公有区块链

引言

公共区块链是一个去中心化的数字账本，它记录网络计算机之间各种交易的信息，提供透明性、安全性和不可篡改性。与私有区块链不同，公共区块链是去中心化的，对任何希望加入并参与网络的人开放。公共区块链的开放性非常根本，没有任何单一实体可以控制整个网络，这就是其无需信任的本质。比特币是第一个在2009年推出的公共区块链，它使得点对点交易无需中介。

共识机制是公共区块链的心脏——一种确保网络所有成员就账本状态达成一致的技术。 工作量证明 (PoW) 是最常用的共识机制，并且是 比特币 的基本币种验证策略，矿工必须解决复杂的、基础的数学问题来验证交易并将其记录到区块链中。然而，它能耗巨大但具有商业可行性。它还使用公共区块链作为 非同质化代币 (NFT) 的骨干，这些代币进一步用于代表独特数字资产的所有权。

公共区块链的工作原理

去中心化网络结构

• 它们基于节点网络，这些节点是参与区块链工作的专用计算机。请注意，网络的所有参与者都拥有完整的 区块链 副本，这消除了任何中心化控制的可能性。这种去中心化提高了操作的安全性与可见性，因为每个节点都必须批准交易的有效性。
• 公共区块链是去中心化的，因此很难被控制甚至禁止。同时，它们也因此拥有独立的故障点，为数字交易打下了坚实的基础。

共识机制

• 这是一个概率协议过程，确保网络中的所有节点都处于相同的区块链实现状态。因此，最流行的类型是工作量证明（POW），这意味着矿工需要通过解决与交易验证和区块追加到区块链相关的复杂计算和哈希运算任务。
• 然而，这个过程非常消耗资源，但为信息隐私提供了高度安全性。另一方面，权益证明 (PoS) 允许网络验证者锁定其加密货币，以便更可持续地保护网络。

交易处理

• 币基交易和标准交易都由用户发起并分发到公共账本中。每笔交易都包含发送方、接收方和金额等信息，并且交易的性质通过 数字签名 进行验证。也就是说，一旦发出交易，它就会与区块中的其他交易链接起来。
• 因此，矿工或验证者根据共识协议检查和验证区块中提供的交易。

安全性和不可篡改性

• 公共区块链的创建目的是为其内部发生的交易增加安全性和持久性。由于采用了加密技术，一旦交易记录被输入区块链，就无法进行修改。它还增加了网络的安全性，因为攻击者必须控制超过一半的节点才能更改区块链网络的历史记录。
• 这是保证参与者信任的重要方面之一，因为他们可以确信存储在区块链上的信息。

透明性和匿名性

• 本质上，公共区块链具有最优化的特性，交易历史对任何人可见。这在尊重用户匿名性的同时实现，因为它们不存储个人信息，而是存储交易地址。根据交易，可以确定身份，而各方的姓名则被隐藏。
• 公共区块链保持匿名性，但仍然具有一定程度的透明度，这是此类账本的优势。

智能合约

• 智能合约是通常的编程合约，其中协议条款被概括在代码中。通常，它们在满足特定条件后会立即执行操作，并且不需要中介。例如，以太坊是一种支持智能合约的公共区块链，它允许许多去中心化应用程序 (dApps)。
• 这些协议可以提高整体性能，同时降低支出，并且可以在各种领域使用，包括金融、供应链和房地产。

主要的公共区块链平台

比特币 (BTC)

• 该区块链于2009年由一个化名为中本聪的个人或团体推出，是第一个也是最著名的公共区块链。它引入了去中心化数字货币的概念，用户无需中介即可进行交易。区块链技术由工作量证明 (PoW) 提供安全保障，矿工通过解决复杂的难题来验证网络中的交易。
• 它的供应量上限仅为2100万比特币，这确保了货币不会面临通货膨胀问题。因此，可以说比特币已成为加密货币领域的“数字黄金”以及一种价值储存资产。

以太坊 (ETH)

• 以太坊基于Vitalik Buterin（一个名叫Vitalik Buterin的人）的想法，他于2015年发起该项目，同年推出了智能合约。虽然比特币 all about 电子货币，而以太坊则基于一个支持去中心化应用程序 dApps 的平台。它使用以太币 (ETH) 作为本地加密货币来奖励用户对网络任务的贡献。
• 从 PoW 切换到另一种 PoS 类型（称为以太坊 2.0）将建立更宽的容量并减少能源消耗。由于其可编程性，以太坊是 DeFi 的重要组成部分，也是 NFT 的基本技术。

卡尔达诺 (ADA)

• Cardano 是 Charles Hoskinson 创建的第三代区块链平台，该平台主要关注可持续性、可扩展性和互操作性。它基于一种称为 Ouroboros 的权益证明共识模型，该模型经过优化以节约能源。Cardano 项目旨在为市场带来更多平衡，并确保区块链领域创新创造的长期可行性。
• 它主要关注在公共领域和学术领域使用技术，尤其是在法律方面，以及增强身份识别流程。因此，Cardano 清晰的概念和全面的开发计划使其成为区块链领域的一个可行参与者。

波卡 (DOT)

• Polkadot 的创始人是 Dr. Gavin Wood，其核心理念在于让区块链之间能够相互通信。作为一个平行链网络，它支持多个可以相互连接和互操作的链，这些链被称为平行链。为此，这种设计还提高了可扩展性，因为链可以同时处理多个事务。
• Polkadot 提供了一种与其它权益证明不同的共识算法，因此被称为提名权益证明 (NPoS)。这是一个旨在拥有一个分布式网络，没有人控制身份或拥有数据的项目。Polkadot 具有独特的特性，使其优于许多现有的区块链方法。

Solana (SOL)

• Solana 是新一代区块链之一，专注于交易吞吐量和成本。它通过一种称为历史证明 (PoH) 的共识机制来实现这一目标，该机制有助于网络为交易添加时间戳。Solana 每秒可以支持数千笔交易 (TPS)，因此非常适合 DeFi 和 NFT 等应用。
• 这些因素吸引了开发者和项目参与 AVAX，以避免陷入交通拥堵和高价的第一层解决方案。Solana 展现出的指数级增长率表明了该平台有潜力成为 DAPP 的理想基础。

币安智能链 (BSC)

• 由币安开发的币安智能链（Binance Smart Chain）是一个与币安链（Binance Chain）并行运行的区块链。它支持智能合约，并且兼容以太坊 虚拟机，这使得开发人员可以轻松地移植他们的应用程序。在共识方面，BSC 使用权益授权证明 (PoSA)，提供快速且低成本的交易。
• 固定价格已成为 DeFi 项目的普遍选择，因为它们提供了一个快速可靠的平台和庞大的网络。因此，BSC 在区块链挑战中占据了重要地位，成为一个经济实惠且灵活的去中心化应用程序平台。

Tezos (XTZ)

• Tezos 是一个旨在自我进化并能够通过治理过程进行链上升级的平台。通过 DAO，利益相关者可以提议协议功能更改，甚至投票决定更新，从而减少硬分叉的发生。Tezos 使用流动性权益证明 (LPoS)，据说它既复杂又吸引社会参与。
• 由于其对治理、安全性和可扩展性的关注，该平台已成为任何需要稳定性的应用程序的最佳平台。因此，Tezos 的治理系统使其符合创新者的定位，并为区块链市场的未来做好准备。

公共区块链的优势

分权

• 公共区块链独立管理网络，没有中心化的管理机构。这提供了安全性和避免了审查，因为没有人可以更改区块链 数据库 中的区块。去中心化意味着所有活动和信息，如数据或买卖交易，都以分布式方式进行，没有人可以破坏系统并制造混乱，从而使用户信任该系统。

透明度

• 需要注意的是，区块链中的每笔交易都存储在区块链上的一个共享账本中，任何人都可以查看。这还增强了问责制，因为每个参与者都有机会交叉检查和审查发生的每笔交易。透明度是一个宝贵的属性，因为所有活动都以无法更改的方式记录下来，这就是为什么公共区块链在需要公开性且无法操纵记录的应用中特别有用。

安全性

• 与公共区块链的交互有助于通过先进的加密过程来保护数据。记录被追加，除非获得网络其他成员的批准，否则无法以任何方式进行编辑或删除。此外，它还更安全，因为要执行攻击，错误的一方必须控制大多数节点，这不太容易实现。

不可变性

• 存储在公共区块链上的信息也无法以任何方式更改，这使其在记录数据方面非常有用。这使得记录在其使用期间能够准确地显示出一定的稳定性，从而使得记录就像交易的历史一样。它适用于那些不希望更改存储信息、并且保留原始数据及其先前状态很重要的地方，例如在金融和供应链管理中。

可访问性

• 任何人只要有互联网连接就可以访问这些区块链；因此，无法限制其使用。这带来了去中心化水平，并简化了其使用，因为用户无需许可即可加入任何去中心化网络。此外，它提高了扩大金融服务和其他途径的机会，并增强了创新与合作。

缺点

可扩展性问题

• 大多数公共区块链在某种程度上是可扩展的，这得益于区块链的去中心化特性。在用户众多、交易频繁的情况下，网络可能会变得拥挤，从而给每次交易所需的时间和成本带来压力。由于其庞大的设计和可扩展性，这在功能上是不利的，因此限制了其在需要单位时间内大量交易的大型应用行业中的大规模应用。

能耗

• 大多数公共区块链系统，特别是那些包含 PoW 共识算法的系统，都被认为是耗能的。挖矿和验证交易所消耗的能量使挖矿成为一个耗电的过程，并且对环境影响令人担忧。这不利，因为它需要大量的能源消耗；因此，正在寻找其他更高效的模型，例如权益证明 (PoS)。

隐私顾虑

• 然而，公共链是透明的，隐私也是一个受到影响的问题。进行的所有业务都涉及硬币交换，交易保存在公共账本中，该账本仍可能与个人关联。这种缺乏隐私性不是某些人所期望的，特别是当需要某个交易相当保密时，因此公共区块链的使用在某些应用中是一个缺点。

监管挑战

• 公共区块链的去中心化和无国界结构共同带来了监管问题。当局正在努力根据现有法律法规对区块链活动进行监管，这可能会干扰法律框架并导致法律挑战。这意味着需要具体和明确的法规，因为它们没有明确定义的法规，这会使流程复杂化，可能会减缓创新措施的出现速度，并且由于合规性问题，还可能增加企业拥抱区块链技术的犹豫。

复杂性和可用性

• 对于公共区块链，可能存在普通人难以理解甚至理解的挑战。底层技术的复杂性以及在网络中的编程和操作可能会减少市场参与者的进入。总而言之，为了广泛接受区块链，需要发展最重要的方面是用户界面及其相关教育。

使用公共区块链的实际公司

IBM 和马士基：TradeLens

• 我们将展示 IBM 和马士基的一个案例，它们提供了一个名为 TradeLens 的基于区块链的信息共享平台。TradeLens 作为公共区块链应用程序实现，为托运人、货运代理和海关等参与者之间提供安全、实时的航运数据交换条件。这种开放性减少了官僚主义，降低了欺诈检查，并加快了跨国界产品的流通。
• 这是公共区块链平台成功的典型例子，也是呼吁供应链管理行业的领导者采纳该技术并增进其业务链成员之间信任的号召。

联合利华：可持续采购

• 目前，联合利华公司正在利用公共区块链技术来提高可持续性并促进供应链跟踪。例如，联合利华可以将每批油脂（如棕榈油）记录在区块链上，从农场到工厂进行跟踪。
• 这样，公司可持续发展的目标得以实现，另一方面，消费者也获得了对道德采购产品的信心和保证。区块链技术有助于改善联合利华供应链中的环境和社会问题，从而鼓励可持续实践。

沃尔玛：食品安全

• 许多消费者喜欢购买健康食品，为了满足这一需求，沃尔玛采用了区块链技术。使用公共区块链也为沃尔玛带来了潜在的好处，它可以轻松地实时映射食品从农场到超市的各个阶段。这使得公司能够轻松解决污染问题，从而最大限度地减少食源性疾病的发生。
• 供应链中的区块链使食品链对消费者更加透明和负责；因此，消费者将获得安全食用的优质产品。这表明该公司不仅愿意接受运营中的变革，而且还致力于为客户提供优质产品。

戴比尔斯：钻石追踪

• 因此，世界上最大的钻石矿业公司之一戴比尔斯（De Beers）应用区块链的概念来记录钻石从产地到分销过程的来源。可追溯性使钻石摆脱了道德上的疑虑，并通过一个名为 Tracr 的公共区块链记录所有交易记录。
• 这种机制有助于打击此类钻石的营销，从而根除所谓的冲突钻石，从而增强钻石行业消费者的信心。通过探索机会，使用区块链来提高戴比尔斯流程和生产的保证和可信度，将遵循有关宝石可信来源的规范和支持性指南。

摩根大通：加密货币和支付

• 另一家采用区块链技术的公司是摩根大通，该公司开发了一种名为 JPM Coin 的 加密货币，用于进行跨境交易。具体来说，它是一种运行在公共区块链上的私有数字货币，能够与最大的金融机构之一，即摩根大通的机构客户进行快速安全的交易。
• 自采用区块链技术以来，该银行一直致力于通过为客户提供更好、更便宜的支付服务来改进金融服务创新。在快速变化的数字支付世界和领域中，区块链为全球最大的银行摩根大通带来了优势。

西门子：能源管理

• 西门子还正在利用区块链技术研究能源管理和智能电网解决方案。通过使用公共区块链，西门子可以支持点对点电力交易，并获得可再生能源的有效分配方式。
• 上述方法提高了能源系统的利用率，从而增强了中央电网的 去中心化。在目前的工作中，区块链技术被定义为解决西门子在向去中心化和后碳能源系统过渡过程中面临的问题的解决方案，这些系统促进了消费者在能源市场中参与可再生能源。

Provenance：道德供应链

• Lapland 发现 Provenance 是一家应用区块链供应链创新来解决假冒商品问题的公司。通过能够将产品信息发布到公共区块链上，Provenance 使品牌能够对其产品进行认证并检查其可持续性。
• 它有助于消费者做出购买选择，以减少使用对环境和整个世界有害的商品。Provenance 在实施区块链技术之前提供的平台可以帮助企业在消费者中建立信任并促进积极的社会变革。

结论

公共区块链技术正通过去中心化和透明的方式进行数字交易以及数据存储和管理，从而彻底改变各个行业。从简单的交易方共享到高级的智能合约应用，利用加密货币和智能合约实现供应链透明度和身份验证，其应用前景广阔。

尽管存在可扩展性和监管方面的挑战，但技术和治理仍在不断改进，以实现更广泛的应用。随着时间的推移，随着加密区块链的不断发展，它们有望改变实际的应用方式，并有望建立基于开放性和包容性的新经济模式的信任。公共区块链的未来正在经历巨大的增长，其影响将是巨大的。