一、比特幣體系
比特幣（BitCoin）是最早也是全球最廣泛使用和真正意義的去中心化區(qū)塊鏈技術，因此他的開源技術體系非常值得參考。
比特幣區(qū)塊鏈的核心技術框架采用C++語言開發(fā)，共識算法采用POW算法，工作量（挖礦）證明獲得記賬權，容錯50%，實現全網記賬，公網性能TPS<7。
開源地址為：https://github.com/bitcoin/bitcoin
雖然說POW算法比較低效率和耗能，比特幣區(qū)塊鏈由于推出時間比較早又不夠強大（如不支持智能合約），但不可否認的是，目前市場上相對成熟和穩(wěn)定的區(qū)塊鏈體系還是比特幣。市面上群魔亂舞的山寨幣，正是基于比特幣的源代碼照搬或小改動而創(chuàng)造的，在比特幣區(qū)塊鏈的體系基礎上，還創(chuàng)造了幾種區(qū)塊鏈技術體系：
彩色幣（染色幣），彩色幣本身就是比特幣，是在歷史上的創(chuàng)世交易里面被轉移過的比特幣。在技術上將比特幣網絡從其貨幣價值中抽離出來，它們具有一些特殊的屬性，比如支持代理或聚集點，從而具有與比特幣面值無關的價值。彩色幣可以用作替代貨幣、商品證書、智能財產以及其他金融工具，如股票和債券等。
閃電網絡，是為了解決比特幣區(qū)塊鏈的瓶頸處理能力而生的，他可以有效解決時延、容量擴展、最終性的問題，為比特幣區(qū)塊鏈提供了一個可擴展的微支付通道網絡，使用閃電網絡后，TPS最大可以擴展到300。交易雙方若在區(qū)塊鏈上預先設有支付通道，就可以多次、高頻、雙向地通過軋差方式實現瞬間確認的微支付；雙方若無直接的點對點支付通道，只要網絡中存在一條連通雙方的、由多個支付通道構成的支付路徑，閃電網絡也可以利用這條支付路徑實現資金在雙方之間的可靠轉移。
比特幣側鏈
側鏈是以錨定比特幣為基礎的新型區(qū)塊鏈，就像美金錨定到金條一樣。比特幣的在區(qū)塊鏈相當在貨幣體系的黃金地位，因為他是最去中心化、最多分布節(jié)點、最公平區(qū)塊鏈。側鏈是以融合的方式實現加密貨幣金融生態(tài)的目標，而不是像其它加密貨幣一樣排斥現有的系統(tǒng)。利用側鏈，我們可以輕松的建立各種智能化的金融合約，股票、期貨、衍生品等等。你可以有成千上萬個錨定到比特幣上的側鏈，特性和目的各不相同，所有這些側鏈依賴于比特幣主區(qū)塊鏈保障的彈性和稀缺性。比較著名的比特幣側鏈是Rootstock和BlockStream推出的元素鏈。
Rootstock是一個基于比特幣側鏈的開源智能合約平臺，他使得比特幣擁有了智能合約，基于Rootstock的智能合約能夠運行無數應用，為核心比特幣網絡增加價值和功能。Rootstock使用一種比特幣雙向掛鉤技術，這種雙向掛鉤以一種固定的轉換率輸送或輸出Rootstock上的比特幣，Rootstock雙向掛鉤是一種混合驅鏈和側鏈的技術。更值得關注的是，Rootstock向后兼容以太坊，實現了以太坊虛擬機的一個改進版本，所以以太坊發(fā)布的DApps程序能夠輕松地在Rootstock上使用，實現比特幣級別的安全性和以太坊大量Dapps的復用性，更快的執(zhí)行性并和比特幣發(fā)生更強的相互作用。使用Rootstock可以將性能擴展到TPS為300。
元素鏈（Elements）是Blockstream的開源側鏈項目，同樣使用比特幣雙向掛鉤技術，除了智能合約外，他還給比特幣快速帶來許多創(chuàng)新技術，包括私密交易、證據分離、相對鎖定時間、新操作碼、簽名覆蓋金額等等特性。核心技術框架采用C++語言開發(fā)，開源地址為：https://github.com/ElementsProject/elements
二、以太坊ETH
剛結束的以太坊全球開發(fā)者大會DEVCON2，吸引了無數大牛到上海，可以看到，以太坊生態(tài)系統(tǒng)正在高速地成長著，正朝著成為“世界計算機”的目標前進。無論是the? DAO眾籌到攻擊，還是ETH與ETC 分道揚鑣，或者是各種以太坊生態(tài)的開發(fā)框架和應用，以太坊目前在區(qū)塊鏈平臺是最吸引眼球的。
以太坊是一個圖靈完備的區(qū)塊鏈一站式開發(fā)平臺，采用多種編程語言實現協(xié)議，采用GO語言寫的客戶端作為默認客戶端（即與以太坊網絡交互的方法,? 支持其他多種語言的客戶端）?；谝蕴黄脚_之上的應用是智能合約，這是以太坊的核心。智能合約配合友好的界面和外加一些額外的小支持，可以讓用戶基于合約搭建各種千變萬化的DApp應用，這樣使得開發(fā)人員開發(fā)區(qū)塊鏈應用的門檻大大降低。
以太坊ETH的開源地址：https://github.com/ethereum/。以太坊的整個技術生態(tài)系統(tǒng)比較強大，同時迭代周期比較快，所以有比較強的生命力，但事物都有兩面，對于依賴于以太坊特別是以太坊公網的商業(yè)應用來說，頻繁的迭代升級和處于風口浪尖（被攻擊），使得基于以太坊的商業(yè)應用，有時候不得不打足精神去跟以太坊一起升級維護和補丁。
目前以太坊正在正式運行1.0版本，采用的是POW挖礦的共識算法，目前公網的TPS是25筆，在開發(fā)中的1.5版本，將采用類POS的Casper算法，以使區(qū)塊鏈的確認速度相對于POW的線性效率，達到指數級。采用Casper后將會更好的確認機制，以及大幅降低能量消耗。在規(guī)劃的? 2.0版本目標，TPS有望可以達到2000TPS。
以太坊的進一步開發(fā)介紹你可以參考我另外一篇文章《區(qū)塊鏈應用開發(fā)入門》。
三、IBM HyperLedger fabric
IBMHyperLedger，又叫? fabric，是一個帶有可插入各種功能模塊架構的區(qū)塊鏈實施方案，他的目標是打造成一個由全社會來共同維護的一個超級賬本。Elwin個人感覺fabric分層設計比較合理，模塊化程度非常不錯，雖然目前還是在完善階段，并沒有真正商用（最近IBM攜手中國銀聯(lián)打造區(qū)塊鏈為基礎的忠誠積分交易系統(tǒng)，但還是屬于探索試樣項目），但以IBM的多年技術底蘊，fabric應該是大企業(yè)構建區(qū)塊鏈底層的選擇之一。
fabric架構核心邏輯有三條：Membership、Blockchain和Chaincode。MembershipServices這項服務用來管理節(jié)點身份、隱私、保密性、可審計性。Blockchain? services使用建立在HTTP/2上的P2P協(xié)議來管理分布式賬本，提供最有效的哈希算法來維護區(qū)塊鏈世界狀態(tài)的副本。采取可插拔的方式來根據具體需求來設置共識協(xié)議，比如PBFT，Raft，PoW和PoS等等，IBM首選PBFT算法。Chaincode? services? 會提供一種安全且輕量級的沙盒運行模式，來在VP節(jié)點上執(zhí)行chaincode邏輯，類似以太坊的EVM虛擬機及其他上面運行的智能合約。
開源地址：https://github.com/hyperledger/fabric。Fabric的主要框架核心開發(fā)語言是GO語言，系統(tǒng)目標是15個驗證節(jié)點下最理想情況下可以有100K? TPS的性能，更適合于聯(lián)盟鏈。
四、比特股BitShare
比特股（BitShares）是區(qū)塊鏈歷史上里程碑式的產品之一，截至目前仍然是完整度最高、功能最豐富、性能最強大的區(qū)塊鏈產品之一。比特股是可以看作是一個公司、貨幣甚至是一個社區(qū)。它提供的BitUSD等錨定資產是虛擬幣歷史上的一個最重要變革之一，能夠極大消除虛擬貨幣被人詬病的波動性大的問題。
比特幣低效率高能耗的POW算法，使得比特股及其DPos共識算法應運而生。有別于比特幣特定的共識機制，DPos有一個內置的實時股權人投票系統(tǒng)，就像系統(tǒng)隨時都在召開一個永不散場的股東大會，所有股東都在這里投票決定公司決策。與比特幣相比，比特股系統(tǒng)的投票權牢牢掌握在股東手里，而不是雇員。比特股系統(tǒng)的去中心化程度緊緊掌握在比特股持有者們的手中，他們決定了出塊受托人的個數。同時，作惡的受托人不會得到任何好處，并且很快就會被投票出局。此外，比特股內置了強大的賬戶權限設定、靈活的多重簽名方式、白名單等特性，足以滿足企業(yè)級的功能定制需求。
比特股的1.0開源地址是：https://github.com/bytemaster/bitshares，2.0開源庫在：http://github.com/bitshares。他的核心技術框架采用C++語言開發(fā)，既適用于公有鏈，也適合于聯(lián)盟鏈，只需要少量節(jié)點進行記賬，TPS>500，容錯50%，在比特股2.0中如果在最優(yōu)的網絡和硬件情況下可以達到最高100K的TPS。
五、公證通Factom
公證通（Factom）利用比特幣的區(qū)塊鏈技術來革新商業(yè)社會和政府部門的數據管理和數據記錄方式，也可以被理解為是一個不可撤銷的發(fā)布系統(tǒng)，系統(tǒng)中的數據一經發(fā)布，便不可撤銷，提供了一份準確、可驗證、且無法篡改的審計跟蹤記錄。利用區(qū)塊鏈技術幫助各種各樣應用程序的開發(fā)，包括審計系統(tǒng)，醫(yī)療信息記錄，供應鏈管理，投票系統(tǒng)，財產契據，法律應用，金融系統(tǒng)等。
建立在Factom基礎之上的應用程序尋求能夠直接利用區(qū)塊鏈實現追蹤資產和實現合約，而不用將交易記錄寫入區(qū)塊鏈，Factom在自己的架構中記錄條目。跟以太坊類似，Factom系統(tǒng)會創(chuàng)造一個叫Factoids的電子幣。持有Factoids意味著有權使用Factom系統(tǒng)。只要把Factoids轉化成輸入積分便有權把數據寫入Factom系統(tǒng)中。同時運行著Factom的聯(lián)邦服務器也能收獲Factoids作為維護系統(tǒng)的回報。Factom雖然同樣基于比特幣網絡，但卻并不是之前提到側鏈或染色幣的技術架構，Factom只將目錄區(qū)塊的哈希值錨定到比特幣區(qū)塊鏈。Factom很好地解決了比特幣三個核心的約束和問題，速度、成本和區(qū)塊鏈膨脹。
Factom中的政策和獎勵機制與POS機制有相似之處。與其不同之處在于，Factom中只有一小部分的用戶權益能夠被認可。只有已經提交到系統(tǒng)的權益有投票權，而可轉移的Factoid權益沒有投票權，避免了POS機制的“股份磨損”和“沒有人進行POS”問題。
公證通的開源地址是：https://github.com/FactomProject/FactomCode。他的核心技術框架采用GO語言開發(fā)，TPS是27筆左右(待考究)。
最新情況，Factom將不會只依賴于比特幣區(qū)塊鏈，他將會同樣會通過整合以太坊區(qū)塊鏈，以來確保存放的數據時時刻刻都是安全的。
六、瑞波Ripple
瑞波（Ripple）是世界上第一個開放的支付網絡，是基于區(qū)塊連的點到點全球支付網絡。通過這個支付網絡，使你輕松、廉價并安全的把你的金錢轉賬到互聯(lián)網上的任何一個人，無論他在世界的哪個地方，他可以轉賬任意一種貨幣，包括美元、歐元、人民幣、日元或者比特幣，簡便易行快捷，交易確認在幾秒以內完成，交易費用幾乎是零，沒有所謂的跨行異地以及跨國支付費用。
Ripple有兩個重要概念，其一是推出Ripple幣瑞波幣——XRP，它作為Ripple網絡的基礎貨幣，就像比特幣一樣可以整個網絡中流通，主要是燃料Gas的作用，每產生一筆交易就會消耗一些? XRP；其二是引入網關（Gateway）系統(tǒng)，它類似于貨幣兌換機構，允許人們把法定貨幣注入、抽離Ripple網絡，并可充當借、貸雙方的橋梁。
Ripple引入了一個共識機制RPCA，通過特殊節(jié)點的投票，在很短的時間內就能夠對交易進行驗證和確認。Ripple客戶端不需要下載區(qū)塊鏈，它在普通節(jié)點上舍棄掉已經驗證過的總帳本鏈，只保留最近的已驗證總帳本和一個指向歷史總帳本的鏈接，因而同步和下載總帳本的工作量很小。
Ripple的作用并不僅僅只負責清算貨幣兌換，它可以是各種虛擬貨幣、數字資產或任意一種有價值的東西。
Ripple的開源地址是：https://github.com/ripple/rippled，他的核心技術框架采用C++語言開發(fā)，TPS<1000。
七、未來幣NXT
未來幣（Nxt、Nextcoin）是第二代去中心化虛擬貨幣，它使用全新的代碼編寫，不是比特幣的山寨幣。它第一個采用100%的股權證明POS算法，有資產交易、任意消息、去中心化域名、帳戶租賃等多種功能，部分實現了透明鍛造功能。
Nxt是且是第一個100%的股權證明機制的電子貨幣，Nxt不再通過消耗大量的資源“挖礦”產生新貨幣，而是通過現有賬戶的余額去“鍛造”區(qū)塊，并給與成功“鍛造”區(qū)塊的賬戶交易費用獎勵。
Nxt具有一個非常靈活的特性，稱為“透明鍛造”。這一機制使得每一個用戶客戶端可以自動決定哪個服務器節(jié)點能夠產生下一個區(qū)塊。這使得客戶端可以直接將交易發(fā)送到這個節(jié)點，從而使得交易的時間達到最短。實時和高優(yōu)先級的交易可以通過支付額外的費用來被優(yōu)先處理。
Nxt區(qū)塊鏈2.0已經在討論和計劃實施中了，其核心思路就是要通過主鏈（Main Chain）和子鏈（Child Chain）的這種架構來增加Nxt區(qū)塊鏈的可擴展性和可刪減性，從而解決長期存在的區(qū)塊鏈膨脹等問題；
Nxt的開源地址是：https://bitbucket.org/JeanLucPicard/nxt/overview,他的核心技術框架采用JAVA語言開發(fā)，TPS<1000。
八、其他
此外，還有幾個區(qū)塊鏈技術體系也介紹一下：
英特爾的鋸齒湖（Sawtooth? Lake），目前是用于建造、部署和運行分布式賬本的高度模塊化平臺，重點領域在數字資產，在鋸齒湖的數據模型和交易事務語言中，是由稱為“transaction? family”的體系來實現的, 給用戶可以有開箱即用的功能齊全的市場數字資產管理體系。采用PoET和Quorum? Voting兩種共識算法，框架核心開發(fā)語言Python，開源地址為https://github.com/intelledger。
布比區(qū)塊鏈，目前采用的是對聯(lián)盟鏈內定向開源，共識算法采用自研發(fā)的Pool驗證池，可以集成Byzantine Paxos、Byzantine、Raft等商用共識算法，實現免Gas費用的秒級共識驗證，框架核心開發(fā)語言是C++，應用場景比較廣泛。
小蟻區(qū)塊鏈，開源地址為https://github.com/antshares/antshares，采用改進的拜占庭容錯算法-dBFT共識算法，支持智能合約，目前重點領域在數字資產應用，框架核心開發(fā)語言C#。
最后，匯總一下幾大主流開源技術的比較。
名稱
公識算法
適合場景
開發(fā)語言
智能合約
TPS
比特幣1.0
POW
公鏈
C++
否
7
以太坊ETH 1.0
POW
公鏈/聯(lián)盟鏈
GO
是
25
IBM HyperLedger fabric
PBFT為主
聯(lián)盟鏈
GO
是
100K
比特股BitShare
DPos
聯(lián)盟鏈
C++
否
500
公證通Factom
Factom自有共識機制，類Pos
公鏈/聯(lián)盟鏈
C++
否
27
瑞波Ripple
RPCA
公鏈/聯(lián)盟鏈
C++
否
1000
未來幣NXT
Pos
公鏈/聯(lián)盟鏈
JAVA
否
1000
*附注［共識算法解釋］：
共識機制是區(qū)塊鏈技術的關鍵點。共識機制的核心是在分布式網絡中，利用一種規(guī)則（算法）來保證全網對于Block的創(chuàng)建是一致的，下面是主要的共識算法。
1、Pow工作量證明，就是大家熟悉的挖礦，通過與或運算，計算出一個滿足規(guī)則的隨機數，即獲得本次記賬權，發(fā)出本輪需要記錄的數據，全網其它節(jié)點驗證后一起存儲；
2、Pos權益證明，Pow的一種升級共識機制；根據每個節(jié)點所占代幣的比例和時間；等比例的降低挖礦難度，從而加快找隨機數的速度。
點
3、DPos股份授權證明機制，類似于董事會投票，持幣者投出一定數量的節(jié)點，代理他們進行驗證和記賬。
4、Pool驗證池，由布比構建，基于傳統(tǒng)的分布式一致性技術，加上數據驗證機制；是目前行業(yè)鏈大范圍在使用的共識機制
5、PoET（Proof ofElapsed Time），也就是‘消逝時間量證明’，它是由英特爾構建在可信執(zhí)行環(huán)境的一種彩票協(xié)議。
6、QuorumVoting，屬于Quorum拜占庭協(xié)議，仲裁投票算法，它采用了瑞波和恒星的共識協(xié)議，用來解決需立即交易定局的需求。”
7、Casper，以太坊社區(qū)提出的正在研發(fā)中的類POS共識協(xié)議。Casper的基本思路是，任何人抵押足夠多的以太幣到系統(tǒng)中就可以成為礦工參與到挖礦過程。共識算法要求所有的礦工誠實工作，如果一個礦工有意破壞，不遵守協(xié)議，系統(tǒng)就會對礦工做出懲罰：沒收之前抵押的以太幣。有人把Casper這樣的挖礦機制稱為“虛擬挖礦”。
8、PBFT（PracticalByzantine Fault Tolerance）算法，拜占庭容錯算法，屬于狀態(tài)機拜占庭協(xié)議，IBM? HyperLedger fabric實現和推薦的共識算法，采取一個節(jié)點一票的方案確定記賬結果，少數服從多數投票，性能較好，主要用于聯(lián)盟鏈。
作者：高志豪(weibo.com/elwingao)
