公链的发展（公链基础设施研究报告）

公链全称是“公有链”，公有的意思就是共同拥有；公有链就是所有人都可以读取、发送、和交易且交易能获得有效的确认，也可以参与共识过程的区块链。因此通常情况下，公有链被认为是“完全去中心化的”，如以太坊、BSC、Solana等。完全去中心化的公链通过共识机制和代币奖励机制来鼓励参与者竞争记账也就是挖矿，共同维护链上数据的安全性。

公链项目在区块链领域为底层项目, 是整个区块链的底层协议，相当于区块链世界的“操作系统”。公链项目能利用加密算法保证网络安全，通过共识机制和激励机制实现节点网络的正常运行，也能提供API接口供DAPP开发者调用，进而在公链平台上开发出满足其业务需求的应用。

本报告将选取市值前一百的主流公链项目以及近期取得重大进展的公链项目，通过对单个公链的基本情况、技术、社区和市场三个角度对各个公链项目的现状进行对比分析。

公链平台项目不仅需要极强的技术开发团队，还需要庞大的社区和技术社群支撑才能形成稳定生态，促进应用开发和落地。本报告主要针对目前市场上主流区块链平台类项目进行分析，就技术架构、市场热度、生态发展现状等多种角度对公链项目展开对比分析，旨在综合立体的展示各项目的开发和运作情况。

研究对象为下表所列公链项目

公链项目简介

这部分主要对前文所列公链项目的基本情况进行简要分析，主要分析内容包括项目简介、团队介绍、开发进度、共识机制、融资状况以及市场表现等。

ETHereum项目概览

项目简介

以太坊是任何人都能访问、构建应用程序的世界计算机，所有的状态和数据都是分布式的，可以公开访问。以太坊支持智能合约，开发者可以在合约中编写代码来编程数字价值的传输。通过其原生加密货币以太币（Ethereum,简称ETH），在全球范围内发送和接收，而不受任何第三方干扰。以太坊上构建的去中心化应用程序（DAPP）示例包括代币发行、NFT、去中心化金融应用程序、贷款协议、去中心化交易所等。

团队信息

Vitalik Buterin（V神）、Gavin James Wood、Jeffrey Wilcke等

发展阶段

测试网（2015年5月）→Frontier（2015年7月）→Homestead（2016年3月）→Metropolis（2017年10月）→Serenity（2020年11月）

当前进度

当前处于宁静阶段

主网上线时间

2015年7月

共识机制

PoW→PoS

融资状况

2014年7月24日以太币预售，募集3万多枚比特币，当时价值超过1800万美元。

项目详情：

以太坊（Ethereum）是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币 以太币（简称“ETH”）提供去中心化的以太虚拟机（Ethereum Virtual Machine）来处理点 对点合约，允许任何人在平台中建立与使用通过区块链技术运行的去中心化应用。截至目前， 以太币是市值第二的加密货币，仅次于比特币。

以太坊发展历程主要有以下几个部分：

2013-2014年：以太坊诞生。以太坊创始人Vitalik Buterin于2013年末发布了以太坊初版白皮书，正式启动以太坊项目。2014年7月24日，以太坊开始为期42天的以太币预售，共募集超过3万枚比特币，当时价值超过1800万美元。

以太坊的发布共分为四个阶段，即分别为Frontier（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）、Serenity（宁静），每个阶段的转换需要通过硬分叉的方式进行，即对以太坊底层协议的改变，创建新的规则，进而提高区块链系统的性能。在共识机制方面，以太坊前三个阶段采用工作量证明机制（PoW），最后一个阶段采用权益证明机制（PoS）。

第一阶段Frontier：2015年7月，以太坊网络正式上线，标志着以太坊区块链正式上线运行，即以太坊Frontier阶段的开始。以太坊作为一种可用于各种用途的通用区块链，逐渐扩展为可编程的去中心化应用 (DApps）的平台。

第二阶段homestead：2016年3月，以太坊发布Homestead阶段，与Frontier阶段相比，该阶段的以太坊提供了图形界面的钱包，易用性得到极大改善，以太坊不再是开发者的专属，普通用户也可以方便地体验与使用以太坊。

第三阶段Metropolis：2017年10月，以太坊进行了第三阶段的升级，即Metropolis大都会阶段。这个阶段被认为是以太坊从PoS机制向PoS阶段过渡的阶段，以太坊的底层协议发生了重大改变，也就产生了硬分叉。这个阶段由于实施起来较为复杂，所以又分为几个更小的阶段，即拜占庭（2017年10月）、君士坦丁堡（2019年1月）、伊斯坦布尔（2019年12月）等。升级之后，以太坊网络的整体性能将会得到优化。

第四阶段Serenity：日益增长的链上应用使得以太坊网络变得拥堵，同时PoW机制 带来的能源消耗迫使以太坊做出改变。从2020年12月开始以太坊逐渐向以太坊2.0转变。以太坊2.0也称为Serenity，是一次重大升级，旨在将以太坊网络 从 PoW机制转变为PoS机制，从根本上改变底层挖矿机制与货币基础经济模型，使其更快、更高效及更具可扩展性，以提升以太坊网络的整体性能。

近一年以太坊（ETH）市场行情

技术架构：

以太坊核心架构从上层到底层主要包括：

顶层应用：Solidty智能合约语言、去中心化应用DAPP、普通支付交易

API接口服务：提供HTTP、TCP相关的接口RPC框架服务

分布式账本：包括交易、区块、区块校验工具、回执、状态数据、交易池相关信息。

以太坊虚拟机(EVM)：智能合约的核心执行层

共识：Fisco以PBFT为主，以太坊公链为POW机制，以太坊2.0将转向PoS机制

网络服务：点对点节点发现及链接服务，区块链同步服务

底层服务：数据库、密码学、基础算法

币安链项目概览

项目简介

币安链是币安交易所在2019年4月上线的区块链，它的存在主要是为了解决交易所的生态问题，协助更多的项目方更轻松的发行数字代币及通过链上的去中心化交易所DEX实现更轻松的代币交易流动；币安智能链于2020年9月推出，作为以太坊区块链的替代品，在操作上模仿了该平台，交易成本更低，处理速度更快。2022年2月币安宣布币安链和币安智能链合并为BNB Chain。

主网上线时间

2019年4月币安链上线，2020年9月币安智能链上线。2022年2月合并

共识机制

PoW PoSA

特点

优点是币安背书，天然流量，技术成熟，项目较多。缺点是中心化程度较高

项目详情：

币安链是一个去中心化程度较低的区块链，主要承载着去中心化交易所Binance Dex，币安链有着高吞吐量和高性能的底层匹配引擎，可以同时迅速的支持和处理大量交易。其缺点是不够灵活性，无法支持许多复杂的DAPP。

币安智能链的设计思路着重强调两点：一是保障高性能、低转账费率；二是兼容以太坊虚拟机EVM 及其生态系统下的应用与工具，开发人员可以轻松实现以太坊DApp的迁移与部署。

BSC借助以太坊庞大的生态，让其上的开发者可以迅速接入BSC，促进BSC生态快速崛起。目前BSC 原生代币BNB总流通市值已超过600亿美元，成为仅次于以太坊的第三大加密货币， 是公链赛道的后起之秀。

相较于以太坊，BSC最大不同是共识机制的创新。以太坊上高额的交易费用导致开发人员与用户开始在寻找性价比高的替代品，以太坊的第一大替代品就是BSC。

BSC在共识算法上有一定的创新，采用权益权威证明（PoSA）共识机制，结合了委托权益证明（DPoS）与权威证明（PoA）机制的功能，建立在21个验证节点的网络上，可以实现低交易费用、高吞吐量与快速出块，牺牲了一定程度的去中心化来实现高可扩展性与吞吐量。

币安链和币安智能链的跨链通信架构图如下：

近一年BNB市场行情：

共识机制：

币安链采用PoW共识机制，而BSC将POA和POS结合，引入了PoSA，即权益权威证明。区块由有限的验证者生成；验证者以POA的方式产生区块；验证者基于权益质押的链上治理选出和淘汰。验证者节点人数为21人。在创世时一些受到信任的节点被选为初始的验证者运行，出块后所有候选人都可以参与竞选。在24小时内，前21个质押最多的节点会成为下一批的验证者。每24个小时选举和淘汰一次。验证者赚取区块交易中的手续费，以平台代币BNB来支付。

Solana项目概览

项目简介

Solana是 一个基于历史证明（PoH）的开源区块链项目，是一个具有高性能、无需许可、去中心化、开发中友好等特点智能合约平台，其独创的PoH机制可以将验证时间的时间编码排序输入到去中心化账本中，随后利用权益证明（PoS）共识机制来确认由PoH顺序的一致性，任何违背网络利益的验证人都将受到惩罚。

团队信息

Anatoly Yakovenko、Rgj Gokal、Greg Fitzgerald

主网上线时间

2020年3月

共识机制

PoH PoS

融资状况

2021年9月私募轮融资3.14亿美元，a16z、Polychain Capital领投。

特点

优点是高性能、低费用、高度可拓展

项目详情：

Solana创立于2017年，三位主要创始人都曾就职于高通公司，致力于将Solana打造为：一条根据摩尔定律扩容、为大规模应用提供高性能与低费用的公链。Solana自2020年3月起发行其原生代币SOL。与 BSC类似，Solana是一个高度可扩展的智能合约区块链平台。

然而，Solana在没有牺牲太多的去中心化的基础上，实现了吞吐量与性能的增强。Solana公链在技术上有多项创新，采用了独特的PoH（工作历史证明）机制，允许每个节点生成本地的时间戳，无需等待整个区块链网络来同步更新数据状态，这极大地减少了区块在同步上所消耗的时间。

同时Solana还有伸缩内存解决方案Cloudbreak，使用PoH优化的PBFT共识算法等创新、促使 Solana成为出块延时少、确认速度快、网络难拥堵的当下最高效的公链之一。

Solana的突破性创新使其链上的DApp规模化拓展，而且无需牺牲去中心化或安全性。目前 Solana原生代币SOL总流通市值约为300亿美元，全球排第8名，Solana的受欢迎程度 已经证明了自身是被认可的高性能与低成本公链。

近一年Solana市场行情：

Solana生态发展简况：

Solana生态目前已经相当完善，目前共有1580个生态项目，涵盖从钱包、去中心化交易所、借贷到NFT等多个板块。如DeFi应用Orca、Serum，借贷应用Apricot Finance、Solend，NFT交易平台Metaplex、Solanart等。

Cardano项目概览

项目简介

Cardano是一个开源的智能合约平台，通过分层设计提供多种功能。它的模块化最终将允许网络委托、侧链和轻客户端数据结构。Cardano使用一种称为Ouroboros的权益证明（PoS）来保护网络和管理区块生产流程。Cardano网络原生代币被称为ADA的原生代币，该代币让质押人可以根据其持有量按比例获取新发行代币的份额，并允许用户支付交易费用。

团队信息

创始人Charles Hoskinson、Jeremy Wood曾是以太坊核心成员，并且有三个组织共同推进发展，分别为卡尔达诺基金会，IOHK，EMURGO。

主网上线时间

2018年6月

发展阶段

Cardano 网络的发展阶段包括 Byron （基金会）、Shelly （去中心化）、Goguen （智能合约）、Basho （扩容）、Voltaire （治理）五个阶段。

当前进度

目前处于智能合约阶段

共识机制

PoS

特点

优秀的扩展性、安全性

项目详情：

Cardano公链有如下特点：

采用分层的生态体系设计，实现高拓展性：分层区块链生态，是Cardano的里程碑式概念。将整个体系划分为结算层和计算层两个层次，分别来解决货币和智能合约两个层面的问题。Cardano结算层与计算层分开运行的方式，可以针对不同的分层进行有针对性的部署和升级。

针对结算层，可以通过软分叉对数字货币交易中遇到的问题进行升级和换代，而对于计算层，则可以根据DAPPS的运行需求进行针对性的拓展和改良。

因此，分层的方式实现了在一个生态内建立清晰、有边界的系统运行秩序，实现更好的可拓展性和交互性。总结而言结算层记录所有ADA的转账, 而计算层可以处理智能合约。

良好的共通性、兼容性和可持续性：在整个数字货币领域，目前已有接近2000种数字货币在流通，而且每天都有大量的新币种在发行。但是以太坊、EOS等基础公链对其它币种都是不兼容的，仅支持自己生态中的代币交易。

Cardano的设计哲学中，对共通行和兼容性的考虑非常充分。Cardano在创始之初对系统的可持续性做了深入的思考，它认为基础公链在未来必定会出现重大更新或分歧，但是可以通过一套完整的类似“宪法”的体系来作为最高协议体制，从而未来新一代的基础公链是否应该具备更强的包容性尤为重要。

Cardano希望设计成能够成为其它数字货币的粘合剂， 通过侧链和快照技术让不同的货币都可以通过Cardano相互流通， 从而允许ADA的持有者进行多层公开投标，不断解决发展中可能遇到的分歧。

目前Charles Hoskinson表明希望在不久的将来能够将这套协议变成一套彻底可自动化执行的计算机协议。目前于2021年2月测试将原生资产加入Cardano,并转变为一个DeFi平台。用户自定义的代币能够和其原生代币ADA一样运行。这意味着在将原生资产加入到Cardano链上，原生资产和ADA之间的交易不会产生交易费用，这使得DeFi应用程序更加经济且高效, 而且正在向包容性方向前进。

近一年ADA市场行情：

Cardano于2020年9月正式完成阿朗佐硬分叉升级，Cardano正式进入“智能合约时代”，Cardano生态项目和用户终于可以在 Cardano 上实现和运行智能合约。

Avalanche项目概览

项目简介

Avalanche是一个高性能、可扩展、可配置和安全的区块链平台，旨在开发特定应用的区块链、可扩展的去中心化应用程序和复杂的数字智能资产。

团队信息

Ava Labs

主网上线时间

2020年9月

共识机制

PoS

融资信息

累计融资超过2.9亿美元，投资机构包括a16z、Polychain、Galaxy Digital、Three Arrows Capital等。雪崩协议开发商Ava Labs将以52.5亿美元的估值融资3.5亿美元。

特点

独特的共识机制

据彭博社4月15日报道，雪崩协议开发商Ava Labs准备进行新一轮融资，预计融资3.5亿美元，估值超过50亿美元。

项目详情：

Avalanche采用了独特的三层网络结构，将执行环境和链本身分开，分为X链（交易链）、P链（平台链）、C链（合约链）。整个Avalanche网络依赖「雪」系列共识协议运行，该系列协议结合了拜占庭共识协议和工作量证明协议，衍生出了雪崩（Avalanche）、雪人（Snowman）和霜白（Frosty）三部分协议，其中X链使用雪崩协议，P链和C链使用雪人协议。

X链（交易链）：该链用于创建和交易链上资产，需要支付AVAX代币（Avalanche 原生代币）作为交易费用。X链使用Avalanche虚拟机（AVM），X链API允许用户在X链和其他使用AVM的链上创建和交易资产。

P链（平台链）：该链用于协调验证节点，以及创建和跟踪子网。子网是Avalanche 的特色功能，用户可以通过P链创建子网，并将部分验证节点纳入到子网中，形成共识体系，以创建使用AVM或EVM的新的区块链。同一个节点可以加入并验证多个子网，由P链协调。

C链（合约链）：该链用于创建和执行EVM智能合约、构建DApp，相当于Avalanche的应用层。

近一年AVAX市场行情：

Avalanche生态发展简况：

Avalanche（雪崩链）的底层技术通过构建创新的共识机制，让其成为速度最快的区块链之一。雪崩链子网的自定义网络的规则，使得雪崩链拥有了被B端客户大规模商用的潜力。

同时雪崩链也正在积极的推动生态和子网建设，2022年3月，Avalanche基金会宣布推出Avalanche Multiverse激励计划，总计提供价值约合2.9亿美元的400万枚AVAX Token，以推动子网增加。同时，雪崩核心开发商之一Ava Labs也为子网开发提供协助和支持。

雪崩链的机构间与生态间的合作以及激励计划，为生态内带来可观的增益。较为知名的合作案例有：同知名的运动球星卡和纪念品公司合作发行NFT；同美国数字证券发行领域的投币机构集成，以支持数字证券的发行；同有450万传统领域用户的数字支付平台Wirex合作；同德勤合作，构建高效率低成本的救灾平台等等。

目前Avalanche链上验证节点数量已超过1200个，生态内已开发项目超过400个，DeFi、NFT、GameFi均是生态数据增长的主要动力。

Polkadot项目概览

项目简介

Polkadot是一个网络协议，旨在通过连接私链、联盟链、公链、开放式 网络和预言机以及尚未创建的未来技术。Polkadot为互联网提供便利，各个独立的区块链可以通过Polkadot的 中继链以无信任的方式交换信息和交易

团队信息

Gavin James Wood（层担任以太坊技术总监）、Peter Czaban、Robert Habermeier等。

主网上线时间

2020年5月

共识机制

NPoS

融资信息

已经进行了三轮融资，总计融资2.5亿美元左右

特点

可扩展性强、交互性强、专业化强、无分叉式升级

项目详情：

Polkadot的创始人Gavin Wood另一个广为人知的身份是以太坊联合创始人，以太坊黄皮书的作者。在2014年4月，Gavin Wood写出了被称为“以太坊技术圣经”的以太坊黄皮书，明确了虚拟机的概念，得以让智能合约顺利运行。以太坊的开发语言、专门面向智能合约的Solidity，也是Gavin Wood一手创建的。

和以太坊等其它公链不同，波卡致力于实现跨链，其架构设计上存在着中继链（Relay Chain）、平行链（Parachain）和桥（Bridge）三个角色。其中中继链只有一个，为波卡的核心，负责整个波卡网络的安全性、共识和跨链互操作；平行链为连接在中继链上的独立的区块链，需要租赁卡槽来实现和中继链的连接（或通过即付即用的平行线程Parathread，如仅需要临时和中继链连接）；桥则允许平行链和外部区块链，如以太坊、比特币网络进行交互。

Polkadot的技术架构中包含四种链：

1）中继链(Relaychain)：是波卡的主链， 负责整个网络的生态治理和安全性，实现平行链之间的跨链通讯提供的插槽，插槽需要通过竞拍才能获得。

2）平行链(Parachain)：每个平行链都可以设计自己的架构和应用方向，也可以插入二级中继链。平行链通过竞拍拍下了波卡中继链上的专用插槽一段时间的使用权。

3）平行线程(Parathread)：平行链和平行线程在技术角度很相似，不同点在于经济层面，平行线程是即插即用按需付费。

4）桥接链(Bridge)：对于一些插槽应用技术不匹配的时候可以用转接头，转接桥，用桥接链接入波卡生态，主要针对成熟的公链BTC\ETH等。

波卡网络的治理主要有四种角色：提名者（Nominator）、验证者（Validator）、核对者（Collator）、钓鱼人（Fisherman）。

持有DOT的用户可以以提名者的角色参与治理，通过质押代币并投票支持验证者；而验证者则负责封装波卡网络上的新区块，要成为验证者需要质押一定的DOT代币，也可以通过由提名者委托的方式当选；核对者主要帮助验证者生产有效的平行链区块，负责完全同步数据库，运营全节点（可以把验证者理解为PoW矿池，核对者理解为矿工）；钓鱼者则有点类似于轻节点，主要通过发现行为不端的验证者来获得丰厚回报。

总的来说，波卡遵循去中心化原则主要靠链上投票。除了以上几个重要角色，波卡还成立了理事会，理事会的成员由选举产生，可以优先投票，也有权直接否决提案。

近一年DOT市场行情：

波卡生态发展简况：

在波卡上部署项目的形式包括租赁卡槽成为平行链，注册付费成为平行线程或成为平行链和平行线程上的协议。因此，波卡生态主要围绕着平行链展开，每一个单个的平行链项目上可以搭建不同的应用，如交易、借贷等，形成一个全面的生态。同时，由于波卡支持跨链，因此波卡网络上也不乏致力于桥接波卡和外部区块链的项目。

总体而言，目前波卡上的项目可分为几类，其中DeFi类项目占了多数，主要致力于发展DeFi全生态、流动性质押、DeFi开发工具和DeFi应用；此外，波卡上的项目还有数据和工具、隐私、跨链等基础设施类的项目。这些项目大多处于早期，生态尚未发展成熟，但项目资料和规划信息较为完整。

目前与Polkadot相关的生态应用有542个，包括基于Substrate开发的项目、工具、论坛、钱包等，又可细分为资产桥、隐私、DeFi、NFT等。其中，基于Substrate开发的应用数量为185个。

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