从P2P网络到底层公链，区块链落地还要走多远？

2008年11月1日，一个自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的人在P2P foundation网站上发布了比特币白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》。次年1月，一种叫做比特币的电子货币正式诞生。

根据中本聪的思路设计发布的开源软件以及建构其上的P2P网络可以看出，比特币是一种P2P形式的虚拟加密数字货币。其中，点对点的传输意味着一个去中心化的支付系统。这种去中心化的系统后来被称为区块链，并在此基础上诞生了诸如以太坊、EOS等知名公链，也在不断更新迭代中催生了Algorand、Conflux、TOP Network等公链市场新宠。因此，说P2P网络是区块链的源头也不为过。

什么是P2P网络？

如果说公链是区块链的底层基础设施，那么P2P网络就是所有公链的基础，无论是比特币、以太坊、EOS，还是Algorand、Conflux、TOP Network都离不开P2P网络，可以说区块链本质上就是一种P2P网络。

P2P网络也叫“Peer-to-Peer”对等网络，是分布式系统和计算机网络相结合的产物。对等的意思就是网络中的节点角色、地位是平等的，任何节点具有极强的自由，可以任意加入、离开网络。所有节点既充当客户端，又充当服务器，任何节点出现问题都不会对整个网络产生致命的影响，具有极强的伸缩性。

与P2P网络不同的是传统的C/S模型，也就是“客户端-服务器（client-server）”模型。我们平常使用的App、网站基本都是C/S 模型，在这种模型中是用客户端去访问网站的服务器。比如，在使用微博的时候，实际上是用微博客户端去向微博的服务器请求数据。如果微博的服务器出现问题，将会导致整个网络的瘫痪。这也就是为什么发生热点事件时，微博经常瘫痪的原因。

但是，在P2P网络网络中，就不存在这个问题，而且可以充分利用带宽，具有很高的扩展性；能够开发每个节点的潜力，有很高的容错性。其实，P2P网络并非新生事物，它的诞生已经超过20年。很多下载软件能够快速下载文件的原理就是利用了P2P网络的优势。

比如用迅雷下载文件的时候，下载冷门资源速度非常慢，而下载一些热门资源速度相对会快很多。原因就是在下载热门资源的时候，下载的人群（客户端）构成了一个P2P网络，大家互相分享自己已有的文件片段，并互相请求对方已经下载好的片段，所以其实下载请求是同时发给了很多人，并非单一一个迅雷服务器。这样就能达到并行下载的效果，下载速度会大大提高，也就能够把带宽利充分地利用起来。相反，因为下载冷门资源人数少，形成的P2P 网络中的节点也少，所以导致下载速度相对较慢。

一言以蔽之，P2P网络就是一个“我为人人，人人为我”的网络系统，在一定程度上具有去中心化的特点。

P2P网络的创新应用

尽管P2P网络有诸多优点，也已经具有了去中心化的特点，但是P2P网络并不等同于区块链。而且，很多公链在利用P2P网络的时候都进行了一定程度上的改进和创新，以适应自身公链的定位和业务需求。

众所周知，P2P网络是一个开放网络，允许节点随意进出。但随意进出网络会带来网络的震荡，造成网络的不稳定，尤其是当持续有节点入网或者退网发生，就需要尽快让网络稳定下来，减少动荡带来的通信影响。

以TOP公链为例，为了更好地控制流量，在P2P网络中利用了布隆过滤器，并经过多次验证和测试，使得TOP公链的 P2P网络既能快速地发现节点，也能做好流量控制。布隆过滤器是一种比较巧妙的概率型数据结构（probabilistic data structure），通过高效地插入和查询，告知“某样东西一定不存在或者可能存在”。简言之，布隆过滤器就是一个利用有限空间来实现高效过滤的过滤器。

同时，为了防止节点隔离，TOP 公链还对某个字段的节点进行了限制，避免同一个IP段可能造成的攻击。所谓节点隔离就是一群来自同一个区域的节点把某个节点围起来，已到达作恶的目的。

假设有一个黑客要攻击一个节点，他伪造了一批节点，通过一些手段，把他的节点都放到了某个节点的邻居表中，一个节点与这个网络的联系靠的是这些邻居，但是如果这些邻居都来自一个黑客，且这些节点都是作恶节点，那本质上就是这个节点与这个网络隔离开来了，该节点获得的数据可能是被篡改过的。

区块链网络还有一种攻击叫异形攻击。简单说就是各个不同的公链的节点互相污染，渗入到对方的主网当中。这种问题产生的原因就是很多公链都复制了以太坊的代码，当然也包括底层P2P模块的代码，那么只要有一个节点接入了以太坊系的主网，那么这两个网络就会产生节点污染，形成异形攻击。

为了防止出现这类问题，TOP公链在构建P2P网络以及设计整个公链的过程中，所有代码都原创，从而避开了与以太坊等知名公链“撞车”的隐患。

可以说P2P网络为区块链的发展提供了底层的支持，而区块链技术的进一步创新和提升也促进了P2P网络的进一步提升。

底层公链之争

当然，P2P网络并不只存在于公链中，联盟链和私有链也同样属于P2P网络。但是就去中心化这一特点而言，只有公链最好地继承并发扬了P2P网络的优势。因此，公链才是真正的区块链的底层基础设施，开发者可以在公链上随意发挥，而不像联盟链和私有链一样受中心化组织控制。

正因为公链的基础性作用以及广阔的发展前景，公链市场的竞争也格外激烈，而且正在经历着更新迭代。

在所有公链中，最广为人知的要数中本聪设计的比特币，因为他确定了区块链基本的运作逻辑。但从严格意义上来说，比特币不能算是公链，因为比特币链上的交易相对单纯，也限制了其他应用在区块链上发展自己生态的可能性。

真正确立公链概念的是2014年出现的以太坊，它的智能合约设计几乎让所有人都可以在以太坊上开发自己的应用。这也让以太坊成为到目前为止名声最响亮，活跃用户数也最多的区块链。以太坊虽然降低了开发难度，提高了社区参与度，却牺牲了效率和拓展性，特别是低效的性能让区块链技术落地显得遥遥无期。

继以太坊之后，各种新生公链如雨后春笋般层出不同，Algorand、Conflux、TOP Network，一条高性能、低延时、高拓展性又低成本的公链呼之欲出。特别是TOP Network目前已经实现了全状态分片。分片概念是一个公认的可以提高公链性能的解决方案。分片相互之间在某种程度上是可以独立运作，互不影响。所以包括以太坊在内的很多公链都在分片技术上发力，以期达到提升公链性能的目的。但是到目前为止，只有TOP公链实现了真正的全状态分片。

2020年，市场将会迎来更多新生公链，也会有很多老牌公链完成技术上的更新，最终都将加入这场公链大战。尽管目前鹿死谁手，尚难定论，但可以确定的是，谁能拥有绝对的技术优势，能让更多应用落地，吸引更多用户，谁就会笑到最后。

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