技术详解Canton Network：开放、可扩展、支持隐私的企业区块链

5 月 9 日， 金融 科技公司 Digital Asset 宣布将启动一个支持隐私的可互操作区块链网络——Canton Network，旨在为机构客户提供去中心化的基础设施，其参与者包括法国巴黎银行 (BNP)、德勤、芝加哥 期权 交易所 全球市场 (CBOE)、高盛 (GS)、Broadridge (BR)、标普全球和微软 (MSFT) 等。

“Canton Network 是对行业呼吁的有力回应，该解决方案利用区块链的潜力，同时保留机构金融的基本隐私要求，”另一位参与者 DRW 的合伙人兼 Cumberland 的全球负责人 Chris Zuehlke 说，“这种独特的方法，加上跨多个 智能合约 执行原子交易的能力，是将上述工作流程带入链上所必需的技术。”

该网络使用 Digital Asset 的智能合约语言 Daml 构建的应用程序，允许金融市场中的各种系统进行互操作和同步。

“此类解决方案是未来数字和分布式金融市场基础设施的关键组成部分，”德意志交易所集团发行人服务和新数字市场主管 Jens Hachmeister 表示。

他们说的“Canton Network”和其他链有何不同？又如何实现“去中心化、支持隐私”？能为现有的金融市场带来什么？以下内容摘自「Canton Network」白皮书，由Odaily星球日报编译。

现有的区块链大大限制了传统金融机构和其他企业的有效采用

概括来说，现有的链要求每个应用程序继承底层网络的治理属性和完全透明的隐私模型；且交易吞吐量低。

具体来讲：

1. 所有的资产、应用程序、用户永久公开共享所有数据。但大多数的资产是异构的；

2. 资产和应用程序的联系是分散的，应用程序运营商不能轻易控制用户和应用程序的互动；

3. 应用程序竞争全球网络资源；

4. 应用程序不能独立扩展或选择在哪个基础设施商部署；

5. Gas 是相互影响且不可预测的，一个应用的使用量增加会提高所有用户的费用。

另外，现有区块链缺乏对应用异质性的支持，导致了两个重要的负面结果：首先，由于这些网络的隐私限制，只有那些可以成为永久公共记录一部分的资产和数据可以成为永久公共记录的一部分的资产和数据被带入公共区块链；看到了加密 货币 和 NFTs 的实验，但我们没有看到企业和政府将传统资产和记录带入公共区块链。其次，为了克服对全球共享资源的争夺，区块链应用程序的大部分应用逻辑是在链下建立的，这意味着关键功能是在链下运行的，否定了用户对公共区块链的独立和可验证性的期待。

从监管的角度来看，数据的透明度和对资产控制权的丧失使得这些网络不适合金融机构使用。当智能合约应用遇到交易吞吐量限制时，其结果是灾难性的。

Canton Network：支持智能合约应用和隐私选项的网络

Canton 是一个智能合约网络， 开发者 能够创建任意基于共识的应用，且保证完整的控制权，和现有区块链一样，Canton 可实时在参与者之间同步链上数据，Canton 内置“Daml”智能合约的编程语言，使得每个应用程序的账本是独立的，每个资产或者数据都有可编程的隐私。此外，Canton 的可扩展性和独立性，提高了网络利用率并降低 Gas 费用。

因此，Canton 网络填补了公共账本领域的一个主要空白：它在一个单一的虚拟账本上拥有智能合约（类似 Ethereum、 Solana 、 Tezos 等 ） ，并且它有内置的隐私和选择性的透明度（类似比特币的 闪电网络 和 Zcash ） 。

截止到 2023 年初，金融机构每天在 Canton 网络上进行的交易超过 500 亿美元。

特点：

1. 释放网络连接规模价值；

2. 同时保证安全 、隐私和规模；

3. 支持保护隐私的开放式区块链网络；

4. 有选择的去中心化。

Daml 编程语言概述

Daml 是一个开源的含 6 种智能合约语言和框架，旨在使其易于开发、操作和维护多方应用程序的方式，以保护隐私和数据一致性。具体地说：

1. Daml 提供了一些概念来捕获管理现实世界商业交易的规则，有助于程序员只关注业务逻辑，同时避免常见的安全陷阱；

2. Daml 允许在智能合约代码中指定访问和授权策略，使得它们很容易保持同步。数据默认是保密的，而访问策略很容易定义，这样智能合约程序员就可以毫不费力地理解和维护它们；

3. Daml 支持应用程序的互操作性；

4. Daml 通过集成工具支持与其他系统的互操作性。

带有子交易隐私的交易图例：Alice 和 Bob 各自只有一个全交易图的部分视图，分别由 Alice 和 Bob 提交的交易 1 和 2 演化为活跃的合同集（ACS），将两个初始合同归档，创建两个新的活动合约。

与其他区块链的主要区别在于，在 Canton，每一方只看到 ACS 的一个子集和全局交易图的一个子图，也就是一方的观点。全局交易图的一个子集，也被称为当事人的观点。这个特定于一方的视图总是一个有效的账本，可以由该方的节点进行本地验证；该方不需要信任任何其他方进行验证。在收到一笔交易或子交易时，一方的节点将验证三件事：该交易与该方的观点一致、该交易符合智能合约中的逻辑、以及该交易是适当的授权。

除了管理访问控制外，我们还进一步利用账本的这种分区来进行并行处理。由于交易明确声明了它们的依赖关系，独立的基础设施可以并行处理独立的交易；这使得 Canton 网络可以通过增加网络容量来扩展横向扩展，随着网络需求的波动而增加容量。

Daml 的明确定义授权的模式使合同的利益相关者能够进行人工干预，以纠正意外情况。

模板明确规定了在执行过程中在哪里、如何以及由谁进行干预，而不需要先验地了解干预的确切类型，也不需要放松任何安全保障。

签署者可以同意共同存档、升级或创建新的合同实例，只要一致同意。如果任何一个签署方是财团，他们的同意受该方/财团的基本共识协议的约束，例如，可能需要⅔超级多数而不是一致同意，观察员是有权被通知并能独立验证任何此类变更的一方，但不需要其授权。

合同上的所有行为都是交易中的事件树中的事件，并形成一个完整的、不可抵赖的包含所有变化的审计日志。

这种在适当的授权下临时改变合同的能力，使应用程序提供者能够升级数据、流程和操作程序，由于未预见的事件。例如，处理需要对商业交易进行追溯性修改的监管或司法决定，Daml 将模板组织成模块和包，包可以依赖于其他包、包括跨越可能被部署到多个网络的应用程序。

这种能力在不同的 Canton 子网的应用中依赖软件包的这种能力，实现了一个开放的架构。架构，各方可以将工作流程与其他各方结合起来，就像构建模块一样。

网络拓扑结构

Canton 网络中的节点被称为参与者节点。一个用户或公司，在 Daml 中被称为 "Party"。

Daml 中表示为一方，部署一个或多个参与节点；这些参与节点代表该方。为了在节点之间传输数据并确定消息的顺序，每个参与者节点连接到一个或多个私人或公共的 Canton 服务提供商（CSP）。它们运营着一个称为同步域（"同步域"）的 Canton 组件，任何人都可以成为 CSP 并随意部署同步域，部署新的同步域的原因可以包括增加吞吐量、减少延迟。

Canton 网络没有单一的集中管理或访问和使用政策；每个组成的节点或子网都制定自己的政策。

数据存储和处理

Canton 为其日志提供历史剪裁和编辑功能。

参与者和同步域运营商可以配置他们的节点来存储或修剪历史加密数据、允许他们在可审计性和删除归档合同的能力之间进行权衡，以符合欧盟的通用数据保护条例等遗忘权规定。

应用程序的可组合性

Canton 网络的组成部分

1. 应用提供商：建立和维护智能合约应用。他们操作一个或多个参与节点、应用程序的后端基础设施，以及这些应用程序的前端网络接口。应用提供商可选择作为其应用程序的 CSP，或使用其他 CSP 的服务。

2. 用户 ：通过应用可编程接口（API）和网络用户接口与应用进行交互。

3. Canton 服务提供商（CSPs）——基础设施提供商，通过运营 Canton 同步域连接参与者节点。

总结

在本文中，我们从现有公链的限制 （ 缺乏隐私和全球复制的状态所带来的扩展限制） 出发 ，展示了 Canton 如何创造了一个没有这些限制的全球网络。我们进一步讨论了 Canton 网络即将开放给公众使用，推出一个虚拟的 Canton 服务提供商（vCSP），由一个超级验证者集体（SVC）运营。目前正在运行的许可的 Canton 网络将成为开放的 Canton 网络的子网，使得 Canton 网络成为第一个用于机构资产的公链。