几种典型区块链在性能功能上的差异与作用(一)

各位群友：周末好！非常不好意思，耽误大家周末的美好时光，来唠叨大家。

我昨天给北工大的研究生讲了一下区块链，明天还要参加中央网信办的会议，在会议上演讲。虽然都是区块链，但是讲的内容不一样。我今天主要是跟大家交流一下各种典型区块链的功能、性能以及它们的作用。这个对大家来说是更实用一些，理论上的讨论、方向上的讨论是有用的，但没有这个实用。

我们大家都知道Facebook的发了一个Libra，我们国内把Libra翻译成天平座，有的人翻译成天平座币。Libra其实它就是一个区块链系统，虽然Facebook没有在白皮书上公开讲清楚它是一个区块链系统，但实际上它就是一个区块链系统。这个区块链系统由Facebook来公布意义非凡，因为Facebook的体量、影响力和市值在那里。

第一、标志着国际上一个巨头真正在区块链上开始动手做事情了。第二、就是我一直在说的，金融的传统逻辑正在被改变。

传统逻辑改变指的是什么?

我们都知道比特币，在它横空出世的时候，就把发币局和银行给取消了。自身是一个类似准银行的虚拟币的一个系统，这样的话，传统金融逻辑就开始动摇了。因为银行和造币局必然是传统金融逻辑底层的一部分。动摇了这一点，实质上传统金融逻辑就开始彻底动摇了。过去的观念是“金融科技”，金融是本质，科技是服务。这个理念一直统治了我们很长时间。包括我自己，自1993年从密码学角度开始研究Digital cash(数字货币)的时候起，就一直受这个理念影响，被这个理念所左右。而从比特币开始，这个理念就被打破了一个缺口。

在金融中，科技仅仅是服务的角色吗？“科技可以定义金融”，这是比特币一个最有影响力的理念。我们在这里说的比特币实际上讲的是比特币系统，而不仅仅是币。“金融科技”和“科技金融”从比特币系统出现之后开始相争。当然，这个过程中也有相容。币的很多概念来自于金融，但其基本逻辑正在发生动摇。我相信，Facebook这种大体量的公司参与进来之后，“科技金融”的影响力会更大。

我们看Facebook Libra的白皮书用很低调的语言描述了很明确的意图和基本理念：它要建筑一个金融的infrastructure（基础设施）。其实不仅仅是金融，当然金融是首当其冲的。如果从区块链角度建立金融的基础设施，其影响力会是巨大的，因为金融对经济的作用是不言而喻的。Facebook开始做这件事，应该是自比特币之后区块链对金融的第二次冲击。

因为AI技术、大数据技术和其他技术都会使金融提高性能、优化服务，涉及到的表面效果可能仅仅是减少从业人员。但是这种infrastructure的变化呢？可能导致的结果关乎有些金融机构是否还存在。是一个值得思考的问题。因为像比特币，它不需要银行，它可以自己管理。但是Facebook的infrastructure影响力会更大更持久。我认为Facebook如果一直做下去，能成功。但是，Facebook的Libra是新金融利益集团的产物，是新的金融集团在用科技金融挑战金融科技，还不是一个完全的惠民金融系统。

这是自比特币之后，区块链产生的另一个更巨大的影响了，后面还会有第三波影响。虽然不知道这个影响几年后会出现，但影响应该更持久更深远。不仅对金融系统，而且对很多行业都会产生影响。但这个影响也不是拯救了世界，科技肯定是影响社会进步的，但是科技不是神，改变不了世界。所以说，过去把区块链举的非常高，对区块链本身也不是件好事，因为它就是一种技术，虽然这种技术是一种融合创新的产物，以后还将不断融合创新。

我没有事先准备，也没有写讲稿，而且不习惯用PPT。大家都知道我的一个非常可笑的事情：我在新疆生产建设兵团演讲的时候，PPT放在那里，一页没翻，讲了半天。我不太习惯用PPT用讲稿，都是随口而讲，有时说错了也请大家谅解，因为没有仔细斟酌每一字句。

从我们的角度看到了区块链有一个很好很光明的前景，所以我几年前说过的一句话，我现在把它重拾起来再说一遍：“前30年上网，接下来30年要上链”，这是一个必然趋势，早意识到早有好处。

我们是搞技术的也一直关心技术，我会从技术角度来比较几个典型区块链之间的指标，主要从功能和性能上进行比较。大家可以把我这个观点整理出来，做一个表，从各个方面进行比较。首先要比较的是，典型区块链的结构。因为结构对区块链来说是一个根本的因素，结构决定性能，结构决定功能。如果区块链没有好的一种结构对性能和功能进行支持，可能有时候是心有余而力不足的。

一、结构

（一）比特币的结构大家都很清楚，它是一个Merkle树，然后在树上进行记账。我们所说的“结构”就是计算机领域里“系统结构”的含义。我在大学读本科的时候，我们那个专业俗称叫“硬件”，但实际上学名叫“系统结构”。系统结构是计算机和网络的基础骨骼。没有系统结构，操作系统这个灵魂就无处安身，上面的应用就更没有用武之地。我硕士读的是应用软件，后来博士跑到伦敦大学读的密码学。所以区块链目前做的事情都是在我专业知识范围内。我从1993年开始做数字货币，对这些问题考虑的更早一点。我一直在寻找一个专业领域能把我学到的东西都用上，包括计算机、密码学，以及金融、经济和一些社会知识。区块链是我学有所用的一个很好的领域，也是目前最理想的领域，因为这些知识全都能用上。

我们反过来说比特币的结构。它这种结构在用户一级很容易扩展，但系统一级不容易扩展。谁下载个钱包就成了一个全节点，加入了这个系统。虽然手机上下载的是钱包，不是全节点，电脑上下载的是全节点。据说现在有上千个团队想在比特币系统一级扩展，想扩展只能分叉。无论软分叉还是硬分叉，都是通过分叉的方法进行扩展。分叉遗传了比特币的根本属性，有创新，但也只能是小修小改，比方说加快点速度、调节一下时间、记区块的个数变多一些（如由记六块变成记几十块）。比特币系统只支持类似这方面的小修小改，并不支持你在系统一级扩展的时候进行本质性的创新。

比特币系统这样一个特点，我们归结为它在系统一级扩展是极其不容易的，这影响了它很多事情。

（二）我们都知道，以太坊创始人小V，大家管他叫V神。他的一个杰出的贡献是使比特币这一类区块链能走向应用，它到目前为止用的还是POW。当然这个应用由于智能合约的限制，目前虽然有一些很好的应用，但是应用的场景仍然受到限制，所以他没有从本质上改变比特币的结构，它只是给比特币提供了一种应用，应用智能合约可以写不少东西了，但是却不能大规模应用。

所以以太坊这种结构本质上还是比特币结构的一种应用，而这种应用是受限制的。智能合约本身受限，所以扩展是受到相当大的局限，这是以太坊的一点。

（三）当然还有EOS，EOS很多人说它不是公链，而是一个联盟链。因为公链应拥有参与权力。有平等权利的节点，理论上应该是无穷的，网络上有多少个用户就有多少个节点，且这个节点的权利是平等的。所以从这一点来看，他们说EOS不是公链是相当有道理。

EOS的白皮书说它的21个超级节点是可以更换的。就是说由于各种原因，有的超级节点可以落下来，不是超级链的可以上去做超级链。可是到目前好像还没有换过，这是第一个；第二，21个节点有点像代表似的，部分节点代表其他所有节点。EOS的白皮书上也是类比了其他的机制，比如说类比了美国的参议院和众议院。我们知道美国参议院和众议院这种系统也是问题很多，百姓也有不满意之处。所以EOS扩展更不容易。21个超级节点限制了它进行扩展。

（四）我们来看Facebook Libra，目标是100个信用节点，“信用”在金融里是比较常用的一个词了，现在已经推广到全社会。对于这100个信用节点，现在Facebook并没有给出很清晰的定义，但100个信用节点肯定是参与共识的节点。

信用节点在Libra里除了有参与共识这样一个作用之外，其他的作用Facebook还没有很清楚地把它说出来。这100个信用节点都是大公司，我们知道MasterCard、Paypal和Visa等全球知名巨无霸都参与进来了，这些巨无霸本身就有一定的信用，所以他们做信用节点是合理的。在信用节点之下，除了参与共识，他们做的其他事情还没有说的很清楚。Facebook目前发表的白皮书是理想和现实相平衡的一个白皮书，而且是第一版，以后可能会修改。

那就是说，如果在现有的Facebook Libra的条件下，我们想成为一个节点，可能性不大。不像比特币，每个用户都是一个节点，每一个参与者都是一个节点。普通老百姓是没有可能参与到这个信用节点里的。信用节点每年需要交1000万美金，考虑中国企业的盈利现状，每年能拿出1000万美金去交这个钱的公司也不太多。有的企业跟IT行业关系不太大，有这样一个前提条件，它这个扩展也困难。

（五）我为什么说Facebook的白皮书和我们安达的非常相似，因为很多理念是一样的，很多结构也是一样的。我们安达白皮书2017年就发表了，但是我们没有像它一样往金融方面去做过多的论述。它声称要建立一个金融的基础结构，而我们这个系统是建立一个基础设施。这个基础设施不仅面对金融，还面对整个社会。我们白皮书里边的技术逻辑已经实现了这一点，只是没有公开地去说。它的理念跟我们是一样的，那跟我们的不同之处是什么呢？第一、安达链是一个面向社会的基础设施，社会上的每个人都有权参与，不分贫贱、不分地位、不分种族。理论上是一种公平的结构，比Facebook更公平。所以我说我们做的这个东西是十的三次方，Facebook Libra做的是二的三次方。它是一个缩小版的东西，基本原理是一致的，不过把它缩小了。从现实出发，他们要先易后难，我们是先难后易。但是我们难的部分已经做完了。我们要做的大部分事情，Facebook在白皮书上说在五年后才会往这个方向上转，现在先做一些针对金融的基础设施。

我们这个系统是灵活可扩展的，任何人都可以在系统一级上进行扩展。普通用户在用户一级扩展，你加入这个系统就行了。系统意义的扩展就意味着你能造一个子系统。你这个子系统最好兵强马壮，如果子系统下边没人、没兵，你要孤军奋战，扩展这个子系统应该是没有多大意义的。安达链提供这种功能可以说让扩展是变得极其容易。我们可以想象互联网发展道路终端、交换机、路由器、局域网和企业网这些东西，在实际上也很快地就扩展了。但不是信用节点的扩展，而是智能节点的扩展，智能节点的功能是远超信用节点和超级节点之和的，而且结构是标准化的，扩充比较容易。

这是他们结构上的不一样。

二、共识算法

比特币大家都知道是POW算法（工作量证明），这个有点像我们现在的全世界、全社会的KPI考核，你做了多少事儿决定给你多少钱。有人提倡先信任后工作，先给钱后做事，这是一种非管理的逻辑。在宗教领域里面有可能实现，不是宗教领域这样是不行的。POW不是中本聪提出来的，是别人提出来，中本聪把它实现了。当然这个实现本身也是一个很杰出的贡献了。

POW算法带来的弱点就是效率低，但效率低不是公链的天然要求和天然属性，是POW这种算法形成的。所以，POW是公链的一种很好的共识算法，但不意味着是一个标准的、唯一的算法就决定了公链的属性。

小V提出来POS，然后别人又搞出来DPOS，然后Micali也提出随机单节点算法，再接着三个诺贝尔奖获得者也提出了他们的共识算法，但这些共识算法都存在着某种缺陷和弱点。

它们还满足不了区块链发展的要求，大家知道了POW很好但很慢，POS跟POW比，有些人为的属性在里边,比如说我是大户权力大、投票权多，然后说话声音就很大。这个还是造成社会分化和分级的常规手段在区块链共识算法中的应用。

EOS和Libra它们本质上属于联盟链。它们都可以用拜占庭算法，公链也参考这种算法，但大规模应用的公链没有人使用拜占庭算法。为什么呢？效率更低，还不如POW。联盟链里用拜占庭算法用的比较多，由于节点个数有限，比如说EOS是21个，Libra是100个，相对地，信息交换信息的频率和效率也受影响了，但受影响不是特别大。如果节点增加更多效率会严重下降。所以在EOS和Libra里使用拜占庭算法是可以的。

我们安达链使用的三个共识算法已经在2017年申请专利了。我们的这三个算法是一种基于随机数的算法，这种随机数第一要能保证安全，第二个要能保证公平，第三个要能保证效率。我不知道我们区块链领域里哪位先生提出来的“不可能三角”，我认为“不可能三角”是不存在的。当然，我用反例证明过。从科学的角度来讲，一个东西要成立的话，那有一个反例你就不成立了。这个反例就是：“用ECC取代RSA，安全性一点没下降，在效率上还提高了4倍到16倍。”这本身就是对“不可能三角”的一个反例。

我们算法的关键是：“随机数的产生、随机数的选取、随机数的使用。”从计算机、数学和密码学的角度，这三个学科对随机数的要求是不一致的。比如说，在计算机这个领域里大家认为随机数已经很好了，非常完美了；数学领域呢？比如说Blume凭他的随机数的函数获得了图灵奖，从他数学角度来看，随机数也已经很完美；但密码学对随机数要求更苛刻。我们知道整个区块链系统有两大支撑算法：一个是共识算法，一个是密码算法，没有这两大算法的支持，区块链系统是成不了的。

我一直说共识算法是区块链的灵魂，并不是贬低密码算法的意思，因为POW里边也包含了密码。我们从密码学这个角度出发，应该是“随机数产生、随机数分组和随机数的使用”在我们这个共识算法里面起了决定性的作用，也是保障安全、保障公平和保障效率的根本因素。我在有的地方画过我们的结算法总体概念图，在去年和今年上海两次国际会议上我都讲过，其实是纯搞技术的人都能想明白是怎么回事儿。不搞技术的人，看着那个图好像不会太感兴趣。接下来说第三个指标——效率。

三、效率问题

我们知道比特币十分钟记一次账，一次账6个块。这个效率用户感觉是不一样的，因为比特币我自身是没有操作过，经常有做过的人说，有时候快有时候慢，网络受很多因素制约。理论分析的效率是一个比较可靠的参考指标，实际的效率则受网络等各种因素的影响，所以比特币是比较慢的，十分钟记一次账，一次账6个块。以太坊也存在着效率低，所以这两个都比较慢。

用户评价有的说一分钟交易几次，反正都不是几十次 。我看EOS的文档和宣传材料里面不太一致，一开始宣称每秒百万次TPS，然后实测每秒几千次，这个差距很大。但具体实际指标我不知道，理论分析一开始公布的就是百万次，后来又变成了每秒几千次，当然是不是在全世界都这样公布的，实际并不知道。

Facebook公布它的效率是理论上每秒交易1000次，这个速度已经很快了。我们银行能做到这一点也很困难，即使是全世界最大的银行ICBC，你让它每秒交易1000次，我认为都是比较困难的。从金融基础设施角度讲，必须达到这个数量级，然后服务的对象应该很广，速度快，让很多人可以同时使用。至于评价性能指标，我们知道很早有人提出了TPS(每秒传输速度）的概念，这个是网络上的一个概念，放到这个区块链上我有点糊涂了。后来我们仔细研究了这个事情我提出了一个定理：“共识至少要三个人才能实现。”这是一个必要条件。两个人没法形成共识，两个人有时达成一致，有时不能达成一致。三个人要协商所以肯定效率低。单节点就我一个人说了算，这样就比较快。所以从这个定理看，实际区块链的效率一定要比腾讯和阿里效率要低，因为他们是单节点决定的，而区块链的是多节点决定的。

那我就提出个定理：“区块链里边的TPS，它的极限是单点的TPS，可以永远接近但不可能达到。”它就和我们现实生活中一样，你一件事情需要一个领导签字和需要三个领导签字，如果领导们所用时间、能力水平都一样的话，那肯定一个人签字快，三个人慢是正常现象。

Facebook Libra的TPS达到1000，仍然是一个理论上的试验和小规模的试验。如果达到27亿用户的时候，面临的问题将是每秒1000可能不够。用户太多了，我们大家可以计算，即使27亿的十分之一每天用一次，要得多快的TPS才能显示得过来。所以这只是Facebook的初版，它五年后才升级到公链（虽没有公开提示，但他们说的整个原理就是升级到公链）。它认为在技术上解决目前还不完全具备条件。

我们安达链在正常情况下是逼近微信的支付速度，但会受网络环境的限制。比如说微信，我们大家经常发现，在一个地方扫一下付款很快，有的地方付款很慢，这是受到网络环境影响。我们也是在理论上计算，这种共识算法怎样能有效地和加密结合在一起，使共识速度逼近单节点速度。但我们也知道共识不仅是几个人的问题，三个人共识比十个人可能快一点，但共识中每个人还要验证数字签名。

数字签名的验证速度也是提高效率的一个根本原因，所以为什么说区块链技术很难呢，就是因为他在存在着不同层次、不同角度的问题。你在计算机里做个三五年，想全面综合理解这些技术，还是很有挑战的一个要求。当然，要从更上层的金融学、分布式系统的角度来看清底层这些事儿也是一个挑战，这些挑战都使我们很容易变成盲人摸象，因为你只从一个角度看，没有从全局角度去看。这是我们讲的效率问题，也就是TPS。

四、安全问题

目前实践证明比特币的系统（技术和币没关系）的安全性应该是目前区块链里边是一流的，这个被实践证明了,另外算法机制讲它采用的是kobles，没有用美国两大机构算法NSA和NIST；第二个是随机数产生，因为比特币创造者本身是搞密码学的，所以随机数产生的相对靠谱，也更符合密码学的要求。

以太坊的安全，大家看到很多的文章批评它了，不是批评POW相关的部分，而是批评智能合约安全出了一堆问题，给有些人造成了损失，有的人几十亿人民币没了，还有人被攻击了等一大堆问题。所以我2017年在台湾讲课的时候遇到小V，我认真地跟他讲过，安全问题是他应该一直需要关注和解决的问题，当然那时候好像还没出什么事。

反过来EOS和Libra的安全性是从另一个角度考虑，无论是信用节点和超级节点都是固定的，即使变化在一段时间内也是相对固定的，它受到另一个层次的安全（即网络的安全）的影响会比较严重，比如说网络上各种攻击。联盟链严格讲没有定义在联盟里，联盟链又是公开的,联盟链设计就是这样的，面临的攻击就比真正的纯联盟链受到的攻击会相对多一些，比如DDOS这一系列攻击都可以实施在这上面。安全性是需要想办法解决的。

关于我们的安达链的的安全性：第一、继承了公链上的所有的好的思想。它不应该受到我刚才分析的联盟链这些攻击；第二、我们强化了一些算法实现中的安全性。我们认为跟比特币相比，安全性略有提高，但是大规模使用中也可能发现问题。我们搞密码学的也知道，从香农开始，我们就一直认为没有绝对安全，当然这个现在争论很大了，很多人也说有绝对安全，但是业内搞安全的人都知道没有绝对的安全。我们只能说现在的分析安达会比前面涉及到的那些区块链系统的安全性能会略好一些。

五、功能性

最后我们说一个功能的问题，说完功能问题之后，我们今天就结束。性能和功能里边的其他问题以后有时间了再说，因为大家进这个群，绝大多数是我拉进来的，百分之九十五九十六的样子吧。大家一直坚守在这里边，我把这些自己的看法（不一定准确和成熟），奉献给大家，对大家留在这个群中是感谢，同时也是一种回报。

在功能上，比特币，我们知道的很清楚送和收这两个功能，它这个送和收两个功能。决定了它功能上的单一性，比特币有人说是收藏品，是纸黄金，无论如何它在功能上就限定他发和送了两个功能，其他功能没有。以太坊上的功能上有所增加，因为它可以用智能合约来扩展它的功能，当然以前最多用的是ICO，目前因为ICO已经造成了一些影响，一些国家、政府也是不支持做的，所以在应用上的最大一块被限制了，受到影响。当然更深刻、更广泛的功能，不是smartcontract能做得了的。

EOS的Supernode功能主要是投票权上的功能大，共识的时候可以参与，其他的功能呢，每个Supernode自己定义一下，会有一些不同，但是也受很多局限。有点像全世界真正能创新的是个人和中小企业，大企业一般来讲家大业大不敢冒险，不敢也不是没有，创新相对较少。

所以在西方国家，你会注意到存在的一个问题，创新的都是中小企业和个人，大企业把这个技术收购过来，为自己所用，这个是大企业进行技术更新的一个主要方向、主要方法。自己创新的东西也有，但主流部分的突破性创新，都不是大企业自己创造的。我们中国大企业对小企业的创新和个人的创新，有时候喜欢拿来就用、无偿用最好，是这样的一种心态。在创新上，Facebook是更大胆一些。Facebook一出世等于倚天出剑，谁与争锋。就在联盟链这个领域里谁与争锋，对EOS在某种程度上是一个打击吧。因为有了Facebook Libra，EOS相对的就弱了很多。当然，我们知道Facebook在美国整个IT领域还不是第一大市值的，前面还有微软、Google和亚马逊。我估计Facebook明年要是成功了，另外三个巨头也可能会参与进来。我们知道Facebook的市值现在是5000亿美元。Libra公布之后这几天市值又涨了5%，5000亿美元涨5%也是一个很大的一个数量，那有可能另外三家也会参与进来。

还有一个问题是Facebook目前计划中的那100家，目前加上好像已经联盟上28家了吧。各个都是巨无霸啊，都是在世界上都有很多用户，有很多影响力的。100家市值合起来至少有5万亿美元。如果亚马逊、Google和微软再加入进来的话，要做的话应该是以一种联盟形式，不能自已单独玩。合起来的市值可能会超过美国的GDP。

这会产生一个巨大的影响：它的信用是不是可以比政府机构和国家的信用还要强？这个是值得探讨的一个问题，这个我们先不说了。因为凡是涉及到金融、社会、宗教和更高层次的哲学讨论，我们就不再探讨。

在功能上，EOS大家已经看到了，就那个样子了。Facebook在功能上怎么扩充呢？联合这100家所能提供的服务，过去不是在链上的服务，有可能逐渐都移到链上。不能说全部，只能说大多数。因为有的东西不适合上链，链不是万能的，有的东西不适合上来。它的功能会很强，你现在做的一些事情，以后在Facebook这个链上会逐渐多数都能做，譬如现在VISA、master的服务通过Facebook这个链上也应该逐渐能享受到，它的可扩展性非常好。

所以就说这种巨无霸参与对整个区块链技术是一个推动，也是一个振奋人心的消息。因为大家开始认可了、用了，那就说明这个东西已经相对比较成熟了。但是区块链一直是一个融合创新。从中本聪开始，很多技术都是别人做的，他把成熟技术的拿过来用就可以，Facebook现在也是同样。再往后也是融合创新，因为区块链技术就是不断创新，不断往里边融合。比如，我们的安达链就融合了人工智能和可信计算这两种看起来跟区块链不相关的技术。顶层是区块链，下面有人工智能和可信计算，当然可信计算也是比较复杂的事。

至少在金融这个领域里边，Facebook提供了一个基础设施就意味着它的功能会很多，是比特币、以太坊和EOS远远比不了的。安达链提供的是含金融系统基础设施是一个社会基础设施，所以它的功能会更丰富。我们现在已经有一些功能体现在上边了，就是你会看到我们有的不仅是金融功能，还有跟金融没有关系的其他功能。我们国家现在区块链已经很热了，比如说司法系统用区块链取证，然后还有一些系统用区块链保护知识产权，这些都不在金融的范围之内，区块链技术确实在很踏实地支持着它们。除了商圈币，我们还支持服务币和权益币等。不是传统的虚拟币，是非传统虚拟币的Token。这些都是可以融合到我们这个系统中。

我今天就唠叨在这里，以后找个机会我们再继续交流，这是对大家留在这个群里支持我们工作的一种回报。我们会整理转发到我们另外30多个群中，这是（1）群，从一开始。但是非常不好意思，耽误了大家周末的美好时光，下次不选周末了。

整理：阿宾、静娴、坤巧、珊珊                       日期： 2019年7月3日