区块链的分类及特征有哪些

一、区块链的分类有哪些？

目前已知的区块链技术应用大致分为三类。

1、公共区块链（Public Blockchain）

是指全世界任何人都可读取、可发送交易进行有效性确认，任何人都能参与其共识过程的区块链（共识过程是维持区块链这种分布式数据库一致性、准确性的关键技术，将在后续章节详细介绍），如图1所示。区块链上的数据记录公开，所有人都可以访问，都可以发出交易请求，并通过验证被写入区块链。共识过程的参与者通过密码学技术共同维护公共区块链数据的安全、透明、不可篡改。公共区块链的典型应用包括比特币、以太坊等。

图1：公共区块链示意图

公共区块链是完全分布式的区块链，区块链数据公开，用户参与程度高，同时易于产生网络效应，便于应用推广。然而，系统的运行需要依赖于内建的激励机制。公共区块链上试图保存的数据越有价值，越要审视其安全性以及安全性带来的交易成本、系统可扩展性问题。

2、共同体区块链（Consortium Blockchains）

又称联盟链，是指参与区块链的节点是事先选择好的，节点间通常有良好的网络连接等合作关系，区块链上的数据可以是公开的也可以是内部的，为部分意义上的分布式，可视为“部分去中心化”。如图2所示为共同体区块链示意图。比如有若干家金融机构之间建立了某个共同体区块链，每个机构都运行着一个节点，而且为了使每个区块生效需要获得至少其中10个机构的确认。区块链可以允许每个机构可读取，或者只受限于共识验证参与者，或走混合型路线，例如区块的根哈希及应用程序接口对外公开，允许外界用来进行区块链数据和区块链状态信息查询等。其典型应用包括超级账本（Hyperledger）、区块链联盟R3CEV等。

图2：共同体区块链示意图

共同体区块链的参与节点间的连接状态较好、验证效率较高，只需较低的成本即可维持运行，提供高速交易处理的同时降低交易费用，有很好的扩展性，数据可以保持一定的隐私性。但是这也意味着在共识达成的前提下，参与节点可以一起篡改数据。

3、私有区块链（Private Blockchain）

参与的节点只有有限的范围，比如特定机构的自身用户等，数据的访问及使用有严格的权限管理，如图2-5所示为私有区块链示意图。完全私有的区块链中写入权限仅在参与者手里，读取权限可以对外开放，也可以进行任意程度的限制。相关的应用囊括数据库管理、数据库审计甚至公司管理，尽管在有些情况下希望私有区块链可以具有公共的可审计性，但在更多的情况下，没有公共的可读性。由于是私有用户说了算，里面的数据没有无法篡改的特性，对于第三方的保障力度大大降低。因此，目前很多私有区块链会通过依附在比特币等已有区块链的方式存在，定期将系统快照数据记录到比特币等系统中。其典型应用如Eris Industries。

图3：私有区块链示意图

私有区块链可以带来规则的改变。如果需要的话，运行着私有区块链的机构可以很容易地修改区块链的规则、回滚交易。这一点似乎略有违背区块链的本质，但是却适用于一些特殊场景需求。由于私有区块链验证者是内部公开的，所以并不存在部分验证节点共谋进行51%攻击的风险。私有区块链交易成本更低。交易只需被几个受信的高算力节点验证即可，而不是需要数万个节点的确认，因此交易成本会低。但从长远来看，随着区块链技术的进步，公共区块链的成本将可能降低1~2个数量级，大致与高效的私有区块链系统类似。私有区块链节点间连接情况好、故障可以迅速通过人工干预来修复，从而提升交易速度并可以更好地保护隐私。

公共区块链、共同体区块链和私有区块链各有优势。公共区块链很难实现得很完美，共同体区块链、私有区块链需要找到实际迫切需求的应用需求和场景。至于具体选择哪套方案取决于具体需求，有时使用公共区块链会更好，但有时又需要一定的私有控制，适用于使用共同体区块链或私有区块链。

二、区块链的特征有哪些？

1、去中心化 

去中心化是区块链最基本的特征，意味着区块链不再依赖于中央处理节点，实现了数据的分布式记录、存储和更新。由于使用分布式存储和算力，不存在中心化的硬件或管理机构，全网节点的权利和义务均等，系统中的数据本质是由全网节点共同维护的。由于每个区块链节点都必须遵循同一规则，而该规则基于密码算法而非信用，同时每次数据更新需要网络内其他用户的批准，所以不需要一套第三方中介结构或信任机构背书。在传统的中心化网络中，对一个中心节点实行攻击即可破坏整个系统，而在一个去中心化的区块链网络中，攻击单个节点无法控制或破坏整个网络，掌握网内超过51%的节点只是获得控制权的开始而已。

2、透明性 

区块链系统的数据记录对全网节点是透明的，数据记录的更新操作对全网节点也是透明的，这是区块链系统值得信任的基础。由于区块链系统使用开源的程序、开放的规则和高参与度，区块链数据记录和运行规则可以被全网节点审查、追溯，具有很高的透明度。

3、开放性 

区块链系统是开放的，除了数据直接相关各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开（具有特殊权限要求的区块链系统除外）。任何人或参与节点都可以通过公开的接口查询区块链数据记录或者开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。

4、自治性 

区块链采用基于协商一致的规范和协议，使整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全地交换数据、记录数据、更新数据，把对个人或机构的信任改成对体系的信任，任何人为的干预都将不起作用。

5、信息不可篡改 

区块链系统的信息一旦经过验证并添加至区块链后，就会得到永久存储，无法更改（具备特殊更改需求的私有区块链等系统除外）。除非能够同时控制系统中超过51%的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

6、匿名性 

区块链技术解决了节点间信任的问题，因此数据交换甚至交易均可在匿名的情况下进行。由于节点之间的数据交换遵循固定且预知的算法，因而其数据交互是无须信任的，可以基于地址而非个人身份进行，因此交易双方无须通过公开身份的方式让对方产生信任。