來源：鏈得得

一、運(yùn)行結(jié)構(gòu)

聯(lián)盟鏈?zhǔn)且粋€(gè)支持平行鏈和側(cè)鏈的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。在聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)中，有一條特殊的鏈——Zero 鏈。Zero 鏈管理聯(lián)盟鏈 網(wǎng)絡(luò)的其它平行鏈，并提供跨鏈服務(wù)。其中基于 Zero 鏈誕生的超級(jí)燃料 聯(lián)盟鏈?zhǔn)钦麄€(gè)聯(lián)盟鏈 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行消耗的燃料。Zero 鏈有以下功能：

（1）創(chuàng)建獨(dú)立的一條鏈；

（2）支持與各個(gè)鏈的數(shù)據(jù)交換；

（3）管理整個(gè)聯(lián)盟鏈網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行參數(shù)。

聯(lián)盟鏈?zhǔn)且粋€(gè)能包容一切區(qū)塊鏈技術(shù)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)， 其平行鏈可以支持聯(lián)盟鏈 的解決方案，也同時(shí)支持其它開源區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案。

二、共識(shí)機(jī)制

（1）可插拔共識(shí)機(jī)制

在當(dāng)前的技術(shù)背景下，沒有哪一種共識(shí)機(jī)制是完美無缺的，每一種共識(shí)機(jī)制都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，不同的應(yīng)用場景可能需要不同共識(shí)機(jī)制。為了應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用需求，聯(lián)盟鏈設(shè)計(jì)了一套可插拔的共識(shí)機(jī)制，主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：

1．聯(lián)盟鏈不同的平行鏈允許采用不同的共識(shí)機(jī)制，以此來滿足不同的共識(shí)應(yīng)用需求，用戶可通過 API 創(chuàng)建自己的區(qū)塊鏈， 并指定初始的共識(shí)機(jī)制。

2．聯(lián)盟鏈還支持在任意時(shí)刻通過投票表決機(jī)制實(shí)現(xiàn)共識(shí)的升級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)共識(shí)機(jī)制的熱升級(jí)。

聯(lián)盟鏈的共識(shí)機(jī)制包括但不限于 POW、POS、PBFT、中心化共識(shí)（Raft）等。

（2）DPOS 共識(shí)算法創(chuàng)新

基于POS 基礎(chǔ)上衍生出了很多改進(jìn)算法，DPOS 就是其中一種。DPOS算法是用戶通過投票選出代表進(jìn)行區(qū)塊的生產(chǎn)。

聯(lián)盟鏈 在已有的 DOPS 算法基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新研發(fā)了一套DPOS 共識(shí)，我們稱之為 CDPOS，依據(jù)這種算法，全網(wǎng)持有通證的人都可以給候選人投票。

CDPOS 的參數(shù)包括每輪的 proposer 個(gè)數(shù)、出塊間隔、節(jié)點(diǎn)每輪出塊個(gè)數(shù)等，在創(chuàng)建平行鏈的時(shí)候可以指定，也可以通過提案機(jī)制升級(jí)。通過GPS 和原子鐘保證時(shí)鐘同步。

（3）自定義共識(shí)機(jī)制

用戶可通過智能合約和共識(shí)機(jī)制的編程接口，編寫自己的共識(shí)， 并以智能合約的形式發(fā)布到聯(lián)盟鏈中 。聯(lián)盟鏈在啟動(dòng)用戶創(chuàng)建的這條鏈的時(shí)候，會(huì)注入自定義共識(shí)，成為該鏈的共識(shí)機(jī)制。

三、主節(jié)點(diǎn)

主節(jié)點(diǎn)是一種分布式計(jì)算技術(shù)，保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)和計(jì)算是可擴(kuò)展的。從而為區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)提供源源不斷的存儲(chǔ)和計(jì)算支持。

（1）存儲(chǔ)支持

主節(jié)點(diǎn)會(huì)存儲(chǔ)所有的歷史事務(wù)的完整信息，如何支撐 PB 級(jí)別的容量非常具有挑戰(zhàn)。

（2）計(jì)算支持

在非POW 的共識(shí)機(jī)制下，主節(jié)點(diǎn)的主要計(jì)算量為交易上鏈和合約執(zhí)行。很多區(qū)塊鏈軟件對(duì)交易的執(zhí)行以及合約的執(zhí)行都是串行執(zhí)行的，優(yōu)化到極致也只能使用單核，對(duì)硬件的利用率很低。主節(jié)點(diǎn)采用多核并行計(jì)算與分布式計(jì)算相結(jié)合的方式以提升計(jì)算效率。

四、智能合約

（1）UTXO base 的智能合約模型

我們認(rèn)為UTXO（Unspent Transaction Output）相對(duì)于Account余額模型， 并發(fā)性能更好， 對(duì)熱門賬戶的性能也更優(yōu)秀。

聯(lián)盟鏈底層是基于UTXO 模型，因此任何針對(duì)比特幣系統(tǒng)的優(yōu)化都適用于聯(lián)盟鏈。

聯(lián)盟鏈在 UTXO 的基礎(chǔ)上做了智能合約的擴(kuò)展，在擴(kuò)展區(qū)可加載各種不同的合約虛擬機(jī)，每個(gè)合約機(jī)需要實(shí)現(xiàn)運(yùn)行合約和回滾合約兩個(gè)接口。回滾機(jī)制是為了應(yīng)付分叉設(shè)計(jì)的，用戶可以選擇以下優(yōu)化去實(shí)現(xiàn)：

1）自定義回滾邏輯；

2）利用區(qū)塊鏈數(shù)操作日志，生成反向回滾日志，自動(dòng)生成回滾邏輯；

3）引入MPT，分叉無需回滾支持。

（2）智能合約兼容

1）聯(lián)盟鏈內(nèi)嵌合約機(jī)制

內(nèi)嵌合約機(jī)制，規(guī)定智能合約編寫的接口，可直接用編程語言

（Go，C++，Java 等）編寫智能合約放到聯(lián)盟鏈 里面。當(dāng)前聯(lián)盟鏈 的 Kernel API 和共識(shí)機(jī)制算法都是用這種方式實(shí)現(xiàn)的。

未來會(huì)引入智能合約 Store 和對(duì)智能合約的安全審計(jì)，保證發(fā)布的智能合約是安全的，從而讓公開節(jié)點(diǎn)放心支持。

2）第三方兼容

聯(lián)盟鏈直接支持以太坊的Solidity 語言。以太坊的智能合約代碼可以在聯(lián)盟鏈部署和 執(zhí)行 。聯(lián)盟鏈同時(shí)支持 WebAssembly，并通過其支持任意語言。理論上聯(lián)盟鏈支持任何虛擬機(jī)的運(yùn)行。

作者：香港國際新經(jīng)濟(jì)研究院；

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