區塊鏈技術按照節點參與方式的不同可以分為:公有鏈(Public Blockchain)、聯盟鏈(Consortium Blockchain)和私有鏈(Private Blockchain)。按照權限的不同可以分為:許可鏈(Permissioned Blockchain)和非許可鏈(Permissionless Blockchain)。前述的三大類區塊鏈技術中,聯盟鏈和私有鏈屬于許可鏈,公有鏈屬于非許可鏈。
1、公有鏈
公有鏈,顧名思義,就是公開的區塊鏈。公有鏈是全公開的,所有人都可以作為網絡中的一個節點,而不需要任何人給予權限或授權。在公有鏈中,每個節點都可以自由加入或者退出網絡,參與鏈上數據的讀寫、執行交易,還可以參與網絡中共識達成的過程,即決定哪個區塊可以添加到主鏈上并記錄當前的網絡狀態。公有鏈是完全意義上的去中心化區塊鏈,它借助密碼學中的加密算法保證鏈上交易的安全。在采取共識算法達成共識時,公有鏈主要采取工作量證明(PoW,Proof of Work)機制或權益證明(PoS,Proof of Stake)機制等共識算法,將經濟獎勵和加密數字驗證結合起來,來達到去中心化和全網達成共識的目的。在這些算法共識形成的過程中,每個節點都可以為共識過程做出貢獻,也是我們俗稱的“挖礦”,來獲取與貢獻成正比的經濟獎勵,也就是系統中發行的數字代幣。
公有鏈通常也被稱為公共鏈,它屬于一種非許可鏈,不需要許可就可以自由參加退出。當前最典型的代表應用有比特幣、以太坊(Ethereum)等。因其完全去中心化和面向大眾的特性,公有鏈通常適用于“虛擬加密貨幣”和面向大眾的一些金融服務以及電子商務等。
2、聯盟鏈
聯盟鏈不是完全去中心化的,而是一種多中心化或者部分去中心化的區塊鏈。在區塊鏈系統運行時,它的共識過程可能會受某些指定節點的控制。例如,在一個有15個金融機構接入的區塊鏈系統中,每個機構都作為鏈上的一個節點,每確認一筆交易,都需要至少對10個節點進行確認(2/3確認),這筆交易或者這個區塊才能被認可。聯盟鏈賬本上的數據與公有鏈的完全公開是不同的,只有聯盟成員節點才可以訪問,并且鏈上的讀寫權限、參與記賬規則等操作也需要由聯盟成員節點共同決定。由于聯盟鏈場景中的參與者組成一個聯盟, 參與共識的節點相對公有鏈而言會少很多,并且一般是針對某個商業場景,所以共識協議一般不采用與工作量證明類似的挖礦機制,同時也不一定需要代幣作為激勵機制,而是采用PBFT、RAFT這類適用于多中心化且效率較高的共識算法。同時,聯盟鏈對交易的時間、狀態、每秒交易數等與公有鏈有很大區別,所以它比公有鏈有更高的安全和性能要求。
聯盟鏈屬于一種許可鏈,意味著不是任何人都能自由加入網絡中,而是需要一定的權限許可,才可以作為一個新的節點加入。當前聯盟鏈典型的代表有Linux基金會支持的超級賬本(Hyperledger)項目、R3區塊鏈聯盟開發的Corda,以及趣鏈科技推出的Hyperchain平臺等。
3、私有鏈
私有鏈,是指整個區塊鏈上的所有寫入權限僅僅掌握在一個組織手里,而讀取權限可以根據情況對外開放或者任意進行限制[14]。所以,私有鏈的應用場景一般是單一的企業內部總公司對分公司的管理方面,如數據庫管理和審計等。相比于公有鏈和聯盟鏈,私有鏈的價值主要體現在它可以提供一個安全、可追溯、不可篡改的平臺,并且可以同時防止來自內部和外部的安全攻擊。目前對于私有鏈確實存在著一些爭議,有人認為私有鏈的意義不大,因為它需要依賴于第三方的區塊鏈平臺機構,所有的權限都被控制在一個節點中,已經違背了區塊鏈技術的初衷,不能算一種區塊鏈技術,而是已經存在的分布式賬本技術。但是也有人認為私有鏈擁有很大的潛在價值,因為它可以給當前存在的許多問題提供一個很好的解決方案,比如企業內部規章制度的遵守、金融機構的反洗錢行為以及政府部門的預算和執行,等等。
與聯盟鏈一樣,私有鏈也屬于一種許可鏈,不過它的許可權掌握在單一節點中,在有些場景中,私有鏈還被稱為專有鏈。當下私有鏈的應用不是很多,開創者都在努力探索之中。當前已經存在的應用主要有英國幣科學公司(Coin Sciences Ltd.)推出的多鏈(Multichain)平臺,這個平臺的宗旨是希望能幫助各企業快速地部署私鏈環境,提供良好的隱私保護和權限控制。
自誕生至今,區塊鏈技術經歷了三次大的技術演進,其典型代表平臺為2009年的比特幣、2013年的以太坊和2015年的Fabric和Hyperchain,其組織形態從資源消耗嚴重、交易性能低下、缺乏靈活控制機制的公有區塊鏈,向高效共識、智能可編程、可保護隱私的聯盟區塊鏈轉變。當前,Hyperchian平臺的TPS(每秒事務處理量)已達到千甚至萬量級,可以滿足大部分商業場景的需要。將來,隨著技術的進一步發展,基于聯盟鏈的區塊鏈商業應用將成為區塊鏈應用的主要形態。