区块链

白富美 科技 2018-06-14 0 网络热词

一月,寒风凛冽。万众流感中,迎来了 2018 年第一个热门话题:区块链。导火索是徐小平老师的一次朋友圈乌龙事件。

区块链 科技

随着时间蔓延,一次简单的内部讨论泄密,变成了一次业界广泛的讨论和关注。一时间,所有的投资群都在聊区块链,甚至股市上区块链概念都又迎来一次爆发……

虽然这玩意在技术界已火了好几年,也热闹过好几次了,我还是不确定现在是否时机成熟。只是这次,区块链随着八卦从专业领域向民间普及开来,连农民工都在讨论区块链的有关问题了。

正式介绍区块链之前先给大家来个简单的例子:

假如2018年01月20日,你的朋友小明向你借了10000块钱,你担心他不还钱,于是你拉着小明当众把“2018年01月20日,小明借了我10000块钱”这些信息告诉了你的同事、你的朋友、你的妻子等人,让他们帮忙记住这条信息。作为回报,你支付给你的同事,你的朋友、你的妻子等这些人一些小费,这些小费就是区块链领域中的token(代币)。

这些帮助你记录这条信息的人得到token的行为(记录这条信息并作证)就俗称挖矿。

“你”、“小明”、“2018年01月20日”、“小明借了你10000块钱”这些信息打包起来就组成一个“区块”,帮你记录那条信息的同事、朋友、你的妻子等人就分别是一个节点,也就是“链”。这就是区块链的简单解释。

后来你让小明还钱,小明说没借过你钱,于是你翻出了这个账本并让那些人作证,最后小明不得不承认借过你10000块钱并还了钱,这个就是基于区块链技术的区块链应用。

什么是区块链

区块链,Blockchain,用英文解释起来比较顺,是基于互联网的一项技术创新,技术含量有限,架构精美。它是互联网货币王者「比特币」的技术基础。今天,区块链从幕后走向前台,这是互联网技术的一个进步,虽然它还不成熟。

区块链技术诞生开始就充满了神秘感和传奇色彩,因为至今发明人并没有露面,至少目前还没有明确的证据。传说是一位名叫「中本聪」的日本人发明了这个技术。

区块链是一个精心设计,彻底去中心化,保障绝对可信为目的加密账本。

这个账本每 10 分钟产生一个帐目记录的块(Block),并与上一个 10 分钟和下一个 10 分钟链接起来,这就构成了Blockchain,区块链。事实上Blockchain在 2014 年前并不是一个专用的单词,文件中大部分都还保留中间的空格,即block chain。

区块链的账本是分布式的,所有人都可以作为记账机构来记录这 10 分钟内网络上所有的交易记录,最后大家竞争,谁的账本记录的最好,谁就成为大家公认的Block,并广泛认可,然后大家放弃自己的计算结果,接受记录这个Block,并进入下一个 10 分钟账本记录的竞争。

当然这个「好」,是简单的解释,如果想了解技术细节请搜索「智能账本」。

作为对竞争胜利者的奖励,系统分配一定量的比特币作为胜利者的奖励,这就是我们所说的挖矿。这样就构成了一个全球参与的彻底去中心化而可靠可信并永续的信用系统。

基于这个技术架构的虚拟货币比特币,就成了全球通兑的虚拟数字货币,而 2009 年中本聪先生创立了第一个Block就是创世区块,并延续至今,这条Blockchain就成为人类历史上第一个不被任何人管理,但是可以被所有人信任的一个账本系统。

他发行了比特币,使得这个Blockchain成为事实上的全球央行。

区块链不会被任何人控制,因为区块互相连接且上下相关,并且,每一个挖矿者都记录一份完整的历史,篡改伪造记录几乎是不可能的。这种难度,也就是这种信用度随着时间推移,链条的增长是逐渐增加的。

比特币的价格暴增的背后,就是这个信用的价值。另外,比特币的数量是有限的,总计 2100 万个,随着时间增加,挖矿难度会越来越大,而得到的比特币数量会越来越小。这也是币值增长的另一个动力。

在过去的 2017 年,比特币的价格冲破 2 万美金。按此计算,整个链条价值只有 4 千亿美金,虽然很惊人,但如果真的这条区块链成为全球央行,那这个价值并不高。

2017 年虚拟货币交易额达到1 万亿美金。

区块链,作为如此可靠的通用分布式加密账本,除了开银行出比特币,还可以做很所事情,版权,审计,甚至股票发行(ICO)等等,这个就不展开了。

区块链成熟了吗?这是个大问题。从技术,到产品,到商业模式和标准,这是一条漫长而且充满了风险和机遇的路,过去出现过很多技术投机者,当年投资ipv6、水变油、永动机等,无数赌徒很多现在还在哭。

区块链是一个去中心化的系统

确实,「去中心化」在区块链世界里面是一个很重要的概念,很多模型(比如账本的维护、货币的发行、时间戳的设计、网络的维护、节点间的竞争等等等等)的设计都依赖于这个中心思想,那到底什么是去中心化呢?在解释真正去中心化之前,我们还是先简单了解下什么是中心化吧。

中心化?

回忆一下你在网上购买一本书的流程:

  • 第一步,你下单并把钱打给支付宝

  • 第二步,支付宝收款后通知卖家可以发货了;

  • 第三步,卖家收到支付宝通知之后给你发货;

  • 第四步,你收到书之后,觉得满意,在支付宝上选择确认收货;

  • 第五步,支付宝收到通知,把款项打给卖家。流程结束。

你会发现,虽然你是在跟卖家做交易,但是,所有的关键流程都是在跟支付宝打交道。这样的好处在于:万一哪个环节出问题,卖家和买家都可以通过支付宝寻求帮助,让支付宝做出仲裁。这就是一个最简单的基于中心化思维构建的交易模型,它的价值显著,就是建立权威,通过权威背书来获得多方的信任,同时依赖权威方背后的资本和技术实力确保数据的可靠安全。


去中心化?

那么去中心化的形态是什么样子呢?还是拿刚才那个例子继续,我们构建一个极简的去中心化的交易系统,看看我们是如何在网络上从不认识的卖家手里买到一本书的。

  • 第一步,你下单并把钱打给卖家;

  • 第二步,你将这条转账信息记录在自己账本上;

  • 第三步,你将这条转账信息广播出去;

  • 第四步,卖家和支付宝在收到你的转账信息之后,在他们自己的账本上分别记录;

  • 第五步,卖家发货,同时将发货的事实记录在自己的账本上;

  • 第六步,卖家把这条事实记录广播出去;

  • 第七步,你和支付宝收到这条事实记录,在自己的账本上分别记录;

  • 第八步,你收到书籍。至此,交易流程走完。

刚才“人为刀俎我为鱼肉”的情况在这个体系下就比较难发生,因为所有人的账本上都有着完全一样的交易记录,支付宝的账本服务器坏了,对不起卖家的账本还存在,我的账本还存在;这些都是这笔交易真实发生的铁证。当然,在这套极简的交易系统中,你已经发现了诸多漏洞和不理解,比如说三方当中有一个是坏人,他故意记录了对他更有利的转账信息怎么办;又比如说消息在传递过程中被黑客篡改了怎么办等等等等。这在以往的计算机概论或者计算机网络书本上中可能都有提及到——“类两军”和“拜占庭将军”问题。这里就不打算赘述,因为暂时跟主线不相关,感兴趣的同学可以去Google或者百度一下,你只需要知道,在我们下面即将展开讲到的区块链系统中,通过巧妙的设计,足以解决上述存在的BUG。

既然话已说到这份上,相信了解一点技术、特别是有运维背景的同学大概能够从极简交易系统中窥视到了更多区块链的一些影子——

  • 分布式存储,通过多地备份,制造数据冗余

  • 让所有人都有能力都去维护共同一份数据库

  • 让所有人都有能力彼此监督维护数据库的行为

在我看来,你猜测的基本上没错。其实这些就是区块链技术最核心的东西,外人看起来高大上、深不可测,但探究其根本发现就是这么简单和淳朴。当然,这里面肯定会有很多很多很多细枝末节的技术需要重构。如果你差不多认同上面的观点,那我们应该基本上可以达成共识,分布式部署肯定是构建去中心化网络理所当然的解决方向——通过P2P协议将全世界所有节点计算机彼此相互连接,形成一张密密麻麻的网络;以巧妙的机制,通过节点之间的交易数据同步来保证全球计算机节点的数据共享和一致。

区块链的本质

区块链本质上是一个分布式的公共账本,将各个区块连成一个链条,实际上是一种点对点的记账系统(一个总账本),每一个点都可以在上面记账(记录信息)。(在此前《比特币简史 | 一文看懂这个价值3万元的数字黄金》一文曾作过阐述。)

传统的记账系统,记账权只掌握在中心服务器手中。比如所有QQ、微信上的信息,只能由腾讯的服务器来记账;淘宝、天猫的信息,只能由阿里的服务器来记账。

但在区块链系统,每台计算机是一个节点,一个节点就是一个数据库(服务器)。任何一个节点都可以记账,而且直接连接另外一个点(即P2P模式),中间无需第三方服务器。当其中两个节点发生交易时,这笔加密的交易会广播到其他所有节点(记账),目的是防止交易双方篡改交易信息。

打个比方,在一个100人的村子,张三买了李四家一头牛,向他支付1万元。普通的做法是,他可以告知中间人村会计赵六(总记账人),将自己账下1万元转到李四账下。

但在区块链系统里,张三无需再通过总记账人赵六,而是直接将自己账本的1万元记到李四账本;同时这笔交易信息也会传到全村(即整个区块链系统)。当村里其他人知道并确认了这笔交易,交易才算最终完成。因为这笔交易被加密处理,只有李四才能收到这1万元,而其他98人只能在账户内看到有这笔交易信息,但无法看到这笔信息是转给谁的。此外系统可以完整记录交易过程,整个交易可以溯源。

假如张三把这1万元误转给了王五,因为交易被加密,王五在没有密钥的情况下无法得到这笔转款。另外,如果张三转完这1万元后又重复转给李四1万元,因为其他98人已经收到过相同信息便不会再确认,这种情况下交易便不会成立。还有一种情况,张三发起1万元转款后突然后悔,想私自把转的1万元改成100元,他需要将其他98人账户内的信息都要由1万改成100元。如果全网节点足够大,这样的修改是需要极高成本(远高于交易成本),理论上这种修改是不能实现的。

这体现了区块链的几个重要特征:完全点对点,没有中间方;信息加密,注重隐私;交易可追溯;所有节点信息统一,交易不可篡改(修改一个节点信息,需要其他节点共同修改)。

所以区块链要解决的问题是:消除中介信用问题。当然比特币是目前区块链技术在数字货币领域最好的应用之一;此外在支付领域,区块链技术可以消除第三方而直接点对点支付,而且使支付更安全,溯源的特性可以监管洗钱等违法活动。随着研究的深入,区块链也已经开始在征信、版权、公证、证券、资产管理等领域逐渐得到应用。

区块链的产生

区块链(Blockchain)的概念最早可以追溯到2008年末,化名为“中本聪”的神秘人士在论坛中发表了一篇论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》,首次提出了区块链的概念。

文中提到,为解决电子货币的安全问题,可由时间戳服务器为一组,以区块(Block)形式存在的数据实施哈希(Hash)后加上时间戳,并且广播该哈希,每个时间戳将前一个时间戳纳入其哈希中,随后的时间戳会对之前的时间戳进行增强,由此形成了一个“区块链”。

区块的产生可以这样理解:因为这种点对点的交易需要记录在一个账本,所以系统设置了一个功能:每隔10分钟就产生一张用于记录这些信息的账单(即区块),但是这个账单(区块)只能给最有能力的那个人记账,证明他有能力的方式,靠解答一道极为复杂的数学题(哈希运算)。这种方式,也被称为“挖矿”。

答题开始,每个人要在系统里预留一个地址,当最有能力的A率先解出难题后,他可以得到区块,当初预留的地址自动记录在区块上。同时为了奖励他,系统会向这个预留的地址发放一定数量的比特币。所有区块连在一起,形成区块链。

区块很像数据库的记录,每次写入数据,就是创建一个区块。每个区块包含两个部分: 区块头(Head),记录当前区块的元信息;区块体(Body),记录实际数据。

区块头的元信息,主要是区块生成时间,实际数据(即区块体)的Hash;上一个区块的Hash(哈希运算值)。

一个区块不等于一个节点:一个节点实际上就是一台接入区块链的计算机(服务器),任何联网的计算机都可以接入区块链,所以区块链上的节点是无数的;但是区块链上的区块是有限的,即每10分钟产生一个区块,达到一定数量后便不再新增。所以一个活跃(算力强)的节点可能有多个区块的记账权,而一个不活跃(算力低)的节点就只有很小一部分区块的记账权。

实际上在“挖矿”中,也有一些规则:比如为了保证各节点信息同步,所以新区块添加速度不能太快,系统设计为平均每10分钟全网才能生成一个新区块,产出速度不是通过命令达成的,而是故意设置了海量的计算;为了保证是正好10分钟产出一个区块,设计了难度系数的动态调节机制,每两周(2016个区块)调整一次,比如两周内区块平均产生速度如果是9分钟,则难度系数要调高10%,反之同理;如果区块链分叉了(一个区块上接入了两个区块),采纳的是最先达到6个新区块(称为“六次确认”)的链条。

发展经历

酝酿期:2009-2012年,经济形态以比特币及其产业生态为主;

萌芽期:时期为2012-2015年,区块链随着比特币进入公众视野,新生的钱包支付和汇款公司出现,区块链经济扩散到金融领域。区块链底层技术创新不断。区块链技术从比特币系统中剥离出来。

发展期:2016年开始探索行业应用,出现了大量区块链创业公司。2017年ICO的火热让区块链受到前所未有的关注。

区块链的价值

产生的区块链,有什么价值呢?实际上这从区块链的特性上就可以得出结论:去中心化、交易点对点、不可篡改的特性可以实现机器信任;交易不可逆、信息加密的特性可以实现价值传递;此外信息点对点、不可篡改等还可以实现智能合约。

机器信任。比如在区块链上,不存在一个第三方的中心机构,而完全依靠点对点、不可篡改等交易机制保证双方信任。区块链技术不可篡改的特性,改变了中心化的信用创建方式,通过数学原理而非中心化信用机构来降低成本,建立信用。

此前寻找中国创客曾报道的布比区块链旗下壹诺金融(文章《用区块链重塑供应链金融模式,他如何做到企业信用可传递?》)便是一家借助区块链技术实现企业信用可传递的区块链应用项目。

价值传递。区块链是第一个能够实现价值传递的网络:一方面,简单的价值传输,让数字资产可以在区块链上自由流通;另一方面,发行代币,让融资更加便利,同时持有者还能享受整个生态的服务(比如一种代币是基于一种区块链应用而产生,拥有代币,代表了拥有应用服务)。

智能合约。这一条款以计算机语言而非法律语言记录,是指将电子合约与区块链技术结合,当一个预先编好的条件被触发时,智能合约执行相应的合同条款。

比如当A公司与B公司签署了一份合约,规定3个月后产品交付自动打款。当条件(3个月后、产品交付)触发后合约自动执行,钱款直接打到对方账户。

这种智能合约的好处在于,一方面降低签约成本、执行成本和合规成本等,尤其在大量日常交易情况下;另一方面还能防止单方面毁约,保障合同按规定执行。

区块链的劣势

实际上区块链作为一种新兴技术,价值固然存在,但也显现出了一些劣势。

其一便是效率低。数据写入区块链,最少要等待十分钟,所有节点都同步数据,则需要更多的时间。拿比特币举例,当前产生的交易有效性受网络传输影响,比特币交易每次的确实时间大约10分钟,6次确认的话需要一个小时。因此区块链的交易数据是有延迟性的。

其二便是能耗,区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算,这是非常耗费能源的。英国一家电力信息网POWER-COMPARE提供的预测数据显示,按照目前比特币挖矿、交易耗电量的增长速度,至2020年比特币耗电量将会与目前全球用电量持平。尽管这一数据备受质疑,但是那些藏在深山老林的“矿场”则实实在在展现了这门生意的耗能景象。

此外,在区块链公有链中,每一个参与者都能够获得完整的数据备份,所有交易数据都是公开和透明的。如果想知道一些商业机构的帐户和交易信息,就能知道他的所有财富还有重要资产和商业机密等,隐私保障难。

当然,区块链的去中心、自治化的特点淡化了国家监管的概念。在监管无法触达的情况下一些,市场的逐利等特性会导致区块链技术应用于非法领域,为黑色产业提供了庇护所。

区块链的应用

但即使发展到现在,区块链目前最好的应用领域还是在加密数字货币,2017年那波ICO热潮也从一方面展现了这波应用到了一个新阶段。在产业应用上,则处于起步阶段。尽管如此,越来越多科技公司也在不断加码区块链项目。

人人坊

成立时间:2018.1.02

应用领域:社交平台与区块链

所属公司:人人网

内容:人人坊为社交网络提供一个开源的区块链平台,利用去中心化的账本记录所有参与者在社交网络中的交互行为,利用智能合约技术实现和约束社交网络中特定场景下参与者的交易行为。

RRCoin是基于区块链和智能合约技术,针对社交网络激励机制和消费行为制定出来的数字加密虚拟货币。在这个区块链实现的社交平台上,RRCoin作为令牌,为平台的智能合约和交易行为提供运作媒介,应用于直播、商业推广、社交游戏、钱包应用等场景中。用户、PGC、开发人员、广告主、平台方等均可在系统内获得或支付RRCoin。

招财猫

成立时间:2018.1

应用领域:宠物游戏与区块链

所属公司:网易

内容:域名bi.163.com已经上线。官网首页显示“区块链宠物猫,限量收藏,即将开启!”。业内称网易招财猫限量发售“招财猫”,目前5000金币/只,每个人限购2只,但游戏的细节、特性目前完全不知。

链克

成立时间:2017.4

应用领域:视频产业与区块链

所属公司:迅雷

内容:链克是迅雷玩客云共享计算生态下的基于区块链的原生数字资产,它的产生过程与玩客云智能硬件、共享CDN的经济应用有强关联,必须通过玩客云智能硬件分享网络带宽、存储空间等资源来获得。前身为“玩客币”,2017年8月,玩客云正式发布,标志着区块链技术加入了共享计算,也标志着迅雷发力区块链C端应用。借助区块链技术,迅雷给通过玩客云智能硬件分享带宽、存储和计算能力等闲置资源的用户发放“链克”,建立公平、透明的奖励机制,激励普通个人参与到数据资源的分享和交换中来。

除此之外,暴风、快播也传出在该领域进行布局。暴风于2017年12月推出“播酷云”,基于此,用户可将闲置存储空间及带宽可用于赚取BFC积分。快播则在2017年8月推出“流量矿石”,搭建了一个基于区块链的分布式共享CDN平台。

共享云

成立时间:2018.1

应用领域:安全共享与区块链

所属公司:360公司

内容:通过360共享云产品分享闲置的宽带资源、计算资源、存储空间,提供给有需要的人。

阿里巴巴

成立时间:未发布

应用领域:电商与区块链

内容:2017年3月24日,阿里巴巴与普华永道达成合作,用区块链打造透明、可追溯的跨境食品供应链,搭建更安全的食品市场。目前,蚂蚁金服旗下支付宝已经将区块链技术用在慈善公益,捐助者每一笔款项的资金明细都会在区块链。

此外,京东、与美图也被称将推出电商与区块链产品。有消息称京东的区块链已经布局半年,落地在防伪追溯和食品安全方面;美图的区块链业务则包括美妆电商打假和社区搭建方面。

黄金红包

成立时间:未发布

应用领域:支付与区块链

所属公司:腾讯

内容:内测的黄金红包,已经开始应用区块链技术进行数字资产的并行记账,提升了内部多个系统空间对账效率,并从底层保护用户资产安全。

小米

成立时间:未发布

应用领域:营销与区块链

内容:小米营销数据链,是一个可以支持链上数据逻辑与链下私有数据安全交互的数据协作平台,针对营销行业的需求和痛点已经上线了两大功能:全量数据匹配以及共建Panel。

全量数据匹配,即通过建立广告主与媒体的网络协作,保证双方只能看到共有的部分数据,并且其他数据对任何人不可见。这样就可以最大程度的保护数据资产,降低双方信任成本,并免除由于第三方带来的效率问题。

共建Panel是通过区块链网络,去中心化的把各个数据源连接起来进行数据协作,提高多方协作的效率,最大程度地保护各方数据资产,并对数据真伪和协作事件进行存证,让整个网络实现自动化运作。

在功能落地方面,目前,包括母婴电商、金融、汽车等行业的各个品牌正在与小米营销数据链合作。

百度

成立时间:未发布

应用领域:搜索引擎与区块链

内容:未公布

参考

  • 中心化与去中心化 https://www.douban.com/note/624421270/

  • 图说区块链 https://book.douban.com/subject/27084306/

  • 区块链是什么,如何简单易懂地介绍区块链? https://www.zhihu.com/question/37290469

  • 什么是比特币51%攻击? http://8btc.com/article-1949-1.html

  • 区块链与新经济:数字货币2.0时代 https://book.douban.com/subject/26804497/

  • 詳解比特幣原理和運行機制 https://www.youtube.com/watch?v=P4seQcP77H4

  • 区块链是什么:从技术架构到哲学核心 https://v.qq.com/x/page/x0518nuh2z7_0.html

  • 区块链核心算法解析 https://book.douban.com/subject/27081206/

  • 深入理解比特幣的安全性及程式交易安全性與相關的密碼學原理 https://www.youtube.com/watch?v=3w1Tg3B_oKQ

  • 深度了解区块链——拜占庭将军问题深入探讨 https://wallstreetcn.com/articles/338061

  • 精通比特币-挖矿与共识 http://zhibimo.com/read/wang-miao/mastering-bitcoin/Chapter08.html

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