區塊鏈比較:以太坊 Cosmos Cardano EOS和Hyperledger

以太坊
毫無疑問，以太坊是智慧合約平臺的大爸爸。以太坊背後的主要人物是Vitalik Buterin。Buterin對比特幣非常著迷，但他意識到區塊鏈技術比僅僅作為支付協議的推動者有更多的用途。他意識到可以使用區塊鏈技術來建立分散的應用程式。那時他被啟發創造了以太坊。

像比特幣一樣，以太坊是一種加密貨幣，然而，這就是相似性的地方。因為雖然比特幣是“第一代”區塊鏈，但以太坊透過成為有史以來第一個第二代區塊鏈打破了局面。以太坊透過在區塊鏈上引入智慧合約，徹底改變了加密空間。

智慧合約首先由Nick Szabo概念化。這個想法很簡單，在雙方之間有一套自動執行指令，不需要由第三方監督或執行。這個想法似乎很簡單，對吧？然而，智慧合約使以太坊能夠建立一個環境，來自世界各地的開發人員可以建立自己的分散應用程式，即Dapps。

Dapp的創造是以太坊最重要的特徵之一。除了分散之外，Dapp還有某些其他功能：
1. Dapp的原始碼應該對所有人開放
2. app必須有某種令牌來為自己加油
3. app必須能夠生成自己的令牌並具有內建的共識機制
你究竟如何建造它們呢？需要使用可靠性對智慧合約進行編碼。

開發人員使用一種名為Solidity的程式語言，這種語言是一種有目的的簡潔，鬆散型別的語言，其語法與ECMAScript（Javascript）非常相似。

除了建立智慧合約外，您還必須擁有可以執行它的環境。但是，此執行環境必須具有一些屬性。這些屬性是：

1. 確定性。
2. 可終止。
3. 獨立。

＃1：確定性
如果程式每次對於指定輸入都是相同的輸出，則程式是確定性的。例如。如果3 + 1 = 4則3 + 1總是4（假設基數相同）。因此，當程式將相同的輸出提供給不同計算機中的同一組輸入時，該程式稱為確定性。環境必須確保智慧合約的執行始終是確定性的。

＃2：可終止
在數學邏輯中，我們有一個稱為“停止問題halting problem”的錯誤。它表明無法知道某個程式是否可以在一定時限內執行其功能。1936年，阿蘭·圖靈使用康托爾的對角線問題推斷出，沒有辦法知道某個程式是否可以在一個時間限制內完成。

這顯然給智慧合約帶來問題，因為根據定義，合約必須能夠在指定的時間限制內終止。因此環境必須能夠停止智慧合約的運作。

＃3：隔離
在區塊鏈中，任何人和每個人都可以上傳智慧合約。然而，正因為如此，合同可能在知情和不知不覺中包含病毒和錯誤。

如果合同沒有被隔離，這可能會妨礙整個系統。因此，將合同保持隔離在沙箱中以保護整個環境免受任何負面影響至關重要。

以太坊使用名為以太坊虛擬機器（EVM）的虛擬機器執行其智慧合約。

人們必須瞭解的下一個核心以太坊概念是gas：
還記得前面提到智慧合約需要被環境“終止”嗎？以太坊智慧合約就是透過利用gas來實現這一特性。在智慧合約中編碼的每一行都需要一定量的gas才能執行。因此，當開發人員提交智慧合約以供執行時，他們還會指定最大gas限制。

想想你在開車前裝滿汽車的燃料，燃料耗盡的那一刻，汽車停止工作。智慧合約中的每一行都需要一定量的gas才能執行。一旦gas燃氣耗盡，智慧合約就會停止執行。

以太坊最吸引人的功能之一是初始硬幣產品或ICO，世界各地的開發人員可以使用以太坊的虛擬機器來支援他們的智慧合約，並使用該平臺相對輕鬆地在擁擠的銷售中籌集大量資金，以太坊採礦就很重要。

目前的以太坊使用的是工作證明挖掘，即比特幣使用的相同挖掘過程。基本上，礦工透過利用他們的處理能力來解決複雜的加密難題，從而競爭尋找鏈中的下一個區塊。

以太坊最終將利用Casper協議轉向利益證明。POS比POW更環保，並且可擴充套件性更高。

毫無疑問，以太坊對加密空間產生了影響，但是，其效能存在一些重大問題。截至目前，以太坊在可擴充套件性方面都失敗了。他們每秒只能管理25筆交易，這對於想要主流採用的Dapps來說並不理想。最重要的是，以太坊對於開發人員來說可能是昂貴的。

除此之外，還有一個問題會影響以太坊和其他加密貨幣。這個問題是互操作性。截至目前，如果Alice擁有比特幣並且Bob擁有以太坊，那麼兩者之間沒有簡單直接的方式互相交流。這是一個非常大的問題，因為在未來，可能會有數千個並行執行的區塊鏈，並且應該有一種方式讓它們彼此無縫互動。

旨在解決這種互操作性問題的一個專案是Cosmos。

Cosmos
Cosmos旨在成為一個“區塊鏈網際網路”，它將一勞永逸地解決這些問題。Cosmos的架構由幾個獨立的區塊鏈組成，稱為“Zones區域”，附加到稱為“Hub”的中央區塊鏈。

根據Cosmos的白皮書，“這些區域由Tendermint Core提供支援，它提供了一個高效能，一致，安全的PBFT共識引擎，其中嚴格的fork-accountability保證可以控制惡意行為者的行為。Tendermint Core的BFT一致性演算法非常適合擴充套件公共股權證明區塊鏈。“

Tendermint是PBFT的變體，即實際拜占庭容錯。拜占庭容錯（BFT）系統是一個成功應對分散式系統的拜占庭將軍問題，實際就是找到共識一致演算法。

Tendermint的好處：
1. 對於250位元組的交易，Tendermint可以以每秒10,000個交易的速率處理交易量。

2. 更好，更簡單的輕客戶端安全性，使其成為移動和物聯網用例的理想選擇。相比之下，比特幣輕客戶端需要更多的工作並且有很多需求，這使得它對於某些用例來說是不切實際的。

3. Tendermint擁有fork-accountability，可以阻止諸如長期無關緊要的雙重花費和審查等攻擊。

4. Tendermint是透過Tendermint核心實現的，這是一個“與應用程式無關的共識引擎”。它基本上可以將任何確定性黑盒應用程式轉換為分散式複製的區塊鏈。

5. Tendermint Core透過應用程式區塊連結口（ABCI）連線到區塊鏈應用程式。

Cosmos的架構將遵循Hub和Zones方法。將有多個並行區塊鏈連線到一箇中央Hub區塊鏈。想想太陽和太陽系。

Cosmos中心是一個分散式分類帳，個人使用者或區域本身可以儲存其令牌。這些區域可以使用IBC或Inter Blockchain Communication透過Hub進行相互互動。

Cosmos實現的互操作性有一些非常有趣的用例：
1. DEX：由於Cosmos將如此多的區塊鏈相互連線起來，不言而喻，它可以輕鬆地使不同的生態系統相互互動。這是分散交換的完美環境。

2. 交叉鏈交易：同樣，一個區域可以透過Cosmos中心利用另一個區域的服務。

3. 以太坊縮放：這是更多用例之一。根據架構，任何基於EVM的連線到Cosmos集線器hub的區域都將由Tendermint共識系統提供支援。這將使這些區域更快地擴充套件。

Cardano卡爾達諾
作為以太坊聯合創始人Charles Hoskinson的心血結晶，Cardano是一個智慧合約平臺，但Cardano透過分層架構提供可擴充套件性和安全性。卡爾達諾的方法在空間本身是獨一無二的，因為它建立在科學哲學和同行評審的學術研究之上。

Cardano是第三代區塊鏈，專注於為區塊鏈空間帶來可擴充套件性和互操作性。有三個組織全職工作來開發和照顧卡爾達諾：

1. 卡爾達諾基金會。
2. IOHK。
3. Emurgo。

這三個組織協同工作，以確保卡爾達諾的發展進展順利。

Cardano使用Haskell作為原始碼，這是一種函數語言程式設計語言。對於其智慧合約，Cardano使用Plutus，這也是一種函式語言。

Cardano使用名為Ouroboros的新的股權證明演算法，該演算法確定各個節點如何就網路達成共識。該協議由OHK首席科學家Aggelos Kiayias教授領導的團隊設計。

Ouroboros是第一個在數學上被證明具有可證明的安全性的股權協議證明，並且是第一個透過同行評審的第一個證明，這個同行評審會是領先的Crypto 2017加密會議。

Cardano計劃執行互操作性的方式是實現側鏈sidechains。Sidechain作為一個概念已經在加密圈子中存在了相當長的一段時間。這個想法很簡單; 你有一條與主鏈一起執行的平行鏈條。側鏈將透過雙向掛鉤連線到主鏈。

Cardano將根據Kiayias，Miller和Zindros（KMZ）的研究支援側鏈，涉及“非互動式工作證明”。

根據Hoskinson的說法，側鏈的概念來自兩件事：

1. 獲取區塊鏈的壓縮版本。
2. 建立鏈之間的互操作性。

EOS
EOS的目標是成為一個分散的作業系統，可以支援工業規模的分散應用。EOS背後的驅動力是Dan Larimer（BitShares和Steemit的創造者）和Block.One。EOS最近成為他們長達一年的ICO的焦點，這個ICO籌集了創紀錄的40億美元。

這聽起來很神奇，但真正吸引公眾想象的是以下兩種說法：

1. 他們聲稱有能力每秒進行數百萬筆交易。
2. 他們計劃完全取消交易費用。

EOS透過利用委託的股權證明（DPOS）共識機制實現其可擴充套件性，這是傳統的股權證明的變體。理論上它每秒可以進行數百萬次交易。

那麼，DPOS與傳統POS有何不同？在POS中，整個網路必須處理共識，在DPOS中，所有EOS持有者將選出21個塊生產者，他們將負責處理共識和一般網路健康狀況。任何人都可以參加區塊製作人選舉，他們將有機會製作與他們收到的所有其他製作人的總票數成比例的區塊。

DPOS系統不會有分叉，因為生產者不必競爭發現區塊，而是必須合作。如果是分叉，則共識會自動切換到最長鏈。

可以想象，這些區塊生產商的重要性絕對不容小覷。他們不僅會處理共識，還會關注整體網路健康狀況。這就是為什麼每一次投票都具有適當的權重是非常重要的。

Larimer引入了選民衰變Voter Decay的想法，隨時間的權重增加將減少舊選票的比重。保持投票權的唯一方法是定期投票。

選民衰變機制帶來兩大優勢：
1. 首先，正如我們一次又一次看到的那樣，民選官員可能會在當選後變得腐敗並改變他們的曲調。投票衰減系統讓選民有機會每週重新考慮他們的投票。這使得區塊生產者能一直對他們選民負責。

2.其次，人們只是隨著時間而改變。也許今天有人擁有的政治信仰和意識形態與一年前完全不同。投票衰減系統將允許人們投票給那些與他們新進化的意識形態更加一致的人。

這有可能成為一個真正的革命性概念，並且可以永遠改變分散投票（甚至投票）。

EOS使用所有權模型，使用者擁有並有權使用與其股權成比例的資源，而不必為每筆交易付費。因此，從本質上講，如果您擁有EOS的N個令牌，那麼您有權獲得N * k個交易。實質上，這消除了交易費用。

在放出EOS令牌時，您可以獲得某些計算資源。你會得到：

1.記憶體
2.網路頻寬
3. 計算頻寬。

EOS令牌以及支付硬幣也可用作獲取所有這些資源的收費。

Hyperledger
Hyperledger非常坦率，與我們迄今為止談論的所有平臺截然不同。雖然以太坊，卡爾達諾和EOS都是合適的加密貨幣並擁有自己的區塊鏈，但Hyperledger不是加密貨幣，也沒有自己的區塊鏈。Hyperledger是Linux Foundation的一個開源專案。

像以太坊，EOS等平臺都是公共區塊鏈，這意味著任何人都可以選擇加入網路。但是，對於需要自己的區塊鏈基礎設施的大企業來說，這是非常不受歡迎的。

想想區塊鏈銀行集團。

銀行需要每天處理敏感資料。從他們的內部交易記錄到KYC資料，有很多專案他們根本無法向公眾透露。此外，只有經過網路中其他銀行審查的銀行才能進入網路。

此外，正如我們之前已經介紹過的那樣，公共區塊鏈很慢並且存在效能問題，這對於大型公司來說也是一個很大的禁忌。

Hyperledger允許這些公司建立他們自己的高效能許可區塊鏈（也就是區塊鏈，其中每個節點必須在進入前正確地進行審查）。

也許Hyperledger系列中最有趣的專案是IBM的Fabric。Fabric是開發基於區塊鏈的解決方案的基礎，具有模組化架構。

使用Fabric區塊鏈的不同元件，如共識和會員服務可以變得即插即用。Fabric旨在提供一個框架，企業可以將自己的獨立區塊鏈網路組合在一起，可以快速擴充套件到每秒超過1,000個事務。

除了Fabric，你還有：

1、Sawtooth：由英特爾開發並使用經過驗證的時間共識機制
2、Iroha：由幾家日本公司開發的易於使用的區塊鏈框架。
3、Burrow：遵循以太坊的規範建立一個允許的智慧合約機。

Blockchain Battle：Ethereum vs Cosmos vs Cardano vs