Page 132 - 《软件学报》2026年第1期

何嘉昊 等: 国产区块链软件发展趋势与核心技术分析 129

处理负担. 除了保护数据传播过程中的隐私, 数据高效传播也是网络层传播机制较为关注的重点之一. Solana 提出
了一个名为 Turbine 的数据传播机制, 将数据分割后以并行数据流的方式进行传输, 极大地提高了数据传播的速
度和效率. Turbine [155] 机制的优势在于其高吞吐量和低延迟, 使得 Solana 能够处理大量的交易和数据, 从而为用户
提供快速、流畅的区块链体验.
相比之下, 国产区块链软件对于传播机制的关注度较低, 大部分系统直接使用现有的网络层技术. 然而, 区块
链数据隐私保护、交易处理能力在一定程度上依赖于高效的传播机制. 因此, 国产区块链软件在未来的发展中, 可
能需要根据具体应用场景, 优化已有的传播机制, 或创新性地提出新的传播机制以解决隐私保护或性能瓶颈问题.
4.3 共识层
表 13 展示了 6 种具有代表性的国外区块链软件所支持的共识协议. 在这些区块链软件中, 所采用的共识协议
类型和设计各有不同, 反映了不同区块链网络在性能、安全性以及去中心化等方面的具体需求. 具体而言, 联盟链
类型的软件通常倾向于采用 BFT 类的共识协议, 而公有链类则广泛使用 PoS 类共识协议. 这一差异主要源于联盟
链与公有链在应用场景、参与者信任模型及对系统特性要求上的不同. 联盟链通常面向预定的可信参与者群体,
因此其共识协议更侧重于提供较高的容错能力和处理效率; 而公有链则更强调去中心化和开放性, 因而选择能够
保障网络安全性的 PoS 类协议.

表 13 6 种国外区块链软件共识协议支持情况

区块链软件名称 描述
Hyperledger Fabric CFT, BFT, Kafka, Raft, Solo
Corda Raft, BFT
Quorum Raft, IBFT, PoA, QBFT
Ethereum PoW, PoS
Polygon Polygon PoS
Solana PoS-based Tower BFT, PoH

具体而言, Quorum 提出了 IBFT (Istanbul Byzantine fault tolerance) [156] 以及 QBFT (Quorum Byzantine fault
tolerance) [157] 两种共识算法. IBFT 是一种基于拜占庭容错的共识算法, 能够在相对较短的时间内达成共识, 提升区
块链的处理速度, 并具备一定的容错能力. 而 QBFT 是 Quorum 在 IBFT 基础上的改进, 进一步优化了性能, 并增强
了安全性, 为应对恶意攻击和错误情况提供了更强的保障. Polygon 则采用 PoS 共识协议来确保网络的安全性, 验
证者通过质押 MATIC 代币 [158] 来获得区块验证权, 并且可以通过委托其代币给验证者来获得奖励. 与传统 PoS 共
识协议相比, Polygon 在多链、质押与委托机制以及检查点机制等方面进行了创新改进. Solana 提出了 PoS-based
Tower BFT [159] , 它结合了传统 BFT 算法和 PoS 特性, 允许网络节点快速达成共识, 显著提高交易的吞吐量. 在区块
链网络中, 低延迟能够加快交易确认速度, 从而改善用户体验和支持实时应用. PoH (proof of history) [160] 是 Solana
另一项核心创新. 它创建了一种历史记录, 使得网络可以在不依赖全局时间的情况下验证事件发生的顺序. 这一创
新有效减少了共识协议中节点时间同步的需求, 从而显著降低了延迟.
进一步结合国内外环境, 可以发现, 国内外区块链软件在共识协议的创新性、选择以及性能与安全性权衡等
方面存在显著差异. 在创新性方面, 国外区块链软件在共识协议的创新上较为活跃, 频繁提出新的共识算法或改进
现有协议. 例如, 权益证明 (PoS)、委托权益证明 (DPoS) 等共识机制, 均是国外区块链社区率先提出并付诸实践
的. 而国内在共识协议的创新上也在不断努力, 但相较而言, 更多侧重于基于现有共识协议的优化和改进, 以适应
特定行业和应用场景的需求. 例如, 中国人民银行数字货币研究所联合清华大学推出的 Dashing 协议 [161] , 在传统
联盟链共识协议基础上进行创新, 满足了金融科技场景下高安全、高延展、高吞吐和低延迟同时满足的难题. 在
共识协议选择方面, 不同国家的监管政策对区块链软件的选择具有较大影响. 某些国家对区块链的监管相对宽松,
这使得区块链软件在共识协议的选择上更为自由多样. 特别是一些小型的区块链项目或实验性项目可以尝试使用
新颖但可能风险较高的共识协议. 相反, 国内对区块链的监管较为严格, 尤其是在金融领域, 要求区块链软件的共
识协议必须符合监管要求, 具有较高的安全性和可控性. 因此, 国内的区块链项目在选择共识协议时会更为谨慎,