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今天你买币了吗？
自从去年区块链开始流行以来，大家除了讨论股票之外，饭后还讨论各种货币。然而，有多少人关注区块链技术的底层平台呢？
小檀觉得，想要了解区块链技术，就得从最底层开始一步步开始。今天我们就从公链开始，看看硅谷和美国目前围绕公链做了什么。他们遇到了哪些挑战？面对已经推出ICO的美国公链开发项目，投资者怎么说？
什么是公链？
在区块链的底层平台上，公链是最重要的一环。它是区块链世界的“操作系统”，是为区块链生态系统提供数据存储、网络传输、交易计算、共识机制等的底层协议。
公链对所有人开放，所有人都可以成为系统中的节点并参与记账。如果我们看比特币和以太坊，“人人都可以挖矿”、参与记账是最基本的模式。
挖矿获得的代币，是公链的激励模式，使区块链成为更高层次的新平台经济。同时，DApp（去中心化应用）是在底层公链上的，就像iOS、Android系统上的App一样，未来可能会形成一个新的生态系统。
但一条赛道上的公链运行大量DApp时，不可避免地会出现延迟长、交易速度（TPS）慢等问题，而特定行业的数字资产转移也要求其运行平台具备与公链不同的特点。随着链的各种特性，底层平台上的私有链、联盟链、侧链、跨链等区块链协议也应运而生。
根据《工信部2018年区块链白皮书》组织
公链项目面临的挑战—— 技术层面
尽管公有链有很多优势，但它仍然面临着很大的挑战，这也是其应用尚未真正落地的原因之一。区块链的“不可能三角”理论概括了公链在技术层面需要解决的三个问题。
当前的区块链技术存在一个“不可能三角”，即无法同时实现完全的可扩展性（Scalability）、去中心化（Decentralization）和安全性（Security）。三者之间必须保持平衡。
从区块链的发展历程来看，“不可能三角”一直制约着公链的发展。我们知道，区块链技术发展的三个历史阶段，即区块链1.0、2.0、3.0三个版本的升级，实际上是公链三个版本的迭代。
公链1.0时代：第一代公链，以比特币为代表。它被设计和定位为一个简单且安全性极高的支付渠道。但系统效率很低。因为每增加一个节点，就需要多达成一个共识。节点数量和效率成为一个悖论。比特币每秒只能处理7笔交易，扩展性差，很多高级应用无法构建。其次，既然比特币对所有人开放，作为一条人人都可以参与记账的公链，那么它如何保证交易的隐私性呢？
面对扩展性差的问题，第二代公链进行了改进。
公链2.0时代：第二代公链，以以太坊为代表。它允许开发者自行开发各种智能合约，从而扩大区块链的商业用途。然而，可扩展性仍然不足。尽管以太坊每秒可以处理20-30 个交易（tps），但可扩展性仍然不足。与此同时，安全性变差，商业应用遇到瓶颈。并且用户隐私仍然得不到保障。例如，用户输入以太坊网络的智能合约的详细信息将向公众公开。在这种情况下，上传的个人信息等数据很容易受到黑客的攻击。
随后的第三代公链，也就是现阶段，在第二代公链的基础上更加注重可扩展性的发展。例如EOS项目，自今年6月上线以来，主网可达1000tps，并正在向10000、100万tps迈进。
公链3.0时代：第三代公链。其定位是实现大规模商用。目前竞争的公链项目包括EOS、Cardano、Bytom、ZMB Chain等，但这些项目仍处于早期阶段。与此同时，以太坊也在自我更新。但由于发展不够，用户关心的去中心化、安全性、隐私性、可扩展性等问题无法同时满足。因此，目前市场上竞争的公链产品主要集中在这些技术改进和增强上。
目前，大多数公链项目都在保证强大安全性的同时，努力提高隐私性和可扩展性。
因此，我们将对美国在隐私和可扩展性方面的公链项目进行回顾，并以技术上比较有代表性的项目为例。
隐私：
为了保证交易的隐私性，隐私币被开发出来。其中Zcash和Monero是两个非常有代表性的公链项目。
Zcash（ZEC）公链项目成立于2016年10月，利用先进的新型加密技术提供可选和改进的隐私性和透明度，并使用自己独特的区块链。 Zcash的私密交易是通过使用非常创新的零知识证明（zk-SNARKS）技术来实现的。 Zcash 的区块链和发行结构与比特币不同，ZEC 的平均出块时间为2.5 分钟，初始区块奖励为12.5 ZEC。这种设计是为了减少可能发生的负面事件的影响，例如技术错误或安全漏洞。
另一个匿名公链系统门罗币（XMR）是2014年4月创建的开源加密货币。它注重隐私、去中心化和可扩展性。与许多源自比特币的加密货币不同，门罗币基于CryptoNote 协议。门罗币是一种基于环签名技术的虚拟货币，通过使用特殊的密码学方法，确保所有交易保持100% 不相关且不可追踪。门罗币之所以流行，很大程度上是因为暗网市场AlphaBay 采用了门罗币进行交易。
此外，2014年创建的Dash项目在技术上采用了X11算法，实现了及时支付和匿名的特性；由伯克利大学Dawn Song 教授领导的Oasis Labs 开发了一种新的“隐私保护”智能合约技术，该技术克服了当今最流行的智能合约平台以太坊的基本限制。
可扩展性：
为了增加其可扩展性，比特币在2015年提出了比特币闪电网络。实际上，比特币闪电网络是一种侧链技术。其目的是在不牺牲可证明性或安全性的情况下将绝大多数比特币交易从区块链中剔除。
理论上，这种分布式小额支付网络（闪电网络）可以将比特币的每日交易量扩大到每天数十亿，而只需最少的区块链使用，并且只需支付很少的交易费用。然而，闪电网络需要对现有的比特币协议进行另一次改变。
在以太坊自我完善的道路上，可扩展性的提升成为了非常重要的一个方面。状态通道是提高可扩展性的方法之一。 Vitalik 认为状态通道在短期内可以做很多事情，给一些DApp 带来更好的用户体验和可扩展性，让开发变得更容易。
此外，Plasma 还以另一种方式帮助实现可扩展性，特别是对于企业而言。因为它允许以半中心化和半去中心化的方式构建应用程序，这样可以受益于区块链的高安全性，同时具有中心化系统的效率优势。
“状态通道”和Plasma 也仍然依靠成熟的智能合约逻辑来实现这些机制。对于像比特币这样纯粹“以支付为中心”的设计来说，这样的结构其实很难实现。比特币无法实现Plasma，智能合约需要在“状态通道”上设置更多限制和更复杂的方法。相比之下，以太坊具有更大的灵活性。
另外，在可扩展性的开发上，位于硅谷的QuarkChain项目采用了“分层+分片”的方式。
QuarkChain 采用层的形式。我们先来说第二层。第二层是根链。根链的主要功能是确认第一层所有分片的所有区块，但不负责处理交易本身。
第一层是由shard组成的，即分片。碎片是一个专业术语。我们可以将其与银行ATM 机进行比较。每个分片都可以独立处理交易，但都受根链管辖，就像总行会确认每笔ATM交易是否真实一样。随着分片数量的增加，可以同时处理的交易总数也线性增加。就像一台ATM机只能同时处理一个人的取款操作一样，十台机器可以同时处理十个人的交易。
其他项目，比如Taxa，是一个可以服务于所有公链的逻辑层。 Taxa解决的问题不是TPS层面的“横向扩展”，而是智能合约本身性能的“纵向扩展”；另一个例子是Celer Network 提出的，它提供了一个可以利用链下功能的操作系统，提供了具有高故障恢复能力的完全分布式技术堆栈。
除了隐私和可扩展性之外，如何保证链间的连通性，避免数据孤岛问题？ Cosmos、IrisNetwork 等项目为我们提供了一些跨链问题的解决方案。关于跨链问题，我们稍后会深入讨论。
迄今为止，区块链的大规模应用仅在币圈。然而，区块链对我们来说应该是一项有前途的技术。可以说，区块链要想真正落地，公链技术的成熟度非常关键。
公链项目面临的挑战—— 非技术方面
目前，对于区块链来说，最流行的是比特币、以太坊等投资代币。从公链的角度来看，代币真的有必要吗？无币公链也可以吗？
要回答这个问题，我们首先要看看区块链的本质属性：去中心化。去中心化下，区块链的金融属性和技术属性的双重属性显露出来。而这也是区块链具有革命性创造意义的最重要原因。
如果没有代币系统，区块链就是一个纯粹的工具，那么它解决问题的方式和互联网解决问题的方式有什么不同呢？正是因为通证体系的存在，区块链才能在一些细分场景下，利用自由市场的定价方式，为商业环境打造最优的解决方案。
以太坊创始人维塔利克也认为，无币公链并不实用。他曾说过：“只要你是公链，就一定需要激励。即使是私有链，如果没有代币，其实也无法做到一切。”
Vitalik曾经举过一个例子：一些私链项目声称已经投产。但事实上，这些私有链往往只有7个左右的节点，而且所有这些节点都由同一家公司控制，所以基本上根本就不是去中心化的。
可以说，没有共识机制和激励机制，无币区块链只是空中楼阁。因此，通证系统对于公链来说是必不可少的。不过，这也提出了一个问题：如何协调通证体系与公链的关系？
从目前来看，虽然公链本身是协调的，但很多项目只能摸着石头过河。换句话说，如果想让通证经济更适应公链的发展，一种方法是先尝试中心化运营，然后设计基于通证的分布式模型。由此，一直被大家诟病的“先搭建平台，再找场景”的问题也就出现了。这也给后期的实际实施带来了一定的挑战。
在非技术层面，公链面临的另一个重要挑战是经济模式创新的难度。
究其原因，还得从区块链经济模型的发展历程说起。从最早的比特币到任何记账活动都需要燃烧gas的以太坊，这种基于消费的经济模式一直受到诟病。即使在公链3.0阶段，EOS类似于“央行”增发的经济模型、Steemit的三币结构等，就公链而言，由于缺乏实际应用，其适用性不高。公链与其深层逻辑不符。冲突出现了。例如，区块链具有金融属性，但实际应用不足，导致投资公链和使用公链的不一致。
由于区块链的应用尚未落地，这也导致支撑公链的生态应用落地面临挑战。
目前，在公链生态系统中，除了货币发行体系之外，第二就是社区的建设。目前最好的社区是以太坊社区。与其他公链社区相比，以太坊社区影响力最大，其公链上运行的Dapp 也最多。从其社区的发展轨迹我们可以看出，社区良好生态的形成需要对技术贡献者的激励机制。从以太坊的角度来看，它的货币发行本身就为社区的发展做出了贡献。 Consensys为以太坊项目发展提供的从培训、孵化到投资、咨询的一站式服务也为以太坊的发展做出了巨大的贡献。可以说，生态系统要落地，首先必须在骨干网上有很多应用场景。目前核心的区块链应用落地问题还无法解决，支撑落地生态应用也只能是纸上谈兵。
此外，缺乏合理的监管和治理也是公链项目目前遇到的挑战之一。区块链是一种点对点交易，这意味着没有中间人。此外，它需要通过赋予机构权力来进行治理。具体到公链领域，行业监管不严，导致项目良莠不齐。其实治理并不难，但治理结构必须设计合理。
解决这个问题，核心任务是提高项目的透明度。这个项目使用了什么技术？该技术是如何发展的？社区建设进展如何？能否利用社区的集体智慧和努力来协助项目的发展？融资阶段处于什么阶段？具体有多少？只有实现技术、社区、融资等各方面的信息透明，项目才能充分参与市场竞争，监管才能真正落到实处。
此外，在非技术领域，公链的开发成本过于昂贵，公众对区块链的了解还不够。这些问题也需要逐步解决。
投资者怎么说？
下图中，我们总结了过去12个月（2017年7月31日至2018年7月31日）ICO Drops上的ICO项目中排名前10的公链项目。其中，只有一个美国项目0Chain。其余的来自韩国、中国和以色列项目Zen Protocol。
那么投资者如何看待ICO 项目呢？我们采访了几位在中国和美国投资过区块链项目的投资者。在他们看来，由于落地应用尚未实现，很多融资额高的项目实际上是在“哭大号”。不过，很多早期项目在技术方面确实令人瞩目。对于投资者来说，公链技术的创新才是真正的投资点。
技术创新并不是现有技术的简单叠加和拼接。比如有的项目会宣称自己的技术是A共识、B存储、C网络等技术的结合。因为它大、全，所以比其他公链更能造势。事实上，真正的创新应该是在协议层。比如我们上面提到的一些项目，确实是在协议层进行了创新，解决了区块链的某个痛点。
同时，在融资金额方面。融资金额无法判断项目真实状况的原因有两个方面。高融资额的项目中，有一些是假的，但也有真正伟大的项目。例如，以太坊在2014年价值1840万美元，成为历史上最昂贵的公链。但当时以太坊其实只有白皮书和黄皮书。说到应用落地，当时还不存在。但投资者看到了智能合约这一打破之前比特币系统的底层创新，于是纷纷下注。因此，真正的技术创新才是投资的重点。
总而言之，公链各方面的挑战都很大，但如果开发者能够正视困难，整个区块链的发展将会得到很大的提升。
参考
《工信部2018年区块链白皮书》
《王峰十问对话以太坊创始人V神》
《2018 中国区块链行业白皮书 – 链塔智库》
