国内外区块链关键技术现状及差异

   国内外区块链的发展几乎同时开始。从全球的角度来看,全球区块链的发展倾向于从全面否认和全面尊重的情感理解中理性理解,国外更注重探索区块链的潜在应用价值和商业模式。然而,国内外区块链技术的发展重点、部署策略和研发过程都有所不同。

 

   典型的区块链关键技术

 

   区块链不是一种新技术,而是一种分布式系统、加密算法、数字签名、共识机制、智能合约等技术的集成。与比特币等加密货币不同,区块链本身的创新在于技术集成。目前,区块链技术仍处于快速发展阶段,技术创新不断实现,技术重点主要体现在以下方面:

 

   1.分布式账本技术

 

   区块链系统中的块就像记录所有节点交易信息的电子账单。每个块的数据都存储在每个用户的客户节点中,所有节点共同构成一个安全可靠的分布式分类账。即使任何节点的数据被销毁,整个系统的分类账的正确性也不会受到影响。整个系统具有高度的透明度和开放性。除了加密交易方的私人信息外,可共享信息将向所有人披露,并通过开放接口查询公共数据。

 

   2.点对点传输技术

 

   点对点传输技术又称对等网络,是的TCP/IP通信系统结构。采用点对点传输技术后,相互连接的节点处于平等状态,节点可以直接连接,自由进出。任何节点的权利和义务均等。系统中的数据块由整个系统中的节点共同维护。

 

   3.密码学应用技术

 

   区块链系统采用多种密码原理进行数据加密和隐私保护,特别是非对称加密算法和哈希散列算法(主要技术与电子签名),有效实现身份认证和数据防篡改。

 

   4.共识机制技术

 

   共识机制,又称共识算法,是区块链系统中各节点达成一致的策略和方法。所谓共识,是指分布式节点在信息传输过程中能够保持常见POW、POS、DPOS、PBFT、DAG系统可根据不同的应用场景和系统情况灵活选择等数十种算法。

 

   5.智能合约技术

 

   智能合同是一个在区块链数据库上运行的应用程序,在满足预设条件时可以自动执行。智能合同取代了法律规定,并以代码的形式定义了承诺条款的合同,合同内容不能修改。双方将达成的协议提前安装在区块链系统中。合同在双方约定的内容完成后开始执行。其最大的优势是使用程序算法来取代人工仲裁和合同执行。

 

   区块链关键技术发展现状

 

   虽然世界各国都在争相布局区块链,开辟国际竞争的新轨道,抓住新一轮产业创新的制高点,提高国际竞争力,但从区块链底层、中间层和应用层的角度来看,国内外都在探索区块链发展的道路:

 

   1.底层关键技术

 

   包括BFT共识算法、原子跨链技术、子链技术等。BFT共识算法:我国尚未形成自主可控算法,主要在开源代码上进行优化调整。如趣链、井通等RBFT算法,但策略不同;原子跨链技术:国内外同步探索,虽然部分国内企业产品运行稳定,但性能效率、稳定性和应用性远低于国外同行。如迅雷网络新闻Relay中继技术和上海火宇合同跨链技术;子链技术:除杭州秘猿和上海链景外,国内企业几乎没有探索子链技术。国外大多采用分层设计理念,可以部署高安全的主链,保证子链的安全,提高主链的处理速度。

 

   2.中间层关键技术

 

   包括哈希锁定、分布式私钥控制、隐私数据授权访问等。哈希锁定:国外研究较早,产品相对成熟;虽然国内机构也实现了,但没有大规模的应用测试。分布式私钥控制:国外技术相对完善,国内安全可靠性略不足;隐私数据授权访问:国内企业研究较早,但基于国密的隐私数据授权访问尚未在区块链上大规模推广。

 

   3.关键技术的应用层

 

   包括分布式应用程序、智能合同等。智能合同:是的Solidity、JavaScript、Wasm、Move主要是国外主导的智能合约语言,国内没有独立的智能合约语言。分布式应用:国内DApp、DeFi技术相对成熟,类型远比国外丰富。我们已经关注电子发票、电子存款、保险、司法等领域。如腾讯科技、东港电子发票、蚂蚁金服杭州互联网法院等。

 

   区块链关键技术发展总结

 

   总的来说,国内外区块链的研究、探索和应用几乎同时开始,国外侧重于BFT共识算法、原子跨链、子链等底层关键技术。国际巨头将区块链作为核心战略进行布局,不断提供人财物力,集聚全球资源打造开源社区,输出原创技术和开源产品,影响和主导行业发展方向和路径。国内侧重于哈希锁定、分布式私钥控制、隐私数据授权访问等中间层关键技术,以及分布式应用、智能合约等应用层关键技术。

 

   然而,中国在区块链创新方面缺乏动力和资本投资,并高度依赖国外开源软件产品。虽然应用程序探索比国外同行更多,但对行业的影响不足。区块链涉及的各种关键技术严重依赖于国外开源软件项目。虽然它们在中国得到了参考和创新,但它们不能影响其技术路线。它们没有形成独立的可控算法和技术,性能效率、安全性和稳定性远远低于国外同行,存在很大的安全风险。(作者:工业和信息化部电子五所)