第5章区块链3．0
区块链技术是近几年各行业关注的热点，但区块链技术被很多人诟病的地方在于其实用性和落地，为了更好地将区块链技术应用起来，而不仅仅局限于数字货币和智能合约，目前金融、农业、教育、物流等领域都在积极开展区块链的研究，新的发展方向被称为区块链3．0。它是继以比特币为代表的区块链1．0和以以太币智能合约为代表的区块链2．0之后的第三次区块链技术革新。本章将剖析各类区块链3．0项目的主要创新点，介绍被区块链3．0广泛采用的DPoS共识机制、分片技术、超级账本等技术。
5．1区块链的演进路线
随着区块链技术的快速演变，新的技术和应用解决方案在不断出现，人们根据区块链的应用范围和处理速度将区块链的应用范围划分成了4个阶段，分别称其为区块链1．0、2．0、3．0和4．0。如图51所示，以比特币为代表的数字货币能够支持任何时间和地点的快速跨国支付，实现了可编程货币，被称为区块链1．0； 以以太坊为代表的智能合约将区块链技术的应用范围扩展到其他金融领域，实现了可编程金融，称为区块链2．0； 以EOS和超级账本为代表的高速处理能力可以将区块链技术进一步应用到公证、仲裁、审计、物流、物联网等其他领域中来，实现了可编程社会，称为区块链3．0； 还有一批以互联价值(InterValue)、哈希图(Hashgraph)、纳尔图(Nerthus)、ALZA、Galaxygrap为代表的公司，目前正尝试以全新的角度和理念去推进区块链技术的发展，可在交易吞吐量、可扩展性上实现质的飞跃，从而进一步支撑区块链作为某个行业的基础设施，并形成基于区块链的完善生态体系，将广泛而深刻地改变人们的生活方式和工业生产方式，被称为区块链4．0。但是受限于底层协议的性能、适用范围和稳定性，目前区块链4．0还处于早期探索阶段，因此本章重点介绍区块链3．0的主要代表。
图51区块链的演进路线
区块链技术的第一种形式，现在被称为区块链1．0，由中本聪(Satoshi Nakamoto)于2009年提出并发布。区块链是比特币的核心组件，用作数据存储，即公共分类记账。区块链1．0最显著的成功是解决了“双重花费”的缺陷，并实现了去中心化的交易。比特币的出现第一次让区块链进入了大众视野，而后产生了莱特币、以太币、狗狗币等“山寨”数字货币。可编程货币的出现，使得价值在互联网中直接流通成为可能。区块链构建了一种全新的、去中心化的数字支付系统，随时随地进行货币交易、毫无障碍的跨国支付以及低成本运营的去中心化体系，强烈地冲击了传统金融体系。
区块链2．0诞生是由于开发人员意识到该技术具有超越货币的应用，以太坊应运而生。以太坊平台的开发允许通过组合数据存储和智能合约来部署去中心化的应用程序，这些应用涵盖的范围从社交媒体网络到金融应用。区块链2．0面临的最重要的问题是易用性，例如使用以太坊，区块链上的每个节点都必须实时运行智能合约，这会占用大量的网络资源，也会大大影响交易速度； 另外，智能合约从开发到发布到网络中需要一定的技术基础和开发周期，换句话说，开发一个功能完善的去中心化应用是很复杂的。
有人认为在比特币和以太币之后，区块链3．0的时代需要更高速的交易速度、更多的落地应用。目前基于区块链技术的应用层出不穷，尤其2018年更是区块链技术爆发的一年。在比特币和以太坊的讨论中，最大的问题在于它们的交易速度。2017年诞生的基于以太坊CryptoKitties应用，也叫区块猫，一度将以太坊网络拥堵至瘫痪。在以太坊中，每笔交易处理的时间和花费的交易费有关，一旦交易时间过长或者网络堵塞就要花费更多的手续费，这也暴露了区块链2．0技术的一个致命问题。另外，作为用户，需要更加实用方便的DApp,甚至期望能够取代现有的应用。
目前的区块链2．0技术无法处理全球规模的海量交易，对于区块链技术有了更多的要求，截至目前，有几种不同的方法可以弥补现有区块链技术的缺点，包括闪电网络、网状网络和块网格结构。区块链的未来是一个分散的互联网，结合了数据存储、智能合约、云节点和私有链网络，所以区块链3．0面临的挑战还有很多。区块链技术从2．0到3．0需要解决的问题主要有如下几个方面。
1． 更快速安全的交易
比特币每秒处理的交易最快7笔左右，以太坊是平均每秒30~40笔，而普通信用卡每秒能处理几千笔交易，支付宝在高峰期每秒达到几万笔交易，所以交易速度的极大提升是区块链3．0最重要的方向。网络去中心化的一个牺牲是处理速度的降低，但如何在分布式的前提下提升速度？目前有一些很有效的方向，如分片技术(sharding)、石墨烯技术(graphene)以及闪电网络(lightning network)等。
除了速度，分布式网络的安全性也是区块链3．0的关键。黑客会利用智能合约的漏洞进行攻击，因为互联网的应用可以在底层并不稳定的时候进行开发,很多互联网应用对系统的可用性要求不高,即便发生错误所带来的损失并非不可接受。但是区块链上或者说价值网络上的应用直接关系到金钱、信用、所有权、认证、资产、控制权等,远比互联网承载的信息更有价值,一旦发生错误带来的损失也是不可同日而语的。
北京时间2016年6月17日发生了一起攻击事件，在区块链历史上留下沉重一笔。由于其编写的智能合约存在着重大缺陷,区块链业界最大的众筹项目The DAO(被攻击前拥有1亿美元左右资产)遭到攻击,导致300多万以太币资产被分离出The DAO资产池。最后，不得已将以太坊网络做了软分叉(关于分叉的概念在第7章有具体的讲解)。软分叉将从块高度1760000开始把任何与The DAO和child DAO相关的交易认作无效交易,以此来阻止攻击者在27天之后提走被盗的以太币。
2． 更多实用的DApp
如今许多人都在质疑，除了炒作和投机，区块链还有多少真正的价值。这项技术的处理速度太慢，无法大规模应用。另一方面，挖矿十分耗电，现在爱尔兰用在挖比特币的电力比全国的日常家庭电耗还多。有人对区块链的真正价值感到困惑。事实上很明显可以看出，目前的区块链应用仍然处于一个拿着钥匙找锁的状态，用户和投资者实际上并不很了解区块链到底能做什么，甚至都不知道这是什么，正如最开始的互联网一样，成为互联网公司最大的目的就是上纳斯达克交易。
区块链3．0旨在将区块链应用到目前的领域中，如金融领域，虽然当前很火的互联网金融浪潮在全球范围改变了传统金融业务模式，但直销银行、互联网保险、互联网券商等平台业务的重点还是在于渠道的争夺、经营模式的改变，而区块链技术有望将金融业的下一个发展阶段推向更加接近金融本质的层面——信用。理论上，在技术识别能力足够的情况下，它能让交易双方无须借助第三方信用中介开展经济活动，从而实现全球低成本的价值转移。
虽然目前已经出现很多基于以太坊、基于区块链的应用，但实际上真正做到代替性的产品还没有出现。一个新技术的出现，需要市场和用户慢慢地认识，就像20世纪90年代的互联网，有无数人认为是泡沫，直到今天人们才看到互联网给生活带来的巨大改变。区块链也一样，在3．0时代，人们希望看到更多实用的DApp，让区块链走进人们的日常生活中。比特币引入的全新的去中心化组织和共识机制，已经成功地衍生出了几百项不可思议的创新，这些创新很有可能影响社会的不同领域，从分布式系统科学到金融、经济、货币、中央银行、企业治理等。很多原本要求中心机构或组织作为权威或信用点进行控制的人类行为，现在都可以实现去中心化了。区块链和共识系统的发明将大大降低大型系统的组织和协调成本，同时消除了权力集中、腐败和逃避监管的隐患。
3． 更便捷的应用开发
虽然以太坊的诞生使用户能够在其上部署智能合约，但是智能合约能够完成的工作还是有限的，有时一个DApp需要几个智能合约，而且在以太坊上部署智能合约需要用户花费手续费，功能越复杂，所需要的手续费越多； 另外，智能合约的编写也需要开发人员掌握以太坊开发语言。目前区块链行业诞生了“公链”，它类似以太坊，方便用户在上面开发DApp。目前的公链比较著名的有EOS、ADA、AE和Zil等，公链也被认为是最符合区块链3．0的一类技术。
实际上公链能否成为区块链3．0还有待时间的验证，公链的很多性能在实际运行时能否达到预期是用户考察的关键。
4． 创新性技术
一个区块链项目是否有价值，与它的底层技术有很大关系。目前排名前十的数字货币，有五个都是因为有自己的创新技术。而也正是因为这些创新技术的出现，区块链技术能够与越来越多的行业结合，例如区块链+人工智能、区块链+大数据。
区块链技术是非常有前景的，通过技术特性的落地，解决现实中的问题，把传递信息的互联网和传递价值的区块链应用结合起来，可以极大地推动人类社会的进步。目前，区块链从业者从底层核心技术实现，到链上应用，再到各类落地场景应用等各个层面，都开展了全方位的探索。
总而言之，区块链3．0一定是高效实用的，是区块链技术实现落地应用的关键时间点。目前也有很多具有突破性技术的区块链平台出现，如EOS、ADA和Zil。下面详细介绍这三个区块链技术。
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