为什么要连接公共链和联盟链

摘要

研究了公链与联盟链互联互通的研究进展。随着越来越多的企业开始使用联盟链，未来联盟链与公链以及不同联盟链之间的互联互通需求越来越大。从实施方法上看，在公链的基础上构建联盟链是较为普遍的解决方案。未来，公链与联盟链的界限将进一步模糊。

近年来，随着区块链技术的不断发展，包括中国在内的许多国家逐渐认识到区块链技术的重要性，并从国家战略层面对区块链技术给予支持和推广。2019年10月，**中央政治局开展区块链技术发展现状和趋势第十八次集体学习；2020年4月，国家发改委明确将区块链纳入新基础设施信息基础设施建设。在此背景下，整个区块链产业蓬勃发展，取得了长足进步。

本文研究了公链与联盟链互联互通的进展，主要分为五个部分：第一部分是公链与联盟链的现状，第二部分是公链与联盟链互联互通的需求，第三部分是可行的技术解决方案，第四部分是目前的发展障碍，第四部分是未来的发展趋势五是对公链和联盟链未来发展的思考。

1、 公链与联盟链的现状

从访问权限的角度来看，区块链可以分为公链、联盟链和私有链。其中，公链属于非授权链，任何愿意参与的用户都可以加入；联盟链和私有链属于授权链，并且有相应的访问机制，因此只有获得授权的用户才能参与。本文的研究对象是公链和联盟链。

以比特币、以太坊等区块链项目为代表的公链采用开放式架构，允许任何愿意参与生态的用户。它主要具有分权性、去中心化性和反审查性的特点。公链需要设计一套完整的经济激励和治理机制，以代币作为价值交换的媒介来平衡生态的内部供求。在token的激励下，参与者将自发维护公链的安全和正常运行，积极推动公链的生态发展。

以hyperledger和corda为代表的联盟链是一个相对封闭的生态系统。只有授权用户才能参与。它的主要特点是弱中心化性、强身份授权和安全隐私性。对于联盟链而言，参与者之间的信任是通过契约关系或共同利益来实现的，不需要代币经济模来提供激励。联盟链具有用户友好性，可以整合内部资源，重塑价值分布，优化效率。

与公链相比，联盟链易于监管，不涉及代币，更符合现阶段国内的发展要求。

2、 连接公链与联盟链的需求

目前，国内政府部门和企业大多以联盟链的形式推动区块链平台的实施，联盟链在我国的发展较为顺利。然而，这并不意味着联盟链没有自身的缺陷和局限性。联盟链并不是一个完美的解决方案，有时它需要公链的优势和特点。公链与联盟链的关系不是直接竞争，而是相互借鉴。在许多应用场景中，需要连接公链和联盟链。

首先，联盟链不需要token提供激励，这在合规方面是一个优势，但同时也造成了联盟链生态缺乏激励，难以吸引更多的参与者，扩大联盟链的影响力。很多联盟链项目都是由一个或几个企业主导，忽略了其他参与者的意愿，最终成为联盟成员之间的开放数据库，这使得区块链技术的优势难以充分发挥。因此，联盟链项目在发展到一定程度时可能会遇到瓶颈。要想继续扩大整个生态的影响力，就需要把联盟链和公链连接起来，通过公链获取更多的用户，吸引更多的开发者，创造更多的商业模式和应用场景。

其次，每个联盟链项目涉及的应用场景数量有限，因此一个联盟链项目不可能涵盖所有的应用场景。将公链与联盟链连接起来，可以丰富联盟链的使用场景。例如，一个联盟链项目主要从事供应链金融，另一个公链项目的功能是身份认证。然后，连接公链和联盟链，为供应链金融提供必要的身份信息，解决数据互联问题，最终使这两个项目从中受益。在这种情况下，联盟链的用户规模和生态规模也将扩大。

第三，由于联盟链的信任不来自密码学和博弈论，联盟链之间的价值互动很难实现互信。如果两个联盟链之间需要进行交易，可以分别与公链连接，通过公链的桥梁进行通信验证和结算。同时，公链的安全性也为联盟链之间的交易提供了保障

第四，连接公链和联盟链也有助于解决隐私和监管问题。公链难监管，联盟链易监管。连接公链和联盟链后，可以根据业务模式对信息和数据进行分段存储，从而达到隐私保护的安全要求，在一定程度上平衡用户的隐私和监督。

3、 实施方法

公链与联盟链的连接方式有两种：一种是在公链的基础上建立联盟链，另一种是在联盟链的基础上发展公链。

（1） 以公链为基础构建联盟链

在公链的基础上构建联盟链是一种常用的方法。在公链的基础上，开发出自己不同的联盟链，不同的联盟链可以有不同的设计。在本设计中，不仅可以实现公链与联盟链的连接，还可以实现联盟链之间的互动。

首先，Layer2的技术方案可以满足这个设计。第一层作为基本的公链，通过自身的共识算法保证整个系统的安全，主要用于清算、结算和存款。联盟链以Layer2的形式与公链相连，可以根据自身业务特点设计不同的Layer2联盟链。同时，联盟链可以存储私人信息和数据，满足隐私保护的要求。

其次，以Polkadot为例，中继链等交叉链路技术方案也能满足这种设计。联盟链可以通过平行链直接连接到波卡生态，实现与波卡生态中其他链的连接，实现联盟链之间的价值互动。此外，Polkadot将维护联盟链的安全。当然，这种方法需要考虑Polkadot时隙的开销。

第三，许多公链项目都设计了公链和联盟链解决方案。在这种情况下，对公链和联盟链进行了规范，方便了联盟链和公链的整合，大大降低了公链和联盟链连接的难度，使生态中的联盟链参与者能够安全合作。

（2） 以联盟链为基础发展公链

在联盟链的基础上发展公链也是一种思路。当联盟链持续增长时，可以向公链转，但这种方法并不常见。在Libra1.0的白皮书中，Libra最初的设计是经过几年的发展，从联盟链转变为公链。虽然在Libra2.0的白皮书中，由于遵从性因素，放弃了这种设计，但从中可以看出，联盟链向公链的转变是一个发展方向。

4、 发展障碍

目前，公链与联盟链互联互通的成功案例并不多。主要原因包括以下几个方面。

一是联盟链生态中的企业概念。主观上，他们不愿意与公链连接，也不愿意分享自己的数据和信息。对于这个问题，我们需要有先行者来做一个成功的示范，让更多的企业认识到连接公链和联盟链可以为企业创造更高的利润，并通过市场的力量来解决这个问题。

第二，互联互通的实际需求并不是很大。如上所述，联盟链发展到一定阶段后，将公链与联盟链连接起来，可以创造更大的价值。然而，联盟链在很多商业场景中还处于初级阶段，与公链的连接并不迫切。

三是调控政策。在目前的环境下，企业发展联盟链不会受到太大的监管压力。然而，在与公链连接之后，企业可能会面临额外的合规问题，这使得许多企业不愿尝试。另外，连通方法的技术门槛也是一个值得考虑的问题。

5、 思考与总结

目前国内环境非常适合联盟链项目的实施和发展。越来越多的企业开始改变看待区块链的方式，尝试部署联盟链。这些联盟链类似于上世纪90年代的局域网，未来联盟链与公链之间以及不同联盟链之间的互联互通将有很大的需求。

从发展趋势看，公链与联盟链紧密结合，界限进一步模糊。很多公链和联盟链项目的源代码是相互链接的，在技术上没有太大区别，只是在访问权限上。许多区块链项目同时支持公链和联盟链的生态。未来，公链将更加便于监管，联盟链将更加开放，公链和联盟链可视为适合不同场景的区块链技术。

从这个角度来说，比较常见的方式是建立公链联盟。公链和多个联盟链构成区块链基础设施，联盟链可以根据自身的商业模式灵活设计。在这种解决方案中，一方面可以为公链注入现实价值，赋予公链新的商业模式；另一方面可以使联盟链生态实现可持续发展。公链为整个生态提供必要的安全保障，负责价值互动的清算和结算；联盟链可以满足不同应用场景的需求。