区块链的技能天下观：账本的技能演进

UTXO 与 MerkleTree

UTXO 自己是一种复式记账法。比特币的定位是数字钱币，UTXO 属于它的账本营业逻辑。这种记账法的甜头是任何一笔买卖营业都可以回溯到创币买卖营业，担保钱币只能由创币买卖营业发生，无法凭空发生。假如只是钱币场景，UTXO 确实比 Account 模子要安详，但假如思量到其他应用场景，应用的状态就很难计划出一种 UTXO 模子来追踪改观，这也是为什么其后的面向应用的链放弃 UTXO 的缘故起因。

比特币通过 MerkleTree 提供买卖营业证明，利便没有全量账本的轻客户端校验买卖营业。但比特币的 MerkleTree 是每个账本一个，没有全局 MerkleTree，也就是说没步伐提供全局证明，轻客户端的实现就会较量伟大。这方面比特币社区也接头好久，详情可以参看我早年的一篇文章：《谈谈区块链的 UTXO 证明》。后头交涉到 Ethereum 的改造。

Bitcoin Script

比特币的 Script 可以领略成一种付出校验逻辑的扩展手段。前面说了，去中心化账本的营业逻辑和共鸣机制融合在一路了，付出校验自己也属于营业逻辑。这种逻辑的改观会影响共鸣，进而也许导致硬分叉，而提供一种可自界说逻辑的剧本，则是一种分身的计策。

同时，比特币的这种手段也给其后的染色币(Colored Coin)提供了机遇。原来比特币的账本只能记录比特币的买卖营业，但有了 Script 后，可以在 Script 嵌入自界说数据布局，可以领略成比拟特币账本的数据扩展。染色币就操作这种机制来制造新的加密币。

这种机制的甜头是染色币不必要从头构建一个去中心化的账本收集，低落了时刻以及经济本钱。但弱点也很明明，一方面，这种目标事实不属于比特币的初始假想，得不到更多支持，其它一方面，比特币 Script 只能嵌入数据，无法嵌入对这种数据的校验逻辑，校验逻辑还必要通过陈设独立的节点措施来实现。

于是这种需求配景下，以太坊发生了。

Ethereum: A Decentralized Platform that runs Smart Contracts

以太坊的假想是既然运行一个去中心化账本本钱这么高，那能不能先运行一个通用的账本，然后提供机制应承用户在上面自界说营业逻辑?以是它的目标不是数字钱币，而是运行『智能合约』的平台。假如说以太坊当前的 PoW 共鸣机制等只是在比特币 PoW 基本上的优化改善，它的最要害的创新就是智能合约和 Global State Trie。

智能合约

这里趁便扯一下对『智能合约』的观点。许多品评『智能合约』的人嗣魅这只是一种剧本措施，并不智能。那这样说智妙手机(Smart Phone)那边智能了?智能家居，智妙手表，智能xx不都一样?中文规模里把 Smart 和 Intelligence(Artificial Intelligence，AI 人工智能) 都翻译成智能，确实造成夹杂。但这是汗青遗留题目了，纠结这个名字没故意义。

于是以太坊提供了一种图灵完整的剧本说话来界说营业逻辑，买卖营业数据中明晰应承嵌入自界说数据布局(以太坊 transaction 的 data 字段)，链不体谅合约自己的逻辑，只是通过在差异的节点一再运行合约，来担保合约的输出是确定的。它和比特币的 Script 的差别不只在是否图灵完整，更大的差别在于自界说数据和自界说逻辑的团结。染色币这样的场景，它同时托管了染色币的账本数据和买卖营业逻辑，于是引来了一场发币的高潮。它这种机制带来的挑衅是差异的场景的营业逻辑的输入输出纷歧样，怎样存储和维护?怎样提供证明?

于是它缔造性的引入了 Global State Trie。

Global State Trie

以太坊的黄皮书中通过一个公式来界说以太坊。

σt+1≡Υ(σt,T)这个公式中的 σ 代表以太坊的状态，Υ 代表处理赏罚函数(包罗合约以及内置的 Ether 买卖营业逻辑)，T 代表买卖营业(包括挪用合约的买卖营业)， t+1 的状态便是处理赏罚函数在 t 状态基本上处理赏罚 T 的执行功效。

而这里的状态的措施表达情势就是一个 Merkle Patrica Trie。

这是一个两层的 Trie，第一层的叶节点上生涯的是每个 Account 的余额(Balance)，以及针对合约 Account 的 CodeHash 和 Storage root。Storage root 是其它一个 Trie 布局，叶节点是合约内部的状态。任何一个 Account 的余额可能合约状态改观，城市导致 Global State Root 改观，而每个区块城市在区块头上带被骗前区块中的 Transaction 执行完后的 State Root 。

这样，一方面提供一种全局校验机制，只要较量 State Root 就可以快速知道差异节点的状态是否同等，这个和 Git 中引入 Merkle hash 证明机制的道理是一样的。Linus 一次分享 Git 的时辰也说了，Git 的这种机制可以让他利便的信赖来自第三方生涯的代码。有了这套机制后，新节点同步的时辰可以信赖必然区块早年的全局状态，而不是完全通过区块回放来从头构建。这也答复了我们前面提出的谁人题目，怎样快速校验差异机房的数据状态同等性。

其它一方面，它也提供了一种单个账号状态和全局状态相关的证明手段，可以通过 Merkle Path 证明一个账号的当前状态和全局状态之间的相关，轻钱包实现就会更轻易。

假如纯粹从模子看，以太坊已经是一个很是抱负的模子了。各人常说措施就是数据布局加算法，它既提供了数据布局的自界说以及存储手段，也提供了算法的计较情形，理论上任何措施都可以放上去运行了。但套用一句俗话，抱负是饱满的，实际是骨感的，这样的环球漫衍式账本的存储和计较本钱太高了，轻微伟大的应用都很难运行起来。

EOS:The most powerful Infrastructure for Decentralized Applications

EOS 自项目启动开始，主打的旗子就是吞吐和机能。假如说比特币和以太坊两个项目带有一种抱负主义特质，EOS 则带有很是明明的适用主义特质。

前面说到，Peer to Peer 收集的题目是无准入，节点数不牢靠，匿名环境下防作弊本钱高。EOS 的 DPoS 思绪就是通过投票推举，让参加共鸣的节点在一按时刻内保持不变，同时通过竞选机制，让竞选节点不再匿名，低落防作弊的本钱，然后把留意力齐集到吞吐以及应用模子的改造上。

（编辑：河北网）

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