链网架构：从电信网到互联网，区块链的发展历史

区块链发展到今天，形成了公链、联盟链/私链、链网这三大架构流派。仍以计算机发展史来类比：公链相当于当年的大型计算机，直到今天，IBM大型机已更新换代，充满科技感，仍然在特定行业为满足特定需要而运转，难怪当年IBM董事长曾断言全世界只需要5台计算机；联盟链和私链如同蓬勃发展的个人电脑产业带来的局域网、专用网系统。政府、大企业等拥有充分资源的机构更是组建起自己的专有网络，连接多个大楼甚至城市。

今天的区块链www.yuanwze.cn行业，如同当年互联网尚未降临的计算机领域，几乎所有公链都指望“赢者通吃”，所有联盟链都打算“占山为王”。然而，借鉴从电信网到互联网的发展历史，我们相信新生的链网架构代表着区块链技术的发展方向和主流（见图1）。

进入2019年，链网架构在行业崭露头角，并且越来越受关注。目前，ArcBlock、Cosmos（原Tendermint）和Polkadot是在全力研发链网架构领域技术全球领先的三个项目（见图2）。

在如何实现跨链互联互通方面，目前各家的技术解决方案可谓八仙过海、各显神通，但基本的设计和目的是类似的。而且，这些不同的跨链技术本身都体现出对其他技术的互联互通性，理论上它们互相兼容、可联通——这与传统公链的“各自为政”形成鲜明对比。

以Tendermint团队为核心团队开发的跨链项目Cosmos定义了IBC，允许使用Cosmos SDK开发的相同结构的区块链以及代理链（遵守原链和IBC通信标准），以Zone的形式与Hub这一中间枢纽连接通信，实现链与链的互联互通，最终形成宇宙星云式链网结构。

图1 电信网—互联网—链网

注：直到今天，互联网并没有完全取代电信网，但其价值已远大于电信网。

然而，在20年前，互联网在电信运营商眼里不过是一项“增值数据业务”。电信网、广电网、互联网“三网合一”的“融合通信”曾经是业界热议10多年的目标，如今却以互联网融合一切悄然成为现实。今天的区块链网络基于P2P协议基础，因此在很多人眼中，它只是互联网承载的一块“小业务”，正如过去互联网长于电信网并将其包容一般，我们相信未来区块链网络将大于并包容互联网。

ArcBlock链网中所有的链都是平行空间的设计，用去中心化身份来实现链与链的互联和通信（见图3）。ArcBlock链网中，链和链之间的通信没有采用必须通过中间人的“中继”或Hub进行的设计，更为去中心化，组网更为自由。链网的每条链专注于唯一功能，各司其职又互相配合，并且能与比特币、以太坊公链等通过GraphQL API查询交互。多个“应用链”结合若干“服务链”和“资产链”组成的链网是主流，也是ArcBlock所看到的前景所在。

图2 ArcBlock、Cosmos与Polkadot技术对比

注：三家平台最大的共同特点是“织链成网”。ArcBlock的ABT链网和Cosmos主网相继在2019年第一季度发布，均已宣布可以支持无限条链的自由组网，Polkadot计划第一版能支持高达约100条链的链网（而之前的白皮书表示支持数百条链），并在2020年发布第二版后才能支持更多的链加入。

图3 去中心化身份在链网结构中的作用

注：通过去中心化身份技术，用户可以统一控制一组在不同链之上的数字身份。去中心化身份的特性使得每条链上的去中心化身份地址都是独特的，因此不会暴露这些去中心化身份来自同一个用户，而数字钱包技术能方便地管理这一连串的地址和其对应的密钥。在逻辑上相当于用户的身份跨越了多条链。

Polkadot采用平行链+中继链来实现跨链，与以太坊2.0设计有一定的相近之处。Polkadot的设计特点是其中继链相当于一种类型的公链，中继链上的验证节点会提供接入中继链的平行链上交易的验证，这样相当于这些平行链的安全性是由节点更多、更去中心化的中继链来保障的，这种设计被称为“共享安全性”模式。相比之下，ArcBlock和Cosmos的设计要求每个应用链（相当于“平行链”）自己维护自己的安全性。

值得一提的是，企业联盟链Hyperledger Fabric在类似链网架构方面的设计思路相当超前。当各家公链还在“你方唱罢我登场”之时，Hyperledger Fabric从其Fabric这一取名上就体现了多链交织设计的特色。Fabric的设计目标是联盟链环境，类似多链，这主要体现在其一个应用中采用通道的方式切分出多个互相隔离的账本的设计，但Fabric的通道的实现完全基于同一个区块链，并没有真正实现跨链通信。据我们了解，企业在使用Fabric开发应用时，通道是一个非常受欢迎的特性，正因为它提供了这种类似多账本多链跨链的能力。然而，当系统采用多个Fabric系统或者多个基于Fabric开发的系统需要互联互通的时候，目前的通道设计对此是无能为力的。

多链互联设计的另一个好处就是，不再需要去区分公链、私链和联盟链，不必陷入许可链和无许可链这些“名词之争”。当各条链可以有效互联，必然有一部分是公共的，而有一部分是私有或者联盟的，必然有需要许可的，也有不需要许可的，正如今天的互联网一般。

无论上述哪一种技术，其基本思路都和现在的一条公链搞定一切的单链设计思路截然不同。无论从技术发展趋势来看，还是从去中心化程度本身来分析，我们都有理由相信，链网是未来去中心化世界的趋势，2019年正是这一共识形成的分水岭。