花木
自24日下午在中央政治局就区块链科技发展现状及趋势进行第十八次集体学习以来，“区块链”备受全社会关注。对于这种新兴技术，即使我们通过大量的资料了解了区块链技术的特点和细节，也往往很难建立对区块链的高层次了解。因此，这也是本文的出发点，即从技术的角度出发，为读者建立一个完整清晰的区块链技术认知框架。
区块链技术起源于2008年的比特币。传统上，区块链被定义为：
分散的分布式分类帐数据库。往中心走，数据存储的每个节点都会同步复制整个账本，信息安全难以篡改。
这种传统的方式是通过描述区块链的特点来定义的。然而，区块链是一系列技术的具体组合，对区块链的真实认知不能仅通过其特征来建立。
换句话说，分布式账本和去中心化不是区块链的本质，很难篡改它们。事实上，随着技术的发展，特别是在特许区块链(注1)这种更有价值的区块链形式中，区块链技术包含了更多的内涵和外延。
区块链的本质是一种“与特定计算设备分离的冯诺依曼架构”，以及一种“可以向第三方证明的可信计算范式”。
1936年，艾伦图灵提出了图灵机计算模型，冯诺依曼在图灵机的基础上给出了工程上可以实现的冯诺依曼架构，开启了信息时代的繁荣。
到目前为止，所有的信息处理系统，包括物联网、互联网、服务器、手机等。都遵循了这种架构设计，其基本原理始终是下图所示的结构。
如果我们从计算机架构的角度来看区块链，区块链技术是冯诺依曼架构的延伸。在比特币中，“输入”是未确认的比特币交易，“输出”是有序确认的比特币交易，“内存”是比特币账本的状态。它的“中央处理器(CPU)”执行比特币节点软件中编码的交易逻辑。
然而，在今天更为地基的许可区块链(注1)系统中，“输入”是任意数据，其“中央处理器”执行“智能合约(注2)”中指定的任何逻辑运算，生成“输出”，并将数据存储在“存储器”中。因此，在计算机体系结构的意义上，区块链系统可以实现与现有冯诺依曼体系结构相同的计算和存储能力。
然而，在现有的冯诺依曼架构计算系统中，计算过程总是在具有单个控制器的固定物理计算设备上完成。
它可能是一部手机、一台电脑，甚至是整个数据中心。只要防范好黑客，这个系统的控制者就可以信任这个计算系统。
而其他人对系统的信任是没有基础的，即系统的控制者无论如何都无法向第三方证明系统是可信的。
这是区块链已经克服的问题。区块链进一步扩展了冯诺依曼架构的计算架构，并将其与特定的物理计算设备分离开来，这样就可以从根本上防止计算过程被单个控制器控制，每个人都可以信任这个计算系统。
无论是工作量证明(PoW)、权利证明(PoS)还是拜占庭容错(BFT)等共识机制，上述计算过程的实际步骤都是在不同的物理基础(节点)上完成的。不同一致性算法的本质是给出一个依次选择这些物理基的方案，以保证其公平性和安全性。
同时，在数据传输层面(输入提交和输出获取)，以现有的点对点网络技术，通信没有唯一的固定接入点，不依赖于特定的IP地址。
这样，这个计算系统就可以在所有人的监督下可信地完成计算过程，很难被恶意篡改或阻止。
具体来说，在区块链计算范式中，许多企业和机构将共同控制这一计算过程。这一步计算在一家公司的电脑上完成，下一步计算在另一家机构的电脑上完成，各方接力计算过程。
在此过程中，任何一方篡改计算逻辑或恶意修改数据，都会立即被下一个计算中继的公司发现，并回滚到上一个正确的计算步骤。
计算逻辑和规则一旦预置，任何公司都无法篡改，任何公司都无法操纵计算过程。
此外，一个常见的误解是，区块链等于完全透明和公开。在比特币系统中，所有数据都是公开的，但数据公开不等于身份公开。用户之间的比特币交易无法有效关联其真实身份，这是隐私的第一层含义，但这种隐私在联盟链中往往是不必要的。
关于数据隐私，更有实际意义的第二层含义是：随着区块链技术的进一步发展，通过多通道、非对称加密、数据摘要与签名、零知识证明等技术的应用，现在可以在区块链存储不同形式的数据密文，在保证数据内容隐私的前提下，在约定的实体之间安全共享数据。
总的来说，区块链技术通过“与特定计算设备分离的冯诺依曼架构”，实现了与现有信息基础设施相同的计算和存储能力。
通过特定计算设备的分离，将计算过程交给“多个实体共同完成”，构建了一个“可向第三方证明的可信计算范式”。
在时间概念上，对于过去，数据可以被记录，不可篡改；眼下，数据和计算流程的共识已经达成，从而实现了贯穿过去和未来的系统性信任建立。
因此，区块链技术是一个真实、安全、私密、可信的存储和计算一体化技术体系。
注：又称联盟链，不同于比特币等公链，是应用于实体企业和机构之间的区块形式。获得许可的区块链意味着参与区块链系统的每个节点都获得了许可，未经许可的节点无法访问该系统。许可链可以没有令牌机制，即“无硬币区块链”。
注：“智能合约”可以理解为用编程语言编写，在区块链系统中执行的代码逻辑。
(作者：链博科技，其内容来自开放内容平台“GetNo。”链条的；本文仅代表作者观点，不代表链家官方立场)
