区块链概念及应用解读

Posted 2020-11-01 幻雷者

思维导图：

 

产生背景：

互联网上的贸易，几乎都需要借助可信赖的第三方信用机构来处理电子支付信息。这类系统内生性地受制于“基于信用的模式”。

区块链技术是构建比特币区块链网络与交易信息加密传输的基础技术。其中基于密码学原理的特性，使得任何达成一致协议的双方直接支付，从而不需要第三方机构的参与。

 

什么是区块链？

区块链（Blockchain）技术自身仍然在发展中，目前还缺乏统一的规范和标准。Wikipedia 给出的定义为：

    A blockchain —originally, block chain —is a distributed database that maintains a continuously-growing list of data records hardened against tampering and revision.

 It consists of data structure blocks—which hold exclusively data in initial blockchain implementations, and both data and programs in some of the more recent implementations—with each block holding batches of individual transactions and the results of any blockchain executables. Each block contains a timestamp and information linking it to a previous block.

 Wikipedia 给出的定义简单说来：区块链（原始区块链）是一个分布式数据库，它维护着一个不断增长的数据记录清单，加强了算法的篡改与修改。

 

区块链是什么？简单地说，它是一种特殊的分布式数据库，属于一种去中心化的记录技术。

传统的数据库是这样管理数据的，

1.     数据只存储在某个特定数据库中；（单一式数据库）

2.     新增删除修改数据库等操作，该操作不透明，理论上可以不对任何人公开；

3.     数据库管理员，对数据库有最高的完全管理权限。可以对数据查看、修改和删除；（单管理员管理模式）

 

 这样的数据库有以下几个特性（这里不定义为缺点，因为从不同角度看去，这些特性也可能有其积极的方面）：

1.     如果这个特定数据库损坏，数据就丢失了（可用性低）

2.     数据库操作记录对于用户来说不透明（用户对于数据库管理员做了什么事不可知，不可追溯）

3.     数据是否被篡改，新增的数据是否真实可信未知（数据可信度未知）

 

与传统的记账技术，或者说传统的数据记录技术相比，区块链特点包括：

1. 去中心化去信任化，无需集中的控制而能达成共识

区块链由众多节点组成一个端到端的网络，不存在中心化的设备和管理机构。节点之间数据交换通过数字签名技术进行验证，无需相互信任，只要按照系统既定规则进行，节点之间不能也无法欺骗其他节点

2. 不可篡改，可追溯：维护一条不断增长的链（大账本），只可能添加记录，而发生过的记录都不可篡改。除非能控制整个网络中超过51%的节点同时修改，这几乎不可能发生。区块链中的每一笔交易都通过密码学方法与相邻两个区块串联，因此可以追溯任何一笔交易的历史；

3. 开放，共识，任何人都可以参与到区块链网络，每一台设备都能作为一个节点，获取一份完整的数据库拷贝，但不存在一个单一用户可以它进行控制，在区块链系统中的节点间基于一套共识机制，通过竞争计算共同维护整个区块链。任一节点失效，其余节点仍能正常工作。

 4.身份唯一，不可伪造。每个节点（成员用户）的身份（数字签名）唯一且不可伪造，可作为身份识别标志；

5.交易透明，双方匿名.区块链的运行规则是公开透明的，所有的数据信息也是公开的，因此每一笔交易都对所有节点可见。由于节点与节点之间是去信任的，因此节点之间无需公开身份。

 

 

区块链解决了什么问题：

和当前的数据记录方式相比，有两个问题得到较大改善：

1.最重要的，是解决了中介信用问题。在过去，两个互不认识和信任人达成协作很难，必须依靠一个值得信赖的第三方。区块链技术可以实现没有任何中介机构参与下，完成双方互信的转账（交易记录）行为。

2.其次，记录信息真实透明，避免了数据被篡改的可能性。

区块链种类

 

根据应用场景和设计体系的不同，一般分为公有链、私有链和联盟链。

 

公共区块链：

网络中的节点可以任意接入，网络中数据读写权限不受限制，任何人都能参与共识过程。比如比特币就属于典型的公有链；

 

私有区块链：

网络中的节点被一个组织控制，写入权限仅限在一个组织内部，读取权限有限对外开放，比如全球42家银行组建的区块链联盟R3 CEV；

私有区块链实际上是很迷惑的名词，这样的一个系统无非是传统意义上的共享数据库，并不具备传统区块链去中心化的特点；

 

联盟区块链：

网络中的节点部分可以任意介入，另一部分则必须通过授权才可以介入，比如清算；

 

 

 

三种区块链特性对比：

 

 

实现方式：

所谓的区块链技术，并不是一种单一的技术，而是多种技术整合的结果，这些技术以新的结构组合在一起，形成了一种新的数据记录、存储和表达的方式。

实现区块链主要依托的技术包括：分布式数据存储、共识机制、点对点传输、加密算法。

具体技术实现方式，后续会再写篇文字单独解析。

 

 

 

区块链技术的不足：

作为一门技术，区块链的设计可称之为十分精妙，但实际应用起来，并非拿起来就用那么简单。

以下三点不足十分明显：

1.去中心化难度高

依靠全球数以百万计的节点（其实就是一个个的比特币钱包，每个钱包里都同步了一份区块链文件），以及日夜不停进行加密运算的比特币矿机，维护了比特币区块链的安全运行。因此，我们可以认为实现“去中心化”的难度是非常高的。

比特币尚且如此，那么现在鱼虾混杂的山寨币、分叉币、ICO币呢？他们到底有没有能力建立起这么牢固的区块链系统？随随便便搞个白皮书，上个交易所，就开始到处撒币，你的节点数量能否支撑起“去中心化”？是否可以防范51%攻击？可以肯定的说，这些“空气币”绝大多数都是在浑水摸鱼，是伪“去中心化”。

2.当数据越大伴随的性能问题(区块容量问题)：

每个人都有一份完整账本，并且有时需要追溯每一笔记录，因此随着时间推进，交易数据超大的时候，就会有性能问题，如第一次使用需要下载历史上所有交易记录才能正常工作，每次交易为了验证你确实拥有足够的钱而需要追溯历史每一笔交易来计算余额。虽然可以通过一些技术手段（如索引）来缓解性能问题，但问题还是明显存在的。

3.数据记录完成慢

区块链的交易是存在延迟性的，拿比特币举例，当前产生的交易的有效性受网络传输影响，因为要被网络上大多数节点得知这笔交易，还要等到下一个记账周期（比特币控制在10分钟左右），也就是要被大多数节点认可这笔交易。还受一个小概率事件影响，就是当网络上同时有2个或以上节点竞争到记账权力，那么在网络中就会产生2个或以上的区块链分支，这时候到底那个分支记录的数据是有效的，则要再等下一个记账周期，最终由最长的区块链分支来决定。因此区块链的交易数据是有延迟性的。

 

 

区块链应用

很多观点会拿TCP/IP协议和区块链技术类比，形容其今后带来的改变。会犹如TCP/IP协议的发展给人们生活带来的影响一样大。这个影响大小我们现在无法确认，但用户对该技术的感知，可能并没有当年互联网兴起那么明显。

 

依据区块链的几个核心特点：去中心化，分布式记录，点对点传输、不可被篡改等。任何对以上方面有需求的应用，都可以成为区块链的应用场景

可预测到的应用趋势有：

1.信用记录系统，身份认证系统或资产认证系统中，诸多证明“这个房子是我的财产吗”“我是我”这一系列问题将消失；

2.银行机构之间、个人与个人之间转账、交易等操作成本大幅降低，手续更简化

3.智能合约

4.物流签收

5.……

 

个人意见：

区块链的用途非常广阔是公认的事实，但很多观点称区块链具备颠覆众多行业的可能性，对此我更赞同持保留意见的观点。

首先，区块链只是种“基础性”技术，它有为经济和社会体系创造新基础的潜力，但并非“颠覆性”，除去本身目前尚未解决的技术问题，短时间内它不可能用足够低成本的解决方案，让用户舍弃传统商业模式，并迅速压倒在位企业。

其次，区块链作用的真正发挥，需要整合多领域资源和信息，即多个领域都接受以区块链为数据记录方式，这个的实现也需要比较长的一段时间。

另外，互联网新技术的引入，对于原行业来说，不论是传统行业从业者还是用户，更愿意看到的是技术与制度的融合和加成，从而提高系统的效率和安全性，完善原来的不足之处，并非颠覆。

区块链是一种技术，并非产品。同时下很热门的其他技术，如AR\\VR\\AI相比，区块链涉及的应用都是一些重要程度较高的事情，如支付、资产证明等，任何一点技术问题都可能导致巨大损失。因此在区块链技术和格局成熟稳定之前，其很难产出规模性的收入和利润。不能为了区块链而区块链，而要找到新的业务生态环境，发挥它的优势。