伴的广泛支持与通力合作。本体团队也乐于以各种方式与技术合作伙伴、生态合作伙伴等保持密切沟通与联系，共同为新一代的公有链的构建添砖加瓦。

作者：

李俊，ONT本体创始人，计算机学士、通信工程硕士、MBA、PMP。16年IT和Fintech经验。资深的区块链架构与解决方案专家，丰富的技术管理经验。之前在国际顶级IT公司和中国大型金融交易所从事技术架构、技术管理、技术规划等工作。参与过多项大规模系统的架构设计与技术管理。多次从头构建起完整的技术团队和体系。同时具备丰富的金融行业知识，出色的内外沟通能力。

安立，ONT本体产品经理，多方面的区块链行业应用方案和产品设计，参与多个行业标杆性的区块链应用项目。曾任职于美国道富银行另类投资部门，有5年以上团队及项目管理经验，并作为主要负责人参与了多个亚太区信息化转型项目的设计。