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理解什么是区块链

在国家政策的利好下,区块链再次获得广泛关注。最近经常有圈外的朋友问我一些基本问题,所以我整理了这篇文章,主要介绍三件事:…

一文看懂什么是区块链

在国家政策的利好下,区块链再次获得广泛关注。最近经常有圈外的朋友问我一些基本问题,所以我整理了这篇文章,主要介绍三件事:什么是区块链?区块链和数字货币经历了怎样的历史发展?区块链目前有哪些应用场景,与普通人有什么关系?

区块链到底是什么?先说一些基本概念。

百度称,区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的一种新应用模式。它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,它是由密码学产生的一系列数据块。

我们试图将“区块链是什么”翻译成“人类语言”。

该定义提到了区块链3354“分散数据库”的本质。这与传统的“集中式数据库”在存储、更新和操作上有很大的不同。

集中式数据库可以被认为是这样的形状:

比如我要用支付宝给淘宝卖家付款,从我赚钱到他收到钱的所有数据请求都会由支付宝集中处理。这种数据结构的好处是,只要支付宝对系统的高效安全运行负责,其他人就可以无条件相信,不用担心;坏处是,如果支付宝出了问题,比如被黑,服务器被烧,出现内奸,公司跑路(当然以上可能性极低),我们支付宝里的余额明细等信息都会混乱。

然后有人认为这种小概率事件可以用任何技术手段来规避单个风险,把数据不仅仅交给一个中心化的机构。例如,每个人都可以存储和处理数据。

数据库结构可能如下所示:

这张图是“分布式数据库”的结构示意图。每个点都是一个服务器,他们都有同等的权利记录和计算数据,信息点对点传播。乍一看确实可以抵御某个节点崩溃带来的风险,但直观上也非常混乱低效。我的信息谁来处理,结果谁说了算?

这时,区块链定义中的“共识机制”就发挥作用了。共识机制主要“规定”以下事情:收到一个数据请求,由谁来处理(需要什么资格);谁来验证结果(看他有没有处理好);如何防止加工者和检验者相互勾结等。

当一个“规则”被制定出来时,有些人可能喜欢被质疑。为了形成更强的共识,除了让规则更合理之外,也要更有吸引力,让人们有兴趣和动力参与到数据处理的工作中来。这就涉及到公链的激励机制。当我们稍后讨论区块链的分类和数字货币的作用时,我们将再次开始。

当我们把一笔交易交给一个分布式网络的时候,还有一个“心理门槛”:能处理信息的节点那么多,我一个都不认识(不像支付宝,万一伤害到我,我可以去找它打官司)。他们都有我的数据,我凭什么相信他们?

这时,加密算法(区块链定义中的最后一个描述性词语)登场了。

在区块链网络中,我们发出的数据请求会根据密码学原理被加密成接收方根本无法理解的一串字符。这种加密方式的背后是哈希算法的支持。

哈希算法可以快速将任何类型的数据转化为哈希值。这种变化是单向不可逆的、确定的、随机的、防碰撞的。由于这些特点,处理我的数据请求的人可以帮我记录信息,但他们不知道我是谁,也不知道我在做什么。

至此,介绍了分散式网络的工作原理。但是我们似乎忽略了一个细节。前面的示意图是一张网。滑轮和链条在哪里?为什么我们称它为区块链?

要理解这件事,我们需要先理清几个知识点:

前面这张图其实是一个“宏观”的数据库透视图,展示了区块链系统处理信息的基本规则和流程。而具体到“微观”的数据日志层面,我们会发现账本被打包、压缩、分块存储,并按时间顺序串在一起,形成一个“链式结构”,像这样:

图中的每一个圆环都可以看作是一块积木,许多链环扣在一起形成一个区块链。块存储数据,这与普通的数据存储不同:在区块链上,后一个块中的数据包含前一个块中的数据。

为了从学术上解释块中数据的每个部分的字段,我们试图用一本书来比喻什么是区块链数据结构。

通常,我们看书,看完第一页,然后看第二页和第三页.书脊是一种物理存在,它固定了每一页的顺序。即使书散了,也能确定标有页码的每一页的顺序。

在区块链内部,每个块都标有页码,第二页的内容包含第一页的内容,第三页的内容包含第一页和第二页的内容.第十页包含前九页的内容。

也就是说,如果我关注整本书,找到最后一页并理解它就足够了。

就是这样一个嵌套的链条,可以追溯到最原始的数据。

这就引出了区块链的一个重要属性:可追溯性。

当区块链中的数据需要更新时,即按顺序生成新的块时,“共识算法”再次发挥作用。这个算法规定,一个新的块只有得到全网51%以上节点的认可才能形成。说白了就是投票,半数以上的人同意就可以产生。这使得区块链上的数据很难被篡改。如果我要强行改变,要贿赂的人太多,成本太高,不值得。

这就是人们常说的区块链的“不可篡改”特性。

区块链给人信任感的另一个原因是有“智能合约”。

智能合同是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议。它是一套由代码执行的交易规则,类似于目前信用卡的自动还款功能。如果开启这个功能,你什么都不用担心,到期银行会自动扣你欠的钱。

当你的朋友向你借钱,但不记得还了,或者找借口不还了,智能合约可以防止违约。一旦触发了合同里的条款,比如什么时候该还钱了,或者他的账户里有了额度,代码就会自动执行,他欠你的钱不管他要不要都会自动转回来。

我们来简单总结一下。区块链技术主要是去中心化,不易篡改,可追踪,代表了更多的安全和去信任。但也带来了新的问题:冗余和低效,需要很多节点认同规则,积极参与。

区块链和数字货币经历了怎样的历史发展?“烘干”部分到此结束。接下来,我们来谈谈野史,区块链的正史。

一项新技术的诞生往往是为了服务于某个特定的任务或目标。那么区块链最初用在哪里,是谁首先想到的呢?

让我们把时间拉回到2008年。

9月21日,华尔街投行纷纷倒下,美联储宣布将剩下的两家投行(高盛集团和摩根士丹利)改为商业银行;我希望我们能通过吸收和储存度过金融危机。10月3日,布什政府签署了7000亿美元的金融救援计划。

28天后,2008年11月1日,一个密码学邮件群里出现了一个新帖子:“我正在开发一个新的电子货币系统,它是完全点对点的,不需要第三方信任机构。”帖子的正文是一篇名为《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的论文,署名为中本聪(中本聪)。

本文以严谨的逻辑阐述了这个P2P电子现金系统的设计。首先讨论了金融机构受制于“信任基础”(基于信用)的问题,然后一步步说明如何实现“不需要第三方机构”,巧妙解决前人遗留的技术难题。

两个月后,中本聪发布了首个开源的比特币客户端,首次挖出50个比特币。产生第一批比特币的区块被称为“创世区块”(Genesis block)。创建块编译为块0,没有链接。中本聪花了六天时间挖掘这个街区。这也引发了bitcointalk论坛的讨论。比特币“信徒”想起圣经,“上帝在六天内创造了天地万物,然后在第七天休息”。

虽然文中没有去中心化、令牌、经济等概念,但中本聪详细解释了网络中区块链的工作原理。于是,就有了区块链。

这张纸后来成了“比特主义”的“圣经”,技术成了信仰的基石,开发者的文档成了“汉谟拉比法典”。

之后,比特币通过交换披萨支付的第一个真实场景,账号被美国政府屏蔽的维基解密,靠比特币奇迹般的活了下来,中本聪的“去中心化”和退休,真假和谣言的出现,等等,融合了后人的期待、想象和猜测,成为一个“圣经故事”。

有些人不满足于《旧约》中描绘的世界,他们另起炉灶,另立宗派。他们把自己的教义写进了白皮书,讲述了自己在比特币之后的十年里的信仰故事。就像66卷《圣经》的写作跨越了1500年,经过2000年的解读,基督教分成了33000个分支。

CoinMarketCap显示,数字货币种类超过4900种,数字货币整体市场规模近1.4亿元。比特币仍以66%的市场份额主导数字货币市场,近期价格徘徊在7200美元/枚左右。

所以很多货币都有不同的功能,分为不同的类别:数字货币,以比特币为代表,定位为“数字黄金”,具有一定的储值和保值特性;以以太坊为代表的数字货币成为其网络体系中的“运行燃料”;以USDT、天秤为代表的稳定型货币,由于波动性较低,支付绩效较好;以DCEP为代表的央行发行数字货币,在一定程度上代替了M0,让商业机构和普通民众在现金告罄、断网的情况下,也不会延迟收付。

可以看出,区块链技术已经发展了10年,最初也是最大的应用是数字货币。

数字货币也成为参与者维护公链的诱人奖励。

那么,除了数字货币,区块链技术还可以用在什么地方呢?

区块链目前有哪些应用场景,与普通人有什么关系?让我们回忆一下区块链——分散数据库的本质是什么,以及一些相应的特性:可追溯性、开放性、匿名性和防篡改性。那么,理论上,使用集中式数据库的传统场景都可以用区块链进行转换,看看是否合适。

下面,我们来说说成功落地区块链的几个行业和场景:

区块链可以通过哈希时间戳证明某个文件或数字内容在特定时间的存在,为司法认证、身份识别、财产保护、安全溯源等提供了完美的解决方案。

在知识产权领域,区块链科技的数字签名和链上的存证可以确认文字、图片、音频、视频等权利。并通过智能合约创建和执行交易,让创作者重新获得定价权,实时保存数据,形成证据链。同时涵盖了确认、交易、维权三个场景。

在安全溯源领域,通过供应链追踪的区块链技术可广泛应用于食品药品、农产品、酒类、奢侈品等领域。

举两个例子。

去年7月,百度发布了基于百度超链的“内容版权链”百度图腾,为图腾联盟合作伙伴提供证书注册存管、交易分发、维权取证等服务。百度分布式存储系统中的区块链版权登记证书,就像一个“隐形”水印,可以在一定程度上减少“偷图”现象,让创作者更愿意分享。

今年6月,沃尔玛(中国)与技术合作伙伴微链共同推出了区块链溯源平台。消费者可以扫描商品上的二维码,查看商品的货源信息、沃尔玛收货的地理位置、物流运输时间、商品检验报告、商品和供应商的详细介绍等。买的更放心。

区块链可以让政府数据跑起来,大大精简业务流程。

区块链的分布式技术允许政府部门集中在一个链上,所有的业务流程都交付给智能合同。书记员只要在一个部门通过身份认证和电子签名,智能合同就可以自动处理和流转,后续的所有审批和签名都可以按顺序完成。

区块链发票是国内区块链技术最早的应用。税务部门推出区块链电子发票“税链”平台,税务部门、开票方和收款方通过唯一的数字身份加入“税链”网络,真正实现了3354秒开票、分分钟报销的“一笔交易即开票”、“一笔报销即开票”,大大降低了税收征管成本,有效解决了数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。

这是扶贫区块链技术的又一应用。利用区块链技术公开、透明、可追溯、不可篡改的特点,实现扶贫资金的透明使用、精准投放和高效管理。

也举两个例子。

由公安部第三研究所指导的eID网络身份运营组织正与公一联合作开发“数字身份链”,以公民身份号码为根,基于密码算法向中国公民发放。eID数字身份系统自上线运行以来,已服务1亿eID全生命周期管理,有效缓解了个人身份信息被冒用滥用、隐私泄露等问题。

o星球日报整理并在网信办备案的五个身份链项目。

今年8月,国家税务总局深圳税务局联合腾讯公司公布一年成绩单:已开具区块链电子发票600万张,金额40亿元,接入企业5300余家,覆盖110余个明细行业。其中,区块链技术在低成本的前提下,实现了电子发票不能造假,按需开票,全程监控,数据查询。

区块链技术天然具有金融属性。

在支付方面,在区块链分布式总账系统下,市场的多个参与者共同维护并实时同步一个“总账”。只需几分钟,现在两三天才能完成的支付、清算、结算任务就能完成,降低了跨行、跨境交易的复杂程度和成本。同时,区块链的底层加密技术保证了参与者无法篡改账本,保证了交易记录的透明性和安全性。监管部门可以轻松跟踪链条上的交易,快速定位高风险资金流向。

在证券发行和交易方面,传统的股票发行过程漫长、成本高、复杂。区块链技术可以弱化承销机构的作用,帮助各方建立快速准确的信息交流和共享渠道。发行人通过智能合约自行办理发行,监管部门统一审核。投资者也可以绕过中介直接操作。

在数字票据和供应链金融方面,区块链科技可以有效解决中小企业融资难的问题。目前供应链金融很难惠及产业链上游的中小企业,因为他们往往与核心企业没有直接的贸易往来,金融机构很难对其信用资质进行评估。基于区块链技术,我们可以建立一个联盟链网络,覆盖核心企业、上下游供应商、金融机构等。核心企业向供应商开具应收账款凭证,票据可以在上午10点左右流通

由工商银行、邮储银行、11家央企联合发起的中企云链自2017年成立以来,已覆盖4.8万家企业,确权1000亿元,保理融资570亿元,累计交易3000亿元。金融机构收到贷款申请后,可以在链条上验证合同的真实性,以及合同是否经过多次验证(多头借贷);智能合同自动结算,降本增效;同时,核心企业的应付账款可以有相应的凭证,由一级供应商进行拆分,交给同一链条的二、三级供应商,帮助其筹集资金;核心企业也可以了解整个链条是否正常运行,避免应急支付的压力。

区块链技术将极大地优化现有的大数据应用,在数据流沟通和共享方面发挥巨大作用。

上述领域对我们来说比较熟悉。随着更多新技术的发展,区块链或许可以与之结合,在意想不到的交叉领域和尚无法预测的新场景中发挥作用。

未来互联网、人工智能、物联网都将产生海量数据,现有的集中式数据存储(计算模式)将面临巨大挑战。基于区块链技术的边缘存储(计算)有望成为未来的解决方案。再者,区块链对数据的防篡改和可追溯机制,保证了数据的真实性和高质量,成为大数据、深度学习、人工智能等所有数据应用的基础。

最后,区块链可以在保护数据隐私的前提下实现多方协同数据计算,有望解决“数据垄断”和“数据孤岛”问题,实现数据流通的价值。

鉴于目前的区块链发展阶段,为了满足一般商业用户的区块链开发和应用需求,许多传统云服务提供商已经开始部署自己的BaaS(“区块链即服务”)解决方案。区块链与云计算的结合将有效降低企业区块链的部署成本,提升区块链的应用场景。未来,区块链科技还将在慈善、保险、能源、物流、物联网等诸多领域发挥重要作用。

在这个从传统技术到区块链的实验中,我们发现,当一些场景对可追溯性、防篡改、去中心化的要求更强,而对区块链的弱点(比如性能)要求不高的时候,这样的领域就相当适合结合区块链。

同时,在区块链演化过程中,从一个人人可及、高度去中心化的公共链,发展出一个权限不同、由多个中心维护的联盟链,在一定程度上平衡了两个系统的优劣。

联盟的典型案例有:微众银行牵头的金链联盟开源工作组联合开发的FISCO BCOS、IBM主要贡献的Fabric、蚂蚁区块链牵头的蚂蚁联盟链等

这些去信任系统代表了更安全的数据认证和存储机制,其中数据被有效地认证和保护。或者企业或个人可以交换或签署数字合同,这些合同被嵌入代码并存储在透明和共享的数据库中,不会被删除、篡改或修改。

大胆预言,未来世界的合同、审计、任务、支付都将被唯一、安全的签名数字化,数字签名将被永久识别、认证、合法化和存储,不可篡改。每一笔交易都不需要中介担保,不知道对方基本信息也可以交易。在提高信息安全性的同时,可以有效降低交易成本,提高交易效率。

总的来说,与两年前相比,区块链的登陆已经取得了很大的进展。

很多改进都是在系统底层,用户无法直接看到使用了区块链,实际上已经从中受益;一些应用程序仍在试点中,用户还没有体验过。未来,区块链有望大规模应用,成为互联网基础设施之一。

我希望你在这里看到,你有一个什么是区块链和区块链能做什么的一般理解。

我是郝周放,艾德

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作者: 币圈菜鸡

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