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你今天买硬币了吗？
自从去年区块链大火之后，每个人都要在饭后讨论除了股票之外的各种硬币。但是，有多少人关注区块链科技的底层平台呢？
萧炎认为，如果我们想了解区块链技术，我们必须从底层一步一步地开始。今天我们先从公链开始，看看硅谷和美国围绕公链在做什么。他们遇到了哪些挑战？面对ICO的美国公链开发项目，投资人怎么说？
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”和底层协议，为区块链生态提供数据存储、网络传输、事务计算和共识机制。
公链对所有人开放，每个人都可以成为系统中的一个节点参与记账。如果看比特币和以太坊，“人人可以挖矿”，参与记账是最基本的模式。
从采矿中获得的代币，即公链的激励模式，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)在底层公链上，就像App在iOS和Android系统上一样，未来可能会产生一个新的生态系统。
但当一个赛道的公链运行大量DApp时，必然会出现延时太长、交易速度(TPS)慢等问题。而且特定行业的数字资产转移也会要求其运行平台具有不同于公链的各种特性，底层平台上的私有链、联盟链、侧链、交叉链等区块链协议也会应运而生。
根据《工信部2018年区块链白皮书》。
公链项目——技术层面的挑战
虽然公链有很多优势，但是仍然面临着很大的挑战，这也是其应用没有真正落地的原因之一。区块链的“不可能三位一体”理论概括了公链技术层面需要解决的三个问题。
目前的区块链技术存在一个“不可能的三位一体”，即无法同时实现完全的可扩展性、去中心化和安全性。这三者应该相互平衡。
从区块链发展的历史来看，“不可能三位一体”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。其设计定位为简单的支付通道，安全性高。但是系统效率很低。因为每个额外的节点需要额外的共识。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，很多高级应用无法建立。其次，因为对所有人开放，比特币作为一个所有人都可以参与记账的公链，如何保证交易的私密性？
面对扩展性差的问题，对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。它允许开发者自己开发各种智能合约，从而扩大了区块链的商业用途。但是，可扩展性仍然不足。虽然以太坊每秒可以处理20-30个事务(tps)，但其可扩展性仍然不足。同时安全性变差，商业应用遇到瓶颈。并且用户的隐私仍然得不到保障。例如，用户在以太坊网络中输入的智能合约的细节将向公众开放。这种情况下，上传的个人信息等数据很容易被黑客攻击。
接下来的第三代公链，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。比如今年6月EOS项目启动以来，主网可以达到1000tps，向1万tps和100万TPS迈进。
公链3.0时代：第三代公链。它的定位是实现大规模商用。目前竞争的公链项目有EOS、Cardano、Bytom、ZMB链等。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的过程中。但由于开发不足，用户对去中心化、安全性、隐私性、可扩展性等问题的关注无法同时得到满足。所以目前市场上有竞争力的公链产品主要集中在这些技术的改进和增强上。
目前大部分公链项目都是在保证强安全性的基础上努力提高私密性和扩展性。
因此，我们将对解决隐私和可扩展性的美国公共链项目进行回顾，并以技术方面的代表性项目为例。
隐私：
为了保证交易的私密性，匿名币被开发出来。Zcash和Monero是两个有代表性的公共链项目。
Zcash(ZEC)公链项目，成立于2016年10月，利用先进的新加密技术提供可选和改进的隐私和透明度，以及使用自己独特的区块链。Zcash的隐私交易是通过使用非常创新的零知识证明(zk-SNARKS)技术实现的。与比特币相比，Zcash的区块链和分布结构不同之处在于，ZEC的平均块时间为2.5分钟，初始块奖励为12.5 ZEC。这种设计旨在减少可能的负面事件的影响，如技术错误或安全漏洞。
另一个匿名公链系统Monero (Monroe Coin，XMR)是一种开源的加密货币，成立于2014年4月。它关注隐私、去中心化和可伸缩性。与许多由比特币衍生的加密货币不同，Monero基于CryptoNote协议。虚拟货币基于环签名技术，并通过使用一种特殊的加密方法，Monroe确保所有交易保持100%无关联和不可追踪。Monero的流行很大程度上是由于AlphaBay(一个黑暗市场)采用了这种货币。
此外，2014年创建的Dash (Dash)项目在技术上使用了X11算法，实现了及时支付和匿名的特点；由伯克利大学教授Dawn Song领导的Oasis Labs开发了一种新的“隐私保护”智能合约技术，克服了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，2015年提出了比特币闪电网。事实上，比特币闪电网是一种侧链技术。它的目的是在不牺牲可证明性和安全性的情况下，将绝大多数比特币交易从区块链带走。
理论上，这种分布式微支付网络(lightning network)可以将比特币的日交易量扩大到每天数十亿次交易，并且很少使用区块链，只需要很少的交易费用。然而，闪电网络需要再次改变现有的比特币协议。
在以太坊自我提升的道路上，扩展性的提升成为了非常重要的一个方面。状态通道是提高可伸缩性的手段之一。Vitalik认为，状态频道可以在短时间内做很多事情，让一些DApp获得更好的用户体验和可扩展性，开发难度也会降低。
此外，另一种方式，等离子也有助于可扩展性，尤其是对企业而言。因为它允许应用程序以半集中式和半分散式的方式构建，所以既能受益于区块链的高安全性，又具有集中式系统的效率优势。
“国家频道”和等离子仍然依靠成熟的智能契约逻辑来实现这些机制。但是，像比特币这种纯粹的“以支付为中心”的设计，其实很难实现这样的结构。比特币无法执行等离子，智能合约需要在“状态通道”上设置更多的限制和更复杂的方式。相比之下，以太坊的灵活性更大。
另外，对于可扩展性的开发，位于硅谷的项目QuarkChain采用的是“分层碎片化”的方式。
夸克链采取层的形式。再说第二层。第二层是根链。链的主要功能是确认来自第一层的shard的所有块，但不负责处理事务本身。
第一层由碎片组成。碎片是一个技术术语。我们可以把它比作银行ATM机。每个分片可以独立处理交易，但都属于根链，就像总行会确认每笔ATM交易的真假一样。随着分片数量的增加，可同时处理的交易总数呈线性增加，就像一台ATM机只能同时处理一个人的取款，十台机器可以同时处理十个人的交易。
其他项目，比如分类单元，是一个可以服务所有公共链的逻辑层分类单元解决的问题。它不是TPS层面的“横向扩展”，而是智能合约本身性能的“纵向扩展”；例如，Celer Network提出了可以使用链的操作系统，并提供了具有高故障恢复能力的全分布式技术堆栈。
除了私密性和扩展性，如何保证链间的连通性，避免数据孤岛问题？Cosmos、IrisNetwork等项目给了我们一些跨链问题的解决方案。我们将在以后深入讨论跨链问题。
到目前为止，区块链的大规模应用还只是在货币圈。然而，区块链对我们来说应该是一项非常有前途的技术。可以说，如果要真正应用区块链，公链技术的成熟度非常关键。
公共链项目的挑战——非技术方面
目前，对于区块链来说，最普通的人关心的是可以投资的代币，比如比特币和以太坊。从公链的角度来看，token真的有必要吗？没钱有公链可以吗？
要回答这个问题，我们首先要看看区块链的本质属性是什么——分权。分权之下，区块链的金融属性和技术属性双重属性显现。这是区块链具有革命创造意义的最重要的原因。
如果没有令牌系统，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？由于代币系统的存在，区块链在一些细分的场景下，以市场自由定价的方式为商业环境创造了一个最优的解决方案。
以太坊创始人维塔利克也认为无币公链不实用。他曾经说过：“只要你是公链，你肯定需要激励。就算是私人连锁，其实没有代币也不行。”
维塔利克曾经举过一个例子：一些私人连锁项目声称已经投产。但实际上，这些私有链往往只有7个左右的节点，而且这些节点都是由同一家公司控制的，所以基本上根本没有去中心化。
可以说，没有共识机制和激励机制，无现金区块链就是空中楼阁。所以，令牌系统是公链不可或缺的。但是，这也提出了一个问题：如何协调令牌系统和公链的关系？
目前虽然公链本身是协调的，但是很多项目只能摸着石头过河。也就是说，要想让代币经济更适合公链的发展，其中一个途径就是先实验集中式的运营模式，然后再设计基于代币的分布式模式。于是，大家所诟病的“先搭建平台，再找场景”的问题也出现了。这也给实际落地带来一些挑战。
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。
原因是我们应该从区块链经济模式的发展开始。从最早的比特币到以太坊，任何记账行为都需要烧煤气，这种以消费为导向的经济模式一直饱受诟病。即使在公链3.0阶段出现了类似于“央行”发行的EOS经济模型和Steemit的三币结构，但就公链而言，由于应用的不足，其应用与深层逻辑之间存在矛盾。例如，区块链具有金融属性，但其地面应用不足，导致投资公链和使用公链不一致。
但是，由于区块链应用的延迟，也导致了公链生态应用的挑战。
目前在公链的生态系统中，除了发币的体系，第二就是社群的建设。目前最好的社区是以太坊社区。相比其他公链社区，以太坊社区影响力最大，其公链运行Dapp最多。从其社区的发展轨迹可以看出，一个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，它的硬币发行本身就有助于社群的发展。Consensys为以太坊的发展提供从培训、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贡献。可以说，要想让生态落地，首先要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无法解决，配套的落地生态应用只能纸上谈兵。
此外，缺乏合理的监管和治理也是目前公链项目遇到的挑战之一。区块链是点对点的交易，也就是说没有中间人。此外，还需要授权机构的治理。具体到公链，不规范的行业导致各种鱼龙混杂的项目。其实治理并不难，但是治理结构要设计合理。
要解决这个问题，核心任务是提高项目的透明度。这个项目使用了什么技术？技术的发展历史是怎样的？社区建设怎么样？我们能否利用社区的集体努力来协助项目的发展？融资到什么阶段？有多少？只有技术、社区、融资的信息透明，项目才能充分发挥市场作用，监管才能真正落实。
此外，在非技术领域，公链的开发成本过于昂贵，大众对区块链的了解还不足，其他问题也需要逐步解决。
投资人怎么说？
下图中，我们总结了过去12个月，从2017年7月31日到2018年7月31日，ICO滴滴排名前10的公链项目。其中美国只有0Chain。其余的来自韩国、中国和以色列的Zen Protocol项目。
那么投资人是怎么看待ICO的项目的呢？我们采访了几位投资区块链项目的国内外投资者。在他们看来，由于尚未实现实地应用，很多融资金额很高的项目其实是在“大声疾呼”。然而，许多早期的项目确实在技术方面引起了人们的注意。对于投资人来说，公链技术的创新才是真正的投资点。
创新不是简单的现有技术的叠加和拼接。比如有些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。因为大而全，所以比其他公链更好造势。其实真正的创新应该在协议层。例如，我们上面提到的一些项目在协议层进行了创新，以解决区块链的一个痛点。
同时，说到融资金额。融资的多少不能从两个方面决定项目的真实情况。融资金额高的项目中，有一部分是凑数的；但也有真正强大的项目。比如以太坊2014年1840万美元，是史上最贵的公链。但是那个时候以太坊其实只有一本白皮书和一本黄皮书。说到应用落地，那时候还不存在。然而，投资者正在押注，因为他们看到了智能合约，它打破了之前比特币系统的底层创新。所以真正的技术创新才是投资的重点。
总而言之，公链的各个方面都有很大的挑战，但是如果开发商能够迎难而上，整个区块链的发展都会有很大的提升。
参考数据
《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》