揭开区块链（Block chain）神秘的面纱

Posted 2021-04-29 fofpower

先从一个故事说起：很久以前，因为铜钱实在是太重了，而大量的金银又不安全，有钱的人普遍在钱庄存钱（（现在是因为安全性和额外收益（节欲——放弃当下消费所获得补偿）），作为钱庄保管的回报，要从中抽取管理费。起初大家都觉得很方便，但钱庄的老板很想将托管财物据为己有。于是，钱庄失火，账目损毁，但存款人和钱庄的交易只有存款人和钱庄双方当事人清楚。

为了不让这种事情再发生，人们决定每次交易的时候让更多人知道，并且记录下。于是，每个人手中都有了一个账本，并且账本记录是和发生的交易行为同步更新的，而钱庄每增加一个用户，用户就可以得到一个同样的账本并记录有先前所有的记录（去中心化——用户从此不再担心钱庄的管理风险，钱庄不再是唯一的记录人；开放性——账本对所有用户开放；不可篡改——用户单独修改自己账本的数据是无效的）。甚至，用户之间交易时可以不通过钱庄，初步实现了自我管理——即自治。就这样，钱庄——用户——用户——用户……就产生了一个长长的链条，关联的每一个账本——就是区块链中的一个区块。账本上的记录的交易发生人有可能只是一个代号，并不是真实的姓名，具有匿名性（非对称加密技术，公钥作为用户名，私钥作为密码，数字签名技术提供用户交易的密码学证据，因此不须提供实名认证）。

下面就让我们来科普下区块链技术：

 一、 区块链技术的起源

2008年10月31日，一个自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的加密爱好者（或团队）创建了一个被他称为比特币的项目——“一个完全是P2P的新电子现金系统，不涉及被信任的第三方”。

      比特币（数字货币），即一系列复杂算法的特解，简单的说，就是一个数学题的答案，但答案是不唯一并且有限的。由于比特币的有限性（特解也是有上限的，2100万个），任何人在一定条件下都能获得比特币，可以在全球范围内流通，并且不是由哪一家权威机构或有关部门发行的（只有银行服务器证明我有一元人民币，但全世界都证明我有一个比特币）。比特币并不是一夜之间获得现在的接受程度的，事实上从比特币面世到现在经历了近8年的时间，在2010年的时候产生了第一笔比特币交易。所以比特币有一个逐渐被接受的过程，因此正确的问题应该是，到底是什么促进了比特币被接受？

      在系统的设计中，每当比特币被挖到（挖矿——算题的过程）的时候，同时会产生一个叫做区块的东西，每个区块会记录从上一个区块产生到目前的所有比特币交易（交易——实际上是在区块链中通过密码连接的数据传输）。除此之外，每个区块还有一个头部和尾部，其功能是通过密码学的原理，把相邻的区块连接起来，形成区块链（形成了顺序，这是为了防止任何人两次使用同一个比特币），实现的效果是，如果某个区块的内容被篡改，就会与其相邻的区块产生冲突，进而被发现。

区块链的设计机制是只有最长的链是有效的，假设有一个坏节点希望篡改区块链的内容，它无法改变某个单独的区块，只能争取产生新的假区块，这就需要和全网所有其他节点对抗，所以如果这个节点拥有超过全网50%的运算能力，就能实现对区块链进行控制，专业术语叫做算力攻击（2014年6月13日，GHash.IO，设法召集超过51%的全网算力，但是比特币持有者担心系统作弊，许多人会选择退出。GHash.IO的事实是，在算力超过50%的临界值后，大量矿工撤离了）。

 

二、区块链的本质

 

区块链的本质是一套去中心化的记账系统（或者说是一个点对点模式下的分布式数据库——用于维持信息共享来源的分布式计算机网络（节点）（distributed network of computers （nodes），每个节点通过保存一套完整历史数据库的副本，参与维护信息的安全性和准确性）。一般对于记账系统来说，记账行为和数据存储都是中心化的，去中心化记账相当于把账本分别存储在不同的地方，同时又由不同的人来记账，于是如何解决记账一致性的问题就是关键所在。

       区块链技术的优势在于通过竞争记账（算数学题）的方式，巧妙的解决去中心化问题。当一个节点算出了数学题，可以迅速的向其他节点进行验证，当足够多的节点承认了这一结果后，系统就会进行确认，这既避免了需要一个中心化的权威机构来做判断，又防止了恶意节点的操纵。

 

三、区块链技术的应用场景  

 

金融——银行是一个安全的存储仓库和价值的交换中心，而区块链作为一种数字化的、安全的以及防篡改的总账账簿可以达到相同的功效。基于私有链技术以及加密总账账簿的银行系统，无论开业多久或规模大小的银行都可适应这套安全的点对点金融系统。除了帮助为金融交易带来高透明度、高安全性、降低欺诈风险之外，区块链技术可在国内或跨国界，并且无需中介，以超低费率几乎瞬时速度的方式支付，能够帮助提高效率和减少开支。

网络安全——虽然区块链的账簿是公开的，但数据的通信是可被验证并使用先进的密码技术进行传输。消除了中间人的需求，降低了潜在的安全问题。这就保证了数据的正确来源，以及没有什么可以在过程中被拦截，如果区块链技术被更广泛采用，黑客攻击的概率将降低。

物联网——区块链可以成为大量设备的一种公共账簿，它们将不再需要有一个中央化的 路由在他们之间居中交通。在没有了中央控制系统来验证之后，设备将能够在它们之间互相匿名传输，并管理软件的更新、错误，或者进行能源管理。

房地产——买卖产权的过程中的痛点在于：交易过程中和交易后缺乏透明，大量的文书工作，潜在的欺诈行为，公共记录中的错误等等，而这些还仅仅只是一部分。区块链提供了一个途径去实现无纸化和快速交易的需求。房地产区块链应用可以帮助记录、追溯和转移地契、房契、留置权等等，还给金融公司、产权公司和抵押公司提供了一个平台。

医疗——一直以来，医疗机构都要忍受无法在各平台上安全地共享数据。数据提供商之间更好的数据合作意味着更精确的诊断，更有效的治疗，以及提升医疗系统提供经济划算的医疗服务的整体能力。区块链技术可以让医院、患者和医疗利益链上的各方在区块链网络里共享数据，而不必担忧数据的安全性和完整性。

能源交易——能源管理是另一个长久以来高度中心化的产业。但是，例如澳洲和美国等国家，对于装有太阳能的家庭来说，节余电能有着可供出售的选择。以区块链技术允许消费者在去中心化的能源生产架构中进行交易，并且允许人们有效地生产能源和邻居之间买卖能源。当然，新技术对于传统行业的挑战是巨大的，需要经过有关部门的约束直至消化。

会员项目——举个简单的例子，比如，美容美发办理的商家的会员卡，当一段时间后再去时，发现商家消失。通过区块链技术，整合一个区域的相同行业的商家，不仅可以管理商家，同时提高了会员卡的流通性，会员卡可以在同一行业的不同商家使用。同时可以从被动监管转变为自我管理，提高自律能力。

征信 -- 区块链在征信区域的运用可能只限于筛选工具，对于单个个体的征信需要大量的个人的信息（大数据公司会想知道的越来越多，八卦之心是不可遏制的），涉及到了信息安全等道德和伦理问题，同时对于个体而言，信用是相对的，资产是绝对的，信用是不可被统一量化的。

 

注释：

区块链包括区块头和区块内部数据两部分：

区块头：区块编号、上一区块哈希值（ 根据文件大小、时间、类型、创作者、机器等计算出来的文件身份证，即将任意长度的二进制映射为固定长度的较小二进制 ）、本区块哈希值、挖矿随机数（ 计算出的算法难题的答案，最快得到答案即生成一个新区快，获得奖励并广播到所有节点进行更新，如此完成这个区块包含的交易 ）、难度、时间戳；

区块内部数据：交易信息1、交易信息2…….

区块区块链分类：

公有链——全世界任何人都可读取的、任何人都能发送交易且交易能获得有效确认的、任何人都能参与其中共识过程的区块链。

联盟链——共识机制受到预选节点控制的区块链。如10个金融机构组成的共同体，每个机构都运行着一个节点，而且为了使每个区块生效需要获得其中7个机构的确认。

私有链——写入权限仅控制在一个单体手中，而读取权限对外开放的程度完全由该组织控制的区块链。

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