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私有链的运行机制

公有链技术的弊端是自身无法克服的,根本原因在于其与生俱来的去中心化特点,这使得其商业应用受到了很大限制。一些商业组织尝试对公有链进行改造,私有区块链(以下简称私有链)应运而生。

(一)私有链是中心化的分布式存储数据库

所谓私有链(privateblockchain),是指系统的写入权限与读取权限是否对外开放、开放程度如何以及受到何种程度的限制,均受到某一组织或机构控制的区块链。

私有链颠覆了公有链的去中心化特征,背离了区块链技术的初衷。大多数人一开始很难理解私有链存在的必要性,认为其和中心化数据库没太大区别,甚至还不如中心化数据库的效率高。对此,有观点认为,事实上,中心化与去中心化永远是相对的,私有链可以看作是一个小范围系统内部的公有链,如果从系统外部来观察,可能觉得这个系统还是中心化的,但是从系统内部每一个节点的眼光来看,其实当中每个节点的权利都是去中心化的。[15]

这种说法固然有一定的合理性,但是对中心化含义的误读。我们所说的区块链去中心化的特点是从整个系统而言的,并不是指每个节点自身。何况,在系统完全中心化的前提下,每个节点的权利与义务是完全不由自己掌握的。在一个私有链中,中心化的所有者可以是单个公司或其他组织。让谁加入区块链系统、赋予其多大的读写权限,均由该中心化组织决定。他们甚至可以根据需要,覆盖或删除区块链上的任何信息。这也是为什么该组织将区块链系统设置为中心化的初衷和主要原因。从这个意义上说,私有链本质上是一种特殊的分布式存储数据库。

(二)私有链的共识机制较弱

区块链的共识机制是为了解决信任问题而设计的。在无中心化机构的公有链系统中,共识机制一般是工作量证明,共识机制是在所有参与者均有记账权的前提下通过非对称加密算法而形成的。通常,公有链会用某种代币(token)作为工作量证明的符号象征,以奖励哪些参与记账的节点。私有链节点的记账权是中心化机构赋予的,如何记、记多少均非节点主动所为,在系统内难以形成价值共识。因此,在私有链系统下,也无需涉及代币(token)激励机制。

2019年4月,全球知名评级机构穆迪(Moody)发布了一份区块链在证券领域应用的报告,详细分析了区块链技术对金融公司的利弊。报告认为私有链和公有链在安全方面存在一定差异,并表示私有链中的共识机制可能没有公有链的共识机制那么强,有的私有链甚至可能完全没有共识机制。[16]

在缺乏明确的共识机制的前提下,私有链通过中心化机构预先设定的智能合约运行。私有链的智能合约无非是中心化机构根据该私有链的工作目的需要,设计一组复杂的、带有触发条件的数字化承诺,该合约能够按照主导者的意志,自动正确执行。除主导者以外,其他节点不能对链上信息做任何修改,也具有了一定意义上的自动执行、不可篡改性。

由于缺乏确定的共识机制,公有链的工作量证明方式也不能适用于私有链。私有链上各个节点的激励机制完全依赖于主导者的预先设定和安排,并且随时可能会被调整。

(三)私有链的技术特征

与公有链相比,私有链牺牲了区块链技术的去中心化,整个系统由中心化的机构设计、控制,这使得私有链具有以下几方面的特征:

1.私有链是封闭的区块链系统。私有链利用了区块链的分布式存储、智能合约等技术,但是并不是向社会开放的网络系统。任何参与者的加入都来自于主导者的邀请或同意,且必须经过身份验证。链上各个节点一般实名参与,便于身份的准确识别。这决定了私有链通常被用于相对封闭的场景,比如企业内部管理中,为了搜集、存储和整理各个流程、不同区域的数据,建立私有链系统;某个金融类企业,对自己的业务流程进行管理,等等。

2.私有链效率高、成本低。与公有链需要花费很长时间达成共识不同,私有链的交易信息无需所有节点进行验证,数据管理和信息交换工作由系统设定的个别节点或者中央处理节点完成。单位时间内,私有链系统处理的交易量更大,速度更快,运行的效率大为提高。同时,这也大大降低了系统内部各个节点的交易成本以及系统的总成本。

3.私有链相对安全。公有链是开放式平台,任何人都可自由加入或退出。除非达到类似于比特币这样的规模,公有链在信息安全上存在一定的风险。私有链因其中心化、封闭性,为用户提供相对安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台,可以防范来自内部和外部对数据的安全攻击或篡改。私有链上访问权限被严格控制在系统内并由主导者预先设定,在没有权限的情况下,任何人无法获得区块链上的数据和信息。这对于公有链系统来说,是几乎不可能做到的。

当然,私有链的中心化特征与区块链技术的初衷相背离,极易成为被某个机构或组织控制的内部系统,存在着“机会主义”和“代理成本”。正如穆迪上述报告中所提到的那样:“私有(中心化)链更容易受到欺诈风险的影响,因为其系统设计和治理集中在一方或几方手上。这是区块链治理时风险控制的关键问题。在这种情况下,只有那些治理结构和责任分配制度更加清晰的私有链才是真正的赢家。此外,虽然去中心化系统让数据恢复和审计更容易,但是却引发了更多网关攻击事件。”[17]