区块链及其相关概念在2017年进入了一个全然不同是时代，同时区块链底层技术也进入了新的发展阶段，我们的记者搜集了目前几个最热门的项目，看看他们的技术到底怎么样。

我们先来说说什么是区块链。区块链又被称为分布式账本，与之对应的则是中心化账本，比如银行，与中心化账本不同的是，分布式账本依靠的是将账本数据冗余存储在所有参与节点中，来保证账本的安全性。简单地说，区块链会用到三种底层技术：点对点网络技术、密码学技术和分布式一致性算法。而通常，区块链系统还会“免费附赠”一种被称为智能合约的功能。智能合约虽然不是区块链系统的必要组成部分，但由于区块链天生所具备的去中心化特点，使它可以很好地为智能合约提供可信的计算环境。

为了适应不同场景的需求，区块链系统在实际应用的过程中往往会需要进行各种改造，以满足特定业务的要求，比如身份认证、共识机制、密钥管理、交易频次、响应时间、隐私保护、监管要求等。而实际应用区块链系统的公司往往没有进行这种改造的能力，于是市场上慢慢出现了一些用于定制专用区块链系统的框架，采用这些框架就可以很方便地定制出适用于企业自身业务的区块链系统。

1、比特币

比特币(bitcoin)源自一名叫做中本聪(Satoshi Nakamoto)的人在 2008 年发表的一篇名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-PeerElectronic Cash System)的论文，文中描述了一种被他称为“比特币”的电子货币及其算法。在之后的几年里，比特币不断成长和成熟，而它的底层技术也逐渐被人们认识并抽象出来，这就是区块链技术。比特币作为区块链的鼻祖，在区块链的大家族中具有举足轻重的地位，基于比特币技术开发出的山寨币(altcoins)的数量有如天上繁星，数不胜数。

从论文中可以得知，中本聪设计比特币的目的，就是希望能够实现一种完全基于点对点网络的电子现金系统，使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的中介机构。总结来说，他希望比特币的设计能够实现以下这些目标：

● 不需要中央机构就可以发行货币

● 不需要中介机构就可以支付

● 保持使用者的匿名性

● 交易无法被撤销

从电子现金系统的角度来看，以上这些目标在比特币中基本都得到了实现，但是依然有一些技术问题有待解决，比如延展性攻击、区块容量限制、区块分叉、扩展性等。

在应用场景方面，目前大量的数字货币项目都是基于比特币架构来设计的，此外还有一些比较实际的应用案例，比如彩色币等。

2、以太坊

以太坊(ethereum) 的目标是提供一个带有图灵完备语言的区块链，用这种语言可以创建合约来编写任意状态转换功能，用户只要简单地用几行代码来实现逻辑，就能够创建一个基于区块链的应用程序，并应用于货币以外的场景。

以太坊的设计思想是不直接“支持”任何应用，但图灵完备的编程语言意味着理论上任意的合约逻辑和任何类型的应用都可以被创建出来。总结来说，以太坊在比特币的设计目标之外，还需要实现以下几个目标：

● 图灵完备的合约语言

● 内置的持久化状态存储

目前基于以太坊的合约项目已达到数百个，比较有名的有 Augur、TheDAO、Digix、FirstBlood 等。

Augur 是一个去中心化的预测市场平台，基于以太坊区块链技术。用户可以用数字货币进行预测和下注，依靠群众的智慧来预判事件的发展结果，可以有效地消除对手方风险和服务器的中心化风险。

限于篇幅，基于以太坊智能合约平台的项目就不多介绍了。基于以太坊的代码进行改造的区块链项目也有不少，但几乎都是闭源项目，只能依靠一些公开的特性来推断，所以就不在本文展开讨论了。

3、波场

波场TRON是基于区块链的去中心化内容协议，其目标在于通过区块链与分布式存储技术，构建一个全球范围内的自由内容娱乐体系，这个协议可以让每个用户自由发布，存储，拥有数据，并通过去中心化的自治形式，以数字资产发行，流通，交易方式决定内容的分发、订阅、推送，赋能内容创造者，形成去中心化的内容娱乐生态。

1.  UTXO模型+ 抽象账户模型

对区块链设计，波场采用了utxo模型，可以通过公共账簿透明地追踪每个交易的历史记录，utxo具有高并发处理能力，对多个地址间的交易具有良好的扩展性。而以太坊的账户模型存在可伸缩性方面的瓶颈，但更符合真实的直观认识，为此波场的区块链设计在采用utxo模型的基础上，进一步抽象出了账户的概念，保持性能的同时满足用户的直观使用习惯，这是TRON设计的初衷。

2.  共识

TRON的共识采取分三步走的策略，第一步采用基于Kafka的技术体制，实现中心化共识算法，目的在于实现系统的联调联试，功能集成；第二步采用基于Raft的分布式共识机制，实现从中心化到分布式，这一步逐渐完善网络、分发等功能，为最终实现无逻辑中心的广域全分布打下基础；第三步实现PoS的共识机制，实现基于 “保证金机制 + epoch确认”的拜占庭容错共识，同时兼容PoS和PoW的集成共识。TRON的开源代码实现了中心共识算法，第二阶段将实现分布式共识算法。

以固定数目的块（叫epoch）作为基本单元运行拜占庭容错算法对块进行确认，当前epoch之前的链将不再会出现分叉，降低了系统的风险，提高了系统的安全性。另外，波场也支持PoW和PoS共识机制的融合，获得系统可用性和一致性之间的平衡。

3.  对象编码和序列化

在对象编码和网络传输方面，波场基于谷歌的Protocol buffer进行对象的定义，从而以一种语言无关的方式对系统涉及的对象进行抽象表示。

4.  智能合约

智能合约对应于分布式计算部分，确定性和可终止性是智能合约的两种性质，在设计智能合约方面，需要想办法把非确定性因素排除在外。为了兼顾确定性、可终止性，以及虚拟机轻量级和编写语言灵活性方面的优点，TRON准备在未来开发轻量级的TVM（TRON virtual Machine）作为智能合约的执行环境，它具有启动速度快，占用资源小的特点。tvm的数据操作指令直接对数组及复杂数据结构提供支持。TRON计划对代币转账和智能合约的运行和存储进行收费，实现对记账人的经济激励和防止资源滥用。TRON智能合约的开发者可以直接使用几乎任何高级语言来进行智能合约的开发工作。

4、Fabric

Fabric 是由 IBM 和 DAH 主导开发的一个区块链框架，是超级帐本的项目成员之一。它的功能与以太坊类似，也是一个分布式的智能合约平台。但与以太坊和比特币不同的是，它从一开始就是一个框架，而不是一个公有链，也没有内置的代币(token)。

超级账本(hyperledger)是 Linux 基金会于 2015 年发起的推进区块链技术和标准的开源项目，加入成员包括：荷兰银行(ABN AMRO)、埃森哲(Accenture)等十几个不同利益体，目标是让成员共同合作，共建开放平台，满足来自多个不同行业各种用户案例，并简化业务流程。

作为一个区块链框架，Fabric 采用了松耦合的设计，将共识机制、身份验证等组件模块化，使之在应用过程中可以方便地替换成自定义的模块。除此之外，Fabric 还采用了容器技术，将智能合约代码(chaincode)放在 docker 中运行，从而使得智能合约可以用几乎任意的高级语言来编写。

以下是 Fabric 的一些设计目标：

●模块化设计，组件可替换

●运行于 docker 的智能合约

目前已经有不少采用 Fabric 架构进行开发的概念验证(POC)项目在实施过程中，其中不乏一些金融机构做出的尝试，不过由于项目刚刚起步，还没有比较成熟的落地应用。

随着区块链的大热，区块链项目也必将迎来新的发展阶段，到百家争鸣之时，就要看谁的底层技术真正强大了，让我们拭目以待吧！