面對智能合約商業(yè)應(yīng)用的局限，量子鏈平臺做了哪些實(shí)踐？

文|巴比特資訊

2月10日訊，作為比特幣的底層基礎(chǔ)技術(shù)——區(qū)塊鏈，最初是為了解決點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)字貨幣系統(tǒng)中的“雙重花費(fèi)”問題。而很快地，區(qū)塊鏈技術(shù)就被證明其作用不僅僅局限于允許個(gè)人之間在無需信任任何諸如銀行、清算機(jī)構(gòu)等第三方中介機(jī)構(gòu)的情況下進(jìn)行“數(shù)字現(xiàn)金”的交換。

2013年，年僅19歲的數(shù)字貨幣研究者Vitalik Buterin對比特幣去中心化交易模式進(jìn)行了拓展，使其可以執(zhí)行更加復(fù)雜的、基于二進(jìn)制條件的交易。例如，當(dāng)且僅當(dāng)條件(如某個(gè)產(chǎn)品或某項(xiàng)服務(wù)交付時(shí))滿足，則會自動觸發(fā)付款，且不可逆。這意味著，在區(qū)塊鏈上自主執(zhí)行的智能合約的構(gòu)想被重新提出——允許匿名的參與者在沒有律師、警察或法庭指令作為背書的前期下直接進(jìn)行交易，將無中介的P2P商務(wù)提升至一個(gè)全新的高度。

后來，Vitalik和他的團(tuán)隊(duì)更進(jìn)一步，將智能合約的概念做了進(jìn)一步拓展?？紤]到智能合約是基于二進(jìn)制操作的，Vitalik建議使用分散編程語言實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的編寫，而無需部署集中式服務(wù)器。因此，以太坊應(yīng)運(yùn)而生。

然而，這些令人興奮的功能需要付出相應(yīng)的代價(jià)：為了保持智能合約平臺的復(fù)雜性，需要將比特幣實(shí)用性和完善的交易模型做一定程度上的修改，從而滿足以太坊區(qū)塊鏈的需求，而這正是以太坊復(fù)雜點(diǎn)和難點(diǎn)所在。作為一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)行了將近8年的系統(tǒng)，比特幣逐步完善了源代碼，并推出了輕量級的、移動端的應(yīng)用和網(wǎng)關(guān)服務(wù);反觀以太坊，盡管有極大的潛能，由于仍在持續(xù)的完善開發(fā)中，還不適用于大規(guī)模的部署應(yīng)用。

因此，探索區(qū)塊鏈、智能合約的商業(yè)應(yīng)用路徑，連接區(qū)塊鏈與商業(yè)的鴻溝，成了區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)的首要目標(biāo)和障礙。據(jù)外媒《福布斯》雜志網(wǎng)絡(luò)版報(bào)道，區(qū)塊鏈架構(gòu)師團(tuán)隊(duì)量子鏈Q(jìng)tum即將發(fā)布一套基于比特幣UTXO模型與以太坊虛擬機(jī)技術(shù)的權(quán)益證明智能合約平臺，作為國內(nèi)首個(gè)基于UTXO模型的POS智能合約平臺，Qtum也對智能合約的商業(yè)化應(yīng)用做了相關(guān)嘗試。

據(jù)了解，該平臺近日成功獲得超100萬美金的投資，投資支持者包括快的打車創(chuàng)始人陳偉星，以太坊早期參與者和Jaxx wallet CEO Anthony Di Iorio，新加坡管理大學(xué)教授 David Lee，區(qū)塊鏈技術(shù)投資人沈波，中國天使投資人李笑來等。那么，除了業(yè)內(nèi)常見的轉(zhuǎn)用PoS共識證明等，Qtum團(tuán)隊(duì)還有哪些探索呢?

比特幣核心和EVM的結(jié)合：Qtum虛擬機(jī)(QVM)

雷鋒網(wǎng)此前也曾報(bào)道過，量子鏈?zhǔn)荙tum開源社區(qū)開發(fā)的比特幣和以太坊之外的第三種區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)結(jié)合兩者的優(yōu)勢。從技術(shù)角度來看，在Qtum的系統(tǒng)中，信息可以通過價(jià)值傳輸協(xié)議(Value Transfer Protocol)來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的價(jià)值轉(zhuǎn)移，并根據(jù)此協(xié)議，構(gòu)建一個(gè)支持去中心化的應(yīng)用開發(fā)平臺(DAPP Platform)。據(jù)《福布斯》報(bào)道，它將比特幣核心(Bitcoin Core)的可擴(kuò)展性同加強(qiáng)版EVM結(jié)合，創(chuàng)建了Qtum虛擬機(jī)(QVM)，被稱為“全新的范例”。

有一些人士表示，這就是比特幣的分叉，是比特幣腳本語言的擴(kuò)展，只是又一個(gè)代幣平臺。Qtum聯(lián)合創(chuàng)始人、設(shè)計(jì)者和開發(fā)者帥初并不同意這樣的說法：

“比特幣核心協(xié)議是目前世界上對區(qū)塊鏈代碼測試最徹底的，其網(wǎng)絡(luò)包含數(shù)十億美元信任資金，每年花費(fèi)數(shù)百萬美元為開發(fā)者進(jìn)行維護(hù)與開發(fā)提供支持，但不幸的是，比特幣簡單的腳本語言能做的事情是有限的。”

“比特幣主要用于價(jià)值傳輸。而另一方面，以太坊則能用于各類應(yīng)用案例，但其源代碼卻不如比特幣的穩(wěn)定、安全，”帥初解釋道，“所以，Qtum要實(shí)現(xiàn)的新范式就是將比特幣和以太坊的最優(yōu)功能結(jié)合起來。”

這一點(diǎn)與比特幣改善提案(BIPs)“一致”，因?yàn)樗腔诒忍貛盼椿ㄙM(fèi)交易輸出(UTXO)模型而進(jìn)行的，而且還能同QVM進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。

跨平臺兼容性

也就是說，一方面，Qtum拓展了以太坊虛擬機(jī)的功能，實(shí)現(xiàn)了對基于以太坊開發(fā)的智能合約的兼容;另一方面，Qtum基于比特幣UTXO交易模型的設(shè)計(jì)也使Qtum可以與比特幣生態(tài)系統(tǒng)兼容。據(jù)介紹，通過Qtum的賬戶提取層，QVM能夠在一個(gè)穩(wěn)定且經(jīng)過驗(yàn)證完善的平臺上運(yùn)行——而不必再使用以太坊的賬戶模型。

另外，Qtum還實(shí)現(xiàn)了向下兼容，即便系統(tǒng)進(jìn)行了升級，已經(jīng)部署的智能合約仍能在Qtum平臺穩(wěn)定運(yùn)行。這解決了以太坊開發(fā)者最為棘手的問題之一——他們需要經(jīng)常對應(yīng)用程序代碼進(jìn)行修改以滿足持續(xù)變更的以太坊網(wǎng)絡(luò)。

公鏈上加建通信層：彌補(bǔ)EVM缺陷

Qtum聯(lián)合創(chuàng)始人、設(shè)計(jì)者和開發(fā)者帥初表示，得益于以太坊(Etheurum)的網(wǎng)絡(luò)的合約執(zhí)行環(huán)境——以太坊虛擬機(jī)EVM，以太坊中的合約的編寫和執(zhí)行變得非常簡單。但是，現(xiàn)階段以太坊上面的合約執(zhí)行沒有過多引入外面數(shù)據(jù)的干預(yù)，因而也就造成了在顯示商業(yè)場景中的局限性。

鑒于此，在穩(wěn)定運(yùn)行著的比特幣公鏈的基礎(chǔ)上，Qtum搭建了通信層，并基于以太坊虛擬機(jī)(EVM)開發(fā)了量子鏈虛擬機(jī)(Qtum Virtual Machine，QVM)，使其能在通信層上進(jìn)行無縫的交互。這樣創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)彌補(bǔ)了之前以太坊虛擬機(jī)的缺陷，使現(xiàn)實(shí)商業(yè)社會中智能合約的運(yùn)行有了可能。

移動端DAPP部署： UTXO模型+量子鏈VM

目前，超過一半的互聯(lián)網(wǎng)流量是由移動設(shè)備發(fā)起的。帥初表示，“這促使了去中心化應(yīng)用(DApps)、智能合約和P2P經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模應(yīng)用一定要堅(jiān)定不移地走移動端策略。”但是，基于以太坊，應(yīng)用要實(shí)現(xiàn)交互需要下載整個(gè)區(qū)塊鏈上的信息。也就是說，用戶想要使用基于以太坊的應(yīng)用，或與以太坊智能合約交互，首先需要下載并同步整個(gè)區(qū)塊鏈上的所有信息(目前數(shù)據(jù)量已達(dá)50GB)。不同的以太坊客戶端應(yīng)用，每月還會有1-5GB不等的增長量。

考慮到上述因素，在移動端部署去中心化應(yīng)用看似難以實(shí)現(xiàn)。但是，就比特幣底層區(qū)塊鏈來說，比特幣UTXO模型的一大優(yōu)勢就是其支持輕錢包(lite wallet)應(yīng)用，輕錢包應(yīng)用使比特幣用戶無需下載并同步整個(gè)區(qū)塊鏈上信息便可與比特幣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互。相反，輕錢包使用了簡單支付驗(yàn)證(SPV)協(xié)議，用戶僅需下載和接收與其交易相關(guān)的區(qū)塊數(shù)據(jù)即可?；谶@樣的優(yōu)勢，Qtum提出了可行方案，即在比特幣UTXO交易模型的基礎(chǔ)上，加入了量子鏈虛擬機(jī)，使量子鏈上的應(yīng)用和設(shè)備可以與輕錢包直接交互。這樣，使用手機(jī)或平板等移動設(shè)備運(yùn)行智能合約，就像手機(jī)錢包轉(zhuǎn)賬一樣簡單安全。

可擴(kuò)展性、速度和效率

可擴(kuò)展性、速度和效率一直是區(qū)塊鏈商用的痛點(diǎn)所在。

比特幣和以太坊都使用了類似的共識機(jī)制確保區(qū)塊鏈的安全性和一致性。共識機(jī)制表示網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)對結(jié)果進(jìn)行比對，只有所有節(jié)點(diǎn)對結(jié)果達(dá)成一致，該結(jié)果在會被記錄在區(qū)塊鏈上。達(dá)成共識有很多種方法，比特幣和以太坊采用了經(jīng)典的工作量證明(PoW)共識機(jī)制，即通過提交最準(zhǔn)確的工作結(jié)果或計(jì)算結(jié)果來證明完成了相應(yīng)的工作量。工作量證明共識機(jī)制使攻擊成本異常高昂，需要控制全網(wǎng)超過51%的算力才有可能發(fā)起攻擊。

無論從能源還是時(shí)間的角度，挖礦成本及其高昂。區(qū)塊鏈上數(shù)以萬計(jì)的設(shè)備也僅是執(zhí)行非功能性的操作，唯一的目的就是使惡意攻擊難以實(shí)現(xiàn)。

作為第一個(gè)完全去中心化和圖靈完備的區(qū)塊鏈平臺， Qtum使用的是基于權(quán)益證明的共識機(jī)制確保區(qū)塊鏈的安全性和一致性。帥初介紹，在PoS環(huán)境里，節(jié)點(diǎn)必須提交一定費(fèi)用以參與節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證，任何出于惡意的操縱節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證，則會遭到系統(tǒng)自動拒絕。這樣，既不會浪費(fèi)寶貴的計(jì)算資源，還使得攻擊成本高昂且低效。據(jù)雷鋒網(wǎng)此前報(bào)道，事實(shí)上，以太坊網(wǎng)絡(luò)也將面臨同樣的改變。以太坊創(chuàng)始人Buterin曾表示，以太坊共識算法將從工作量證明(PoW)轉(zhuǎn)換成一種替代型權(quán)益量證明(PoS)共識算法，其名稱為Casper。

此外，帥初介紹稱，基于比特幣系統(tǒng)的UTXO交易模型還有一個(gè)好處是，Qtum因此實(shí)現(xiàn)了多線程、以一定順序同時(shí)處理多筆交易的能力，更進(jìn)一步的提高了Qtum平臺的運(yùn)行速度和效率。據(jù)介紹，目前Qtum網(wǎng)絡(luò)在測試階段可以取得比特幣網(wǎng)絡(luò)的10倍左右的交易處理能力。我們知道，以太坊僅能按照時(shí)間順序且無法同時(shí)處理多筆交易，也就是說，在某一時(shí)間點(diǎn)，以太坊上的所有節(jié)點(diǎn)只能執(zhí)行一個(gè)交易，而其他交易不得不按照時(shí)間順序等待。

連接區(qū)塊鏈與商業(yè)世界：鏈外數(shù)據(jù)接入

盡管區(qū)塊鏈技術(shù)擁有巨大的潛力，企業(yè)、政府和其他傳統(tǒng)組織在實(shí)施區(qū)塊鏈解決方案時(shí)仍十分艱難。這些組織大多數(shù)并未使用區(qū)塊鏈智能合約，原因是智能合約只能在獨(dú)立的區(qū)塊鏈環(huán)境中運(yùn)行。基于智能合約的商業(yè)模式的巨大優(yōu)勢也因?yàn)檫@個(gè)原因受到了很大的削弱。

為了消除這些技術(shù)和法律上的障礙并充分發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)的潛能，量子鏈引入了主控合約(Master Contract)的概念。所謂主控合約，是指合約觸發(fā)條件來自鏈外，可以接入鏈外。因此，主控合約使得去中心化應(yīng)用(DApps)和智能合約可以連接現(xiàn)實(shí)商業(yè)社會并接收鏈下數(shù)據(jù)，也使其可以被經(jīng)過認(rèn)證的Oracle或合約仲裁人審計(jì)。與此同時(shí)，合約的關(guān)鍵要素，如參與方、授權(quán)結(jié)構(gòu)仍被安全的儲存在區(qū)塊鏈上。這樣的理念，在招商銀行的區(qū)塊鏈探索上亦有體現(xiàn)。

據(jù)介紹，這個(gè)模式使得基于區(qū)塊鏈的商業(yè)模式可以符合不斷變化的商業(yè)規(guī)則和監(jiān)管要求，同時(shí)擁有實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)接口，并從股票市場、天氣預(yù)報(bào)、新聞機(jī)構(gòu)等數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，因?yàn)樵趨^(qū)塊鏈公鏈上運(yùn)行真實(shí)商業(yè)社會的智能合約可能需要引入外部數(shù)據(jù)，即鏈下數(shù)據(jù)，如金融數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、社交數(shù)據(jù)等。

總結(jié)

總的來說，帥初對雷鋒網(wǎng)表示，在未來點(diǎn)對點(diǎn)經(jīng)濟(jì)和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，智能合約和去中心化應(yīng)用擁有巨大的潛力，但是要使其得到廣泛的應(yīng)用，去中心化應(yīng)用必須做到降低訪問門檻，方便使用并且可以在終端用戶使用的主流平臺上運(yùn)行。

“整個(gè)區(qū)塊鏈行業(yè)處于早期階段，如何實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈行業(yè)的產(chǎn)品化，以及提升整個(gè)行業(yè)的易用性是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。目前整個(gè)智能合約的行業(yè)應(yīng)用還處于實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品的階段，還面臨著智能合約的治理和升級、智能合約的安全性審計(jì)，智能合約的隱私性保護(hù)，智能合約的虛擬機(jī)性能，智能合約的監(jiān)管等各種困難和門檻，真正走向商業(yè)應(yīng)用還需要一段時(shí)間。 ”

Qtum基金會預(yù)計(jì)，今年夏天Qtum平臺就要發(fā)布，其融合比特幣與以太坊底層區(qū)塊鏈的商業(yè)應(yīng)用探索將取得怎樣的突破，我們且靜觀之。

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