面对智能合约商业应用的局限，量子链平台做了哪些实践？

Via forbes

作为比特币的底层基础技术——区块链，最初是为了解决点对点数字货币系统中的“双重花费”问题。而很快地，区块链技术就被证明其作用不仅仅局限于允许个人之间在无需信任任何诸如银行、清算机构等第三方中介机构的情况下进行“数字现金”的交换。 

2013年，年仅19岁的数字货币研究者Vitalik Buterin对比特币去中心化交易模式进行了拓展，使其可以执行更加复杂的、基于二进制条件的交易。例如，当且仅当条件（如某个产品或某项服务交付时）满足，则会自动触发付款，且不可逆。这意味着，在区块链上自主执行的智能合约的构想被重新提出——允许匿名的参与者在没有律师、警察或法庭指令作为背书的前期下直接进行交易，将无中介的P2P商务提升至一个全新的高度。

后来，Vitalik和他的团队更进一步，将智能合约的概念做了进一步拓展。考虑到智能合约是基于二进制操作的，Vitalik建议使用分散编程语言实现应用程序的编写，而无需部署集中式服务器。因此，以太坊应运而生。

然而，这些令人兴奋的功能需要付出相应的代价：为了保持智能合约平台的复杂性，需要将比特币实用性和完善的交易模型做一定程度上的修改，从而满足以太坊区块链的需求，而这正是以太坊复杂点和难点所在。作为一个稳定运行了将近8年的系统，比特币逐步完善了源代码，并推出了轻量级的、移动端的应用和网关服务；反观以太坊，尽管有极大的潜能，由于仍在持续的完善开发中，还不适用于大规模的部署应用。

因此，探索区块链、智能合约的商业应用路径，连接区块链与商业的鸿沟，成了区块链技术研发的首要目标和障碍。据外媒《福布斯》杂志网络版报道，区块链架构师团队量子链Qtum即将发布一套基于比特币UTXO模型与以太坊虚拟机技术的权益证明智能合约平台，作为国内首个基于UTXO模型的POS智能合约平台，Qtum也对智能合约的商业化应用做了相关尝试。

据了解，该平台近日成功获得超100万美金的投资，投资支持者包括快的打车创始人陈伟星，以太坊早期参与者和Jaxx wallet CEO Anthony Di Iorio，新加坡管理大学教授 David Lee，区块链技术投资人沈波，中国天使投资人李笑来等。那么，除了业内常见的转用PoS共识证明等，Qtum团队还有哪些探索呢？

比特币核心和EVM的结合：Qtum虚拟机（QVM）

雷锋网此前也曾报道过，量子链是Qtum开源社区开发的比特币和以太坊之外的第三种区块链生态系统，同时结合两者的优势。从技术角度来看，在Qtum的系统中，信息可以通过价值传输协议（Value Transfer Protocol）来实现点对点的价值转移，并根据此协议，构建一个支持去中心化的应用开发平台（DAPP Platform）。据《福布斯》报道，它将比特币核心（Bitcoin Core）的可扩展性同加强版EVM结合，创建了Qtum虚拟机（QVM），被称为“全新的范例”。

有一些人士表示，这就是比特币的分叉，是比特币脚本语言的扩展，只是又一个代币平台。Qtum联合创始人、设计者和开发者帅初并不同意这样的说法：

“比特币核心协议是目前世界上对区块链代码测试最彻底的，其网络包含数十亿美元信任资金，每年花费数百万美元为开发者进行维护与开发提供支持，但不幸的是，比特币简单的脚本语言能做的事情是有限的。”

“比特币主要用于价值传输。而另一方面，以太坊则能用于各类应用案例，但其源代码却不如比特币的稳定、安全，”帅初解释道，“所以，Qtum要实现的新范式就是将比特币和以太坊的最优功能结合起来。”

这一点与比特币改善提案（BIPs）“一致”，因为它是基于比特币未花费交易输出（UTXO）模型而进行的，而且还能同QVM进行实时交互。

跨平台兼容性

也就是说，一方面，Qtum拓展了以太坊虚拟机的功能，实现了对基于以太坊开发的智能合约的兼容；另一方面，Qtum基于比特币UTXO交易模型的设计也使Qtum可以与比特币生态系统兼容。据介绍，通过Qtum的账户提取层，QVM能够在一个稳定且经过验证完善的平台上运行——而不必再使用以太坊的账户模型。

另外，Qtum还实现了向下兼容，即便系统进行了升级，已经部署的智能合约仍能在Qtum平台稳定运行。这解决了以太坊开发者最为棘手的问题之一——他们需要经常对应用程序代码进行修改以满足持续变更的以太坊网络。

公链上加建通信层：弥补EVM缺陷

Qtum联合创始人、设计者和开发者帅初表示，得益于以太坊（Etheurum）的网络的合约执行环境——以太坊虚拟机EVM，以太坊中的合约的编写和执行变得非常简单。但是，现阶段以太坊上面的合约执行没有过多引入外面数据的干预，因而也就造成了在显示商业场景中的局限性。

鉴于此，在稳定运行着的比特币公链的基础上，Qtum搭建了通信层，并基于以太坊虚拟机（EVM）开发了量子链虚拟机（Qtum Virtual Machine，QVM），使其能在通信层上进行无缝的交互。这样创新性的设计弥补了之前以太坊虚拟机的缺陷，使现实商业社会中智能合约的运行有了可能。

移动端DAPP部署： UTXO模型+量子链VM

目前，超过一半的互联网流量是由移动设备发起的。帅初表示，“这促使了去中心化应用（DApps）、智能合约和P2P经济的大规模应用一定要坚定不移地走移动端策略。”但是，基于以太坊，应用要实现交互需要下载整个区块链上的信息。也就是说，用户想要使用基于以太坊的应用，或与以太坊智能合约交互，首先需要下载并同步整个区块链上的所有信息（目前数据量已达50GB）。不同的以太坊客户端应用，每月还会有1-5GB不等的增长量。

考虑到上述因素，在移动端部署去中心化应用看似难以实现。但是，就比特币底层区块链来说，比特币UTXO模型的一大优势就是其支持轻钱包（lite wallet）应用，轻钱包应用使比特币用户无需下载并同步整个区块链上信息便可与比特币网络进行交互。相反，轻钱包使用了简单支付验证（SPV）协议，用户仅需下载和接收与其交易相关的区块数据即可。基于这样的优势，Qtum提出了可行方案，即在比特币UTXO交易模型的基础上，加入了量子链虚拟机，使量子链上的应用和设备可以与轻钱包直接交互。这样，使用手机或平板等移动设备运行智能合约，就像手机钱包转账一样简单安全。

可扩展性、速度和效率

可扩展性、速度和效率一直是区块链商用的痛点所在。

比特币和以太坊都使用了类似的共识机制确保区块链的安全性和一致性。共识机制表示网络中的所有节点对结果进行比对，只有所有节点对结果达成一致，该结果在会被记录在区块链上。达成共识有很多种方法，比特币和以太坊采用了经典的工作量证明（PoW）共识机制，即通过提交最准确的工作结果或计算结果来证明完成了相应的工作量。工作量证明共识机制使攻击成本异常高昂，需要控制全网超过51%的算力才有可能发起攻击。

无论从能源还是时间的角度，挖矿成本及其高昂。区块链上数以万计的设备也仅是执行非功能性的操作，唯一的目的就是使恶意攻击难以实现。

作为第一个完全去中心化和图灵完备的区块链平台， Qtum使用的是基于权益证明的共识机制确保区块链的安全性和一致性。帅初介绍，在PoS环境里，节点必须提交一定费用以参与节点验证，任何出于恶意的操纵节点验证，则会遭到系统自动拒绝。这样，既不会浪费宝贵的计算资源，还使得攻击成本高昂且低效。据雷锋网此前报道，事实上，以太坊网络也将面临同样的改变。以太坊创始人Buterin曾表示，以太坊共识算法将从工作量证明（PoW）转换成一种替代型权益量证明（PoS）共识算法，其名称为Casper。

此外，帅初介绍称，基于比特币系统的UTXO交易模型还有一个好处是，Qtum因此实现了多线程、以一定顺序同时处理多笔交易的能力，更进一步的提高了Qtum平台的运行速度和效率。据介绍，目前Qtum网络在测试阶段可以取得比特币网络的10倍左右的交易处理能力。我们知道，以太坊仅能按照时间顺序且无法同时处理多笔交易，也就是说，在某一时间点，以太坊上的所有节点只能执行一个交易，而其他交易不得不按照时间顺序等待。

连接区块链与商业世界：链外数据接入

尽管区块链技术拥有巨大的潜力，企业、政府和其他传统组织在实施区块链解决方案时仍十分艰难。这些组织大多数并未使用区块链智能合约，原因是智能合约只能在独立的区块链环境中运行。基于智能合约的商业模式的巨大优势也因为这个原因受到了很大的削弱。

为了消除这些技术和法律上的障碍并充分发挥区块链技术的潜能，量子链引入了主控合约（Master Contract）的概念。所谓主控合约，是指合约触发条件来自链外，可以接入链外。因此，主控合约使得去中心化应用（DApps）和智能合约可以连接现实商业社会并接收链下数据，也使其可以被经过认证的Oracle或合约仲裁人审计。与此同时，合约的关键要素，如参与方、授权结构仍被安全的储存在区块链上。这样的理念，在招商银行的区块链探索上亦有体现。

据介绍，这个模式使得基于区块链的商业模式可以符合不断变化的商业规则和监管要求，同时拥有实时的数据接口，并从股票市场、天气预报、新闻机构等数据源获取数据，因为在区块链公链上运行真实商业社会的智能合约可能需要引入外部数据，即链下数据，如金融数据、财务数据、商业数据、气象数据、社交数据等。

总结

总的来说，帅初对雷锋网(公众号：雷锋网)表示，在未来点对点经济和互联网领域，智能合约和去中心化应用拥有巨大的潜力，但是要使其得到广泛的应用，去中心化应用必须做到降低访问门槛，方便使用并且可以在终端用户使用的主流平台上运行。

“整个区块链行业处于早期阶段，如何实现区块链行业的产品化，以及提升整个行业的易用性是一个很大的挑战。目前整个智能合约的行业应用还处于实验室产品的阶段，还面临着智能合约的治理和升级、智能合约的安全性审计，智能合约的隐私性保护，智能合约的虚拟机性能，智能合约的监管等各种困难和门槛，真正走向商业应用还需要一段时间。 ”

Qtum基金会预计，今年夏天Qtum平台就要发布，其融合比特币与以太坊底层区块链的商业应用探索将取得怎样的突破，我们且静观之。

Qtum部分开发工程师

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