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区块链基础普及013354什么是区块链

区块链技术是比特币创造的。本文也将从比特币开始,一步步告诉你什么是区块链。如果你想马上知道区块链是什么,你也可以直接去文…

区块链基础普及01——什么是区块链

区块链技术是比特币创造的。本文也将从比特币开始,一步步告诉你什么是区块链。如果你想马上知道区块链是什么,你也可以直接去文章末尾的区块链的定义。

区块链可能是目前最有前景、最有分歧的技术和经济趋势。它给数字世界带来了“价值表征”和“价值转移”两个全新的基本功能。它的潜力正在显现,但现在正处于一个朦胧而野蛮的成长阶段。对比互联网的发展史,现在的区块链可能相当于1994年的互联网,也就是互联网刚刚进入大众视野的时期,也是第一波互联网革命萌芽的时期。谷歌、亚马逊、脸书、腾讯、阿里巴巴、优步、滴滴,甚至现在市值过万亿的苹果,都从那个时刻受益。现在区块链科技可能会带来互联网的第二次革命,把互联网从“信息互联网”带到“价值互联网”。在区块链的对比下,人们发现,原本被称为“信息高速公路”的互联网处理的是“信息”,而区块链可以处理的是“价值”。改变即将发生,未来已经来临。我们再次站在革命的起点——价值互联网的转型。要了解价值互联网的未来,我们必须首先了解什么是区块链技术。让我们回到10年前,从中本聪发明比特币的那一刻开始。

比特币的诞生2009年1月3日,在芬兰赫尔辛基的服务器上,一位匿名的神秘技术极客中本聪生成了第一个比特币区块,即所谓的比特币创世纪区块。在创世街区的言论中,中本聪写下了当天英国《泰晤士报》的头条:

《泰晤士报》03/01/2009财政大臣站在第二次银行救助的边缘

这样做,他记录下了比特币系统启动和创世块产生的瞬间,并用这句话对当时的全球金融体系表达了一种影射。2009年初,全球金融体系刚刚经历了2008年金融危机的冲击,似乎摇摇欲坠。在生成创世块的时候,按照自己制定的规则,中本聪获得了50个比特币,也就是最早的50个比特币。从创始块开始,每隔10分钟,比特币的账本上就会增加新的数据块,凭空发行新的比特币。比特币的去中心化网络开始运行,扩展到现在由数万个节点组成的全球网络。在比特币产生的那一刻,它的三个组成部分都出现了,分别是加密货币、分布式账本和去中心化网络,如下图所示。

图1:比特币的三个组成部分

2008年10月31日,中本聪给一个密码学邮件列表的所有成员发了一封邮件,标题是“比特币:点对点电子现金论文”。

见:3359 www.mail-archive.com/cryptography @ metzdowd.com/msg09959.html中本聪。比特币白皮书可以在:www.bitcoin.org/bitcoin.pdf.找到

他写道:“我一直在研究一种新的电子现金系统,它是完全点对点的,不需要任何可信的第三方。”比特币的起源应该远早于这个日期。中本聪曾经说过,他在2007年5月开始编写比特币项目的程序。2008年8月,他注册了bitcoin.org的域名,现在是比特币项目的官方网站。在邮件中,他附上了一份关于比特币的白皮书的链接,题为“比特币:一种点对点的电子现金系统”。这篇由中本聪在2008年发表的论文可能是互联网发展史上最重要的论文之一。其他重要论文有利于Creed的《作为通信设备的计算机》(1968),蒂姆伯纳斯李撰写的万维网协议(WWW)提案《信息管理:一个提案》(1989),以及谷歌联合创始人谢尔盖布林(sergey brin)和拉里佩奇(Larry Page)撰写的搜索引擎论文。可以合理地推测,中本聪不是一个学术研究学者。他可能是一名做实际软件工程开发的工程师,因为他不仅设计了比特币系统,还开发了它在互联网上运行。他可能在写上述重量级论文解释他的设计之前就已经开发了软件。2008年11月16日,中本聪公布了比特币系统的源代码。在发布白皮书和开源软件代码之后,2009年1月3日,在这个区块链诞生的时刻,他终于在互联网上推出了比特币网络。之后,中本聪在网上与几个开发人员讨论想法,并继续开发迭代。随着比特币网络的成熟,他的活动开始减少,比特币系统逐渐进入自主运行状态。终于,在比特币系统发明三年后,自2011年11月起,中本聪再也不会出现了。他永远成为了一个匿名的传奇,没有人知道他是谁,只留下了他自己的创作。

为什么中本聪创造了比特币在创造比特币的过程中,中本聪发明了区块链技术,这是比特币衍生出来的底层技术。那么,他为什么要创造比特币呢?他想解决什么问题?现在的比特币往往被称为一种“加密数字货币”,人们关注的往往是“货币”这个词。事实上,比特币并不具备各国法定货币的特征,它只是一种数字形式的特殊商品。比特币目前的市场价格和暴涨暴跌也影响着人们对它的看法。人们将其比作黄金、郁金香等投资和投机标的。但如果我们回到中本聪创造它的那一刻,就会看到比特币的出现源于技术极客们想要解决的一个技术难题:“如何在数字世界创造出具有现金特征的东西?”《比特币:一个点对点的电子现金系统》这个标题反映了中本聪想要解决的难题:他想要创造出可以在数字世界中使用的电子现金,它可以进行点对点的交易,即个人对个人的交易,没有任何中介的参与。我们来对比一下。在物理世界中,一个人可以将现金纸币交给另一个人,而不需要经过银行、支付机构、证人等中介机构。但是因为数字文件是可以复制的,复制的电子文件是一模一样的,所以在数字世界里,我们不能简单的用一个数字文件作为代表价值的东西。同时,我们在支付机构有多少钱,并不是像钞票一样用数字文件来表示,而只是集中数据库中的记录。在数字世界中,当一个人想要向另一个人转移现金时,必须有中间人的参与。比如通过支付宝转账的过程,就是支付宝从一个人的账户记录中减去一定的金额,再在另一个人的账户记录中加上一定的金额。在数字世界中,如何创造一种没有中介或去中心化的数字现金一直是个难题。既然数字文件可以完美复制,如果没有一个集中的数据库进行记录,如何避免两次花费一笔钱?这就是所谓的双重支付或者双重支出问题。在比特币出现之前,我们所熟悉的主要电子现金系统(如PayPal、支付宝等。)都依靠集中式数据库,避免了双花问题。这些可信的第三方中介是不可或缺的,如图2所示。

图2:比特币是点对点的现金,没有任何中介。

但是在另一条路径上,也就是去中介化或者去中心化的e-cash,很多技术极客一直在做着各种各样的尝试,但是都没能取得最终的成功。2008年,中本聪借鉴并综合了前人的成果,特别是现在通常被称为cypherpunk的群体的成果,改进了之前的各种集中式和分散式电子现金,并以自己独特的创新创造了比特币这种点对点的电子现金系统,解决了没有中介的双花问题。特别是比特币,一种电子现金系统,同时是去中介化和去中心化的:

个人之间的电子现金不需要可信的第三方中介的介入,这就是脱媒。电子现金的货币发行不需要一个集中的组织,而是由代码和社区的共识来完成,这就是去中心化。需要注意的是,这个“电子现金”中的现金并不是指钱,而只是在解决难题的过程中,借用它来代表数字世界中的价值的一种说法。这是为了便于理解。现实中,最常见的代表价值的东西就是现金。起初,用于代表价值的电子现金比特币没有价格。比特币系统只是一个逻辑上可行的系统,一个解决难题的技术玩具。2010年5月22日,在一个网络论坛上,一个程序员用一万个比特币换了两张棒约翰披萨的代金券。比特币第一次有了公平的价格:1万个比特币要25美元。为了纪念这一天,每年的5月22日成为区块链世界的节日:——比特币披萨节。此后,比特币虽然一直不是货币,但逐渐获得了价值和价格。比特币的价格是在自由市场交易中确定的,不断反复波动。然而,无论是从早期的1132美元下跌一半,还是在2017年底迅速上涨至近2万美元,然后在几个月内跌至仅三分之一,比特币系统及其底层区块链技术都保持稳定。由中本聪设计并编码的比特币电子现金系统已经运行了近十年。比特币系统已经从一个技术玩具变成了一个近乎完美的系统,而且似乎还会继续稳定运行很长一段时间。

从比特币体系中发现区块链在物理世界中,现金是一张纸币,但其背后却有一整套与货币相关的金融体系:央行、银行、印钞厂、信用卡组织,以及后来的第三方网络支付机构等。在数字世界里,也需要设计一套完整的系统,才能创造出去中介化、去中心化的“电子现金”。该系统应能解决以下一系列问题:

这种“现金”如何在不受任何集权机构或个人控制的情况下,公平公正地发放?如何实现像在物理世界一样,一个人可以直接把现金交给另一个人,不需要任何中介的协助?这种电子现金是如何“防伪”的?在数字世界里,这个问题可以转化为,一个电子现金怎么可能不花两次?中本聪设计开发了比特币系统,完美地解决了这些问题。说到比特币,人们往往会提到比特币,一种代表价值的电子现金。实际上,比特币作为电子现金,只是比特币体系的表层,比特币体系由三层组成,如图3所示:

最上层是比特币等电子现金。这是整个系统的应用层。中间层的功能是发行比特币,处理比特币在用户之间的转移。这一层也叫比特币协议,是整个系统的应用协议层。底层是比特币的分布式账本和去中心化网络。这一层也被称为比特币区块链,是整个系统的通用协议层。比特币系统的三层命名(应用层、应用协议层、通用协议层)源于区块链著名研究者Melanie Swan。她还提出了一个被广泛引用的阶段划分:区块链1.0是货币,区块链2.0是契约,区块链3.0是应用。

梅勒妮斯旺是《泰晤士报》(区块链:新经济蓝图)的作者。应用层、应用协议层、通用协议层的分类见她的演讲。

图3:一张图片清晰地显示了比特币和区块链。

比特币系统实现的去中心化点对点电子现金,其发行和转移依赖于中间的比特币协议层。类比真实的货币体系,这一层的作用相当于央行(发行货币)、银行(处理转账)等金融机构。让我们更深入地看看这一层,叫做“比特币协议”。比特币系统架构图往往进一步细分为五层(见图4),分别对应比特币协议和比特币区块链。在这个五层架构中,比特币协议层细分为应用层、激励层和共识层。

图4:比特币系统架构图

在设计比特币系统时,中本聪创造性地将计算机计算竞赛与经济激励相结合,形成了工作证明(POW)的共识机制,使挖掘计算机节点在计算竞赛中完成货币发行和记账的功能,以及区块链账本和去中心化网络的运维。这就形成了一个完整的循环:矿机挖矿(计算能力竞争)、去中心化记账(操作系统)、比特币形式的经济激励(经济奖励)。比特币的工作量证明,共识机制是承上启下的纽带,连接上层应用和下层技术:上层是电子现金的发行、转移和防伪;在较低的级别,进入中央网络的节点达成协议并更新分布式分类帐。在讨论了区块链的现在和未来之后,我们将继续回到比特币系统的设计。这是一个简单而复杂的系统,它整合了技术和经济因素,是区块链所有创新的源泉。

至此,我相信读者大概能明白区块链是什么了。最后,让我们从不同的角度来定义区块链。

第一个区块链(比较流行)比特币的定义:一种加密的数字货币;区块链:一项基础技术。区块链是一种衍生自“比特币”的底层技术。换句话说,比特币是区块链技术的首次成功应用。

区块链区块链的第二个定义是数字世界中“价值表示”和“价值转移”的技术。区块链硬币的一面是代表价值的加密数字货币或通行证,另一面是价值转移的分布式账本和去中心化网络。分布式账本和去中心化网络常被称为“链”,可视为一个软件平台;而代表价值的通行卡,通常被称为“币”。卡存储在链中,由链上的代码管理(智能合约的主要形式),可编程。

图5:区块链的两种定义

【讨论】当我们说区块链的时候,我们所说的比特币体系包括三层:比特币、比特币协议、比特币区块链,也就是比特币的分布式账本和去中心化网络。因此,与比特币系统相比,当我们谈论区块链时,我们可能在谈论什么呢?

图6:从比特币系统的角度看区块链是什么

“区块链”一词包含四种可能,其覆盖范围逐渐变大,如上图所示:

一种可能是,区块链指的是比特币的数据结构,即数据块连接形成的链条,也叫“分布式账本”。在比特币白皮书中,中本聪分别提到了区块链和区块链,但后来他们被组合成了新词区块链。第二种可能性是,区块链指的是比特币的分布式账本和去中心化网络的结合。与比特币系统相对应,它指的是整个第三级比特币区块链。第三种可能是,区块链指的是比特币系统的第二层(比特币协议)和第三层(比特币区块链)的结合。它包括分布式账本、去中心化网络和比特币协议。第四种可能是,区块链指的是整个比特币体系,包括全部三层,既包括价值所代表的比特币,也包括其背后的整个体系。从这个角度来看,区块链被视为一个完整的系统,包括技术部分和经济部分。当公众提到区块链时,往往指的是第四大范围,即“图书网络协议货币”。在业内,当人们提到区块链时,通常指的是第三个范围,即“账本网络协议”。很多软件开发者在谈到区块链时,通常指的是第二个范围“账本网络”,即分布式账本加中央网络。现在,包括我在内的很多人都有一个观点,所有基于区块链的价值代表币都被称为pass卡,比特币等代币被视为一种特定的pass卡。一般来说,当我们提到加密数字货币、通行证和令牌时,我们都指的是基于区块链并代表数字世界价值的东西。如果采用“通行证”一词,区块链最大的范围包括“账簿网络协议通行证”。

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作者: 区块链动态

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