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Web3科普|什么是公链

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什么是公链?
1. 概念
公链是一种区块链网络,是一种基于区块链技术的分布式账本系统,其区块链数据是可以公开的,它允许任何人都能够加入网络、参与交易和共识过程,因此任何人都可以进行查看、参与和验证。还有很重要的一点是,公链是完全去中心化的,其不依赖于中央控制机构,而是由多个节点共同维护和管理,所以公链数据是公开透明、不可篡改的。
2. 特点
去中心化
公链采用去中心化的方式,没有中央节点的控制,所有节点都平等参与,这种特点可以避免故障,提高系统的稳定性和安全性。
开放性和透明性
所有人都可以在公链上查看和验证交易的数据,任何人都可以加入到公链网络,参与交易和挖矿,无需特定的许可或认证,而公链上交易的信息都是公开透明的,整个区块链的历史记录增强了网络的透明性,这种特点可以避免信息和交易数据被篡改或者造假,提高了交易的可信度。
不可篡改性
所有的公链都必须利用密码学原理,保护交易的安全和隐私。我们所有人在公链上的交易都是不可篡改的,在公链上的每一笔交易、每一个动作都会被记录下来,并且记录之后无法进行删除或者修改。这种不可篡改性的特点,保障了公链交易的可靠性和真实性。
共识机制
公链的共识机制确保网络中的所有参与者对数据的一致认可,比如比特币使用的工作量证明,也就是 POW,以太坊使用的权益证明 POS。共识机制帮助防止同一加密货币被多次使用。
智能合约
公链支持智能合约,可以实现自动化的交易和合约执行,公链的这种功能可以提高交易的效率和可靠性。同时降低交易成本。
3. 发展阶段
3 个发展阶段
2008 年 - 2015 年 —— 启蒙阶段
首先,启蒙阶段出现在 2008 年,就是比特币的出现,这种公链可以理解为一种 “公共账本”,这也是最早的 “区块链” 的定义,当时还没有公共区块链的概念,区块链就是符合公共账本才能被定义。
2015 年后 —— 基础建设阶段
以 2015 年以太坊公链的出现为信号,这个标志着底层公链的时代的开始,这一阶段智能合约被提出。这一阶段公链的发展,其实就像智能手机上的操作系统,开发者可以在这一条公链上,根据自己的想法来编写 APP,也就是智能合约,公链的作用在于为应用提供平台,降低应用开发的门槛。公链类似于一种平台型的产品,支持任何人在平台中建立和使用通过区块链技术开发去中心化应用,也允许用户按照自己的意愿创造复杂的操作,为开发去中心化应用提供底层的模板。所以说,这一阶段就是以太坊和以太坊生态的出现带来了公链的变革,相对于比特币而言,以太坊公链不仅仅支持数据货币以太坊的交易,更旨在成为一个去中心化的应用和智能合约的平台,相比较于比特公链的交易特征,以太坊公链更注重在其区块链上构建和运行各种应用程序,比特公链提供的脚本语言非常有限,仅仅支持最基本的交易和非常有限的智能合约功能,而这一阶段以太坊的出现,能够提供全面的智能合约功能,允许开发者在链上开发创建复杂的应用程序,如去中心化金融(Defi)、非同质化代币 NFT;而在区块交易速度方面,这两者也有很大的区别,比特币公链的每个区块,大约每十分钟产生一次,交易速度非常慢,以太坊的产生速度大概在 13 秒到 15 秒之间,处理速度更加快捷。总的来说,这两个阶段公链的产生有质的不同,在功能设计、共识机制、交易速度、费用等方面存在显著的差异,比特币更注重的是作为数字货币的角色,而以太坊则提供了一个更加复杂和多功能的平台,支持各种去中心化应用和智能合约,将区块链的智能型又提升了新高度。
现阶段 —— 生态竞争阶段
再以手机的系统发展阶段为例,在以往手机系统发展中,出现过 ios、安卓、塞班等各类不同的系统,经过市场的竞争最终沉淀出 ios 和安卓两个系统。因此,目前的我们所处的公链的生态竞争阶段,以公链上生态的竞争为主,可以吸引开发者和用户加入公链生态,那么公链的代币也会因为生态的繁荣而拉升价格,目前以太坊作为区块链龙头,本身存在扩展性问题,例如交易速度慢、交易费用昂贵等等问题。
这个阶段的生态竞争就是公链上出现的各种优质项目,由于以太坊的发展已经不能满足强大的需求,NFT、gamefi 的轮番繁荣给公链的扩展性提出新的需求,因此生态竞争阶段就需要一条更加优质的公链,用更加优质的方案解决目前的以太坊性能问题,以提升交易速度、降低交易成本。就如同以太坊当时的出现也是为了解决比特币只能记账的缺陷,率先开启运算、执行功能,因此以太坊公链在不断发展中成为了区块链龙头,而目前同样需要一条优质公链提出新性能,例如实现通讯、社交等等方面的应用场景。
公链的组成部分
01 共识机制
区块链可以理解为一种账本,共识机制就是区块链确定谁来记账的方式,大部分公链的共识算法都是以下三种共识算法的变体:
PoW 工作量证明 —— 谁的算力(计算机运行速度)越高,获得记账权的概率就越大。
PoS 权益证明 —— 谁质押的代币越多,获得记账权的概率就越大。
PBFT 实用拜占庭容错 —— 随机选择,可以保证恶意节点不高于总数 1/3 的情况下同时保证安全性 (Safety) 和活性 (Liveness)
02 虚拟机
EVM。全称为 “ETH 虚拟机”,是以太坊区块链平台的核心组件之一。它是一种全球性、分散的计算机,主要执行以太坊上的智能合约和应用(Dapp),处理和执行智能合约中的代码,确保合同按预期执行。
03 智能合约
智能合约的类型,是决定开发者开发成本的重要因素之一。
为什么出现那么多条公链?
就像之前所说的,例如手机系统一样,目前市场上的手机操作系统只剩下 ios 和安卓,但是在这两种系统沉淀之前,相信也有人使用过诺基亚的塞班系统、微软手机用的 windows 系统,还有黑莓手机使用的 os 系统,因此公链现在正处于竞争阶段,不同的公链提供的性能和应用场景也不一样。迫切需要公链变革的原因有以下三种:
性能需求
公链提供区块链的基础设施和计算服务,区块链是去中心化账本,因此处理交易的性能是公链重要的衡量指标,当前区块链龙头以太坊本身存在扩展性问题 -- 处理交易速度慢,交易费用昂贵。竞相出现的其他公链,都是从不同的方案出发来解决性能问题,提升交易速度。
扩展性需求
DeFi 繁荣造成以太坊 Gas 费过高以及拥堵,这一局面延续至 2021 年,NFT、GameFi 的轮动繁荣,持续给公链扩展性提出要求。
市场需求
牛市期间各类应用的巨大需求,使得技术落地快、资金雄厚的公链能够占领先机,吸引各类应用加入生态。
如何评估一条公链?
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性能
性能指标:可以从两个维度衡量公链处理交易的效果:tps 每秒处理的交易数量、tf 交易确认时间。
性能的影响因素有以下几点:
(1)共识机制:确保节点诚实,不作恶;
POW: 比特币共识机制,通过消耗算力能源来证明;去中心化程度高,但扩展性差 (每秒处理 7 笔交易,交易确认时间 60 分钟)。
POS: 以太坊共识机制,通过质押以太币来证明;当前也存在扩展性问题。
POSA: 币安智能链机制,委托权益证明
(2)智能合约:智能合约的开发语言,solidity、move 等;
(3)节点分工,节点数量。
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开发者生态
(1)虚拟机最初是以太坊上运行的虚拟机,执行职能合约代码,并更改区块链状态;如果新公链不兼容 EVM,需要在公链重新开发部署;对开发者来说,学习新语言也需要成本;
(2)对生态的扶持:公链背后的资源是否足够大,以及对项目的扶持;
(3)公链布局的生态:不同公链侧重赛道不 3. 同,defi、借贷、金融衍生品、游戏、NFT 等。
需要注意的是,发布公链必备的一些内容:钱包、区块链浏览器、token 标准、dex、借贷、稳定币、预言机、桥、nft、域名。​​​​

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