摘自 https://blog.csdn.net/Blockchain_lemon/article/details/79236199
一.设计目标
1.比特币
- 不需要中央机构就可以发行货币
- 不需要中介机构就可以支付
- 保持使用者匿名
- 交易无法被撤销
彩色币（Coloredcoin），通过仔细跟踪一些特定比特币的来龙去脉，可以将它们与其他的比特币区分开来，这些特定的比特币就叫作彩色币。它们具有一些特殊的属性，从而具有与比特币面值无关的价值，利用彩色币的这种特性，开发者可以在比特币网络上创建其他的数字资产。彩色币本身就是比特币，存储和转移不需要第三方，可以利用已经存在的比特币基础网络
2.以太坊
除以上功能外，还有
- 图灵完备的合约语言
- 内置的持久化状态存储
3.Fabric
- 模块化设计，组件可替换
- 运行于Docker的智能合约
4.Corda
Corda是一款专门用于银行与银行间业务的技术架构。尽管R3声称Corda不是区块链，但它具备区块链的一些重要特性。
Corda由Java和Kotlin开发，并在其各项功能中充分依赖于Java，比如智能合约、数据访问接口等。Corda的设计目标主要是：
- 没有全局账本
- 由公证人（Notaries）来解决交易的多重支付问题
- 只有交易的参与者和公证人才能看到交易
为此，Corda的所有交易都不会向全网进行广播，而且所有的节点都是直接通信，没有P2P网络。这一点导致了其网络规模会被限制在一个较小的规模内，无法形成大规模的联盟链，适用的业务场景比较狭窄。
二.账户系统
UTXO（Unspent Transaction Output）是这样一种机制：每一枚数字货币都会被登记在一个账户的所有权之下，一枚数字货币有两种状态，即要么还没有被花费，要么已经被花费。当需要使用一枚数字货币的时候，就将它的状态标记为已经花费，并创造一枚新的与之等额的数字货币，将它的所有权登记到新的账户之下。在这个过程中，被标记为已花费的数字货币就被称为交易的输入，而创造出来的新的数字货币被称为交易的输出，在一笔交易中，可以包含多个输入和多个输出，但是输入之和与输出之和必须相等。计算一个账户的余额时，只要将所有登记在该账户下的数字货币的面额相加即可。
比特币和Corda就采用了UTXO这样一种账户机制，而以太坊则采用了更加直观的余额机制：每个账户都有一个状态，状态中直接记录了账户当前的余额，转账的逻辑就是从一个账户中减去一部分金额，并在另一个账户中加上相应的金额，减去的部分和加上的部分必须相等
那么UTXO模式和余额模式，究竟有什么区别呢？UTXO最大的好处就是，基于UTXO的交易可以并行验证且任意排序，因为所有的UTXO之间都是没有关联的，这对区块链未来的扩展性有很大的帮助，而基于余额的设计就没有这个优势了。反过来，余额设计的优点是设计思想非常简洁和直观，便于程序实现，特别是在智能合约中，要处理UTXO的状态是非常困难的。这也是为什么以智能合约为主要功能的以太坊选择余额设计的原因，而比特币、Corda这些以数字资产为核心的架构则更倾向于UTXO设计。
关于身份认证，比特币和以太坊基本没有身份认证的设计，原因很简单，因为这两者的设计思想都是强调隐私和匿名，反对监管和中心化，而身份认证就势必要引入一些中心或者弱化的中心机构。
Fabric和Corda不约而同地选择了采用数字证书来对用户身份进行认证，原因在于这两者都有应用于现有金融系统的设计目标，而金融系统必然要考虑合规化并接受监管，此外现有的金融系统已经大范围地采用数字证书方案，这样便可以和区块链系统快速集成
三.共识机制
与传统的分布式系统不同，区块链是一个去中心化的系统，并且可能会承载大量的金融资产，所以它可能会面临大量的拜占庭故障而非一般性故障，而中心化的分布式系统则很少遇到拜占庭故障。因此，区块链的共识机制与传统的分布式系统存在较大的差异
比特币出块时间约10分钟，以太坊约15秒
即使维持较大的算力来保护网络，工作量证明也无法从根本上保证交易的最终性，比如比特币就经常产生孤立区块（Orphaned Block），而包含在孤立区块中的交易就有可能被撤销。因此比特币通常要求用户等待6个区块的确认，即1小时左右的时间，才能在一个可接受的概率上认为交易已经最终完成，而这个概率也并非是最终性的——你永远也不知道暗中是否有一个远超过全网的庞大算力正在试图撤销以前的交易。而为了维护庞大算力而支出的电力成本也是相当可观，因此，以太坊已经在设计从工作量证明机制切换到其他共识机制上的方案
拜占庭容错模型对网络中的节点做出了假设和要求：如果共识中有f个节点会出现拜占庭故障，那么至少需要3f+1个节点参与共识才能避免网络出现分叉。在这个模型下，每个区块的构造过程都需要至少2f+1个节点的参与才能够完成，而不像工作量证明机制下每个节点都独立构造区块。一旦区块被构造出来，它就无法被撤销，因为2f+1个诚实的记账节点不会在同一高度对两个不同的区块进行签名认证。
相比较而言，工作量证明机制提供了极高的灵活性和可用性，因为每个节点都独立构造区块而几乎不需要其他节点的参与，节点可以随时加入或者退出网络，即使全网只剩下一个节点，网络还是可以继续工作，但是相应的它也失去了交易的最终性；而拜占庭容错的机制则与之相反，牺牲了一定的灵活性和可用性，记账节点必须在线提供服务而不能退出网络，一旦出现1/3的记账节点停机，那么网络将变得不可用，但它保证了交易的最终性。
四.智能合约
比特币内置了一套基于栈的脚本执行引擎，可以运行一种独有的脚本代码，用于对交易进行简单的有效性验证，比如签名验证和多重签名验证等。比特币这套脚本语言被有意设计成非图灵完备的，足够简单却也足以应对货币转账的各种需求。
以太坊是首个以图灵完备智能合约为主要功能的区块链，用户可以在以太坊的平台上创建自己的合约，而合约的内容可以包含货币转账在内的任意逻辑。合约使用一种名为Solidity的语言来编写，它是以太坊团队开发的专门用于编写智能合约的一种高级语言，语法类似JavaScript，最终被编译成字节码并运行在EVM（Ethereum Virtual Machine）之中。EVM提供了堆栈、内存、存储器等虚拟硬件，以及一套专用的指令集，所有的代码都在沙盒中运行。它提供了合约间相互调用的能力，甚至可以在运行时动态加载其它合约的代码来执行。这种能力使得以太坊的合约具有非常高的灵活性，但也可能会使合约的功能具有不确定性。
与以太坊自己动手开发语言、虚拟机的思路不同，Fabric选择了使用现有的容器技术来支持智能合约功能。Fabric的智能合约理论上可以用任何语言来编写，这一点对开发者相当友好，他们将无需学习新的语言，并且可以复用现有的业务代码和丰富的开发库，并使用自己熟悉的开发工具。相对的，采用Docker的智能合约架构也有大量的问题：首先，它很难对智能合约的执行流程进行控制，从而无法对其功能进行限制；其次，它无法对合约运行所消耗的计算资源进行精确的评估；此外，运行Docker相对而言是极其耗费资源的操作，这就使得难以在移动设备上运行合约；最后，不同节点的硬件配置、合约引用的开发库等，都有可能会使合约的行为具有很强的不确定性。
Corda的智能合约功能与其自身一样，都是基于JVM（Java Virtual Machine）的。因此，你可以使用任何与JVM兼容的语言来进行开发，比如Java、Kotlin等。不过，它对JVM进行了一定的改造，使得在其上运行的合约脚本具备确定性。开发的过程大致是这样的：使用Java创建一个实现Contract接口的类（Class），并提供一个名为verify的函数（Function）用于对交易进行验证，该函数接受当前的交易作为参数，如果交易验证失败，则抛出异常（Exception），没有异常就表示验证通过。Corda使用JPA（Java Persistence Architecture）来提供持久化功能，支持SQL语句和常用的数据库，不过需要安装相应的插件，并且由于数据仅存放在合约执行者的节点，因此无法进行全局的持久化存储。
五.扩展性
区块链的数据结构通常是只能追加记录，而不能修改或删除记录，它真实地记录下完整的历史数据，使得新加入的节点有能力对全网的完整交易历史进行验证，而无需信任其它节点。这种特性带来了去中心化的便利性，但也影响了区块链系统的扩展性，因为区块会无休止地增长，直到塞满整个硬盘。所以有必要提供一种空间回收的机制来应对不断增长的数据
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