区块链基础篇之什么是区块链

in #cn7 years ago

什么是区块链

货币的演变

“信用” 是传统金融行业的核心,货币的发展:

实物货币(贝壳、牛羊) -> 贵金属(铁、金) -> 信用货币 (纸币、电子货币、数字货币)

货币的职能

  • 交换媒介
  • 价值尺度
  • 支付手段
  • 价值储藏

区块链的出现:源于要解决拜占庭将军问题

拜占庭是东罗马帝国的首都,由于国土幅员辽阔,为了防御敌人攻击从而每个军队分割很远,将军与将军之间只能靠信差传递消息。在战争期间,拜占庭军队内所有将军和副官必须达成一致共识,决定是否有赢的机会才会攻打敌人。但是,军队可能有叛徒和敌军间谍,此时,在已知有成员谋反的情况下,其余忠诚的将军在不受叛徒的影响下如何达成一致的协议,即为 “拜占庭将军问题”。

拜占庭将军问题在通信领域

“叛变的将军” 可以想象为,一个出故障的,向其他计算机不停发出不同错误信息的服务器;一份为获取暴利而做出来的金融票据;一个可以发出消息,做出行动的错误信息节点。

比特币和区块链

区块链是比特币的底层技术,比特币是基于区块链技术的第一个应用。现代加密数字货币:底层技术 + 协议 + 货币的三层通用结构。每种不同的数字货币对应自己独有的货币协议及区块链技术。中本聪对 “拜占庭将军问题” 的解决方案:“工作量证明链”(proof-of-work chain)。

区块链的定义

区块链分布式数据存储、点对点传输(p2p)、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

区块链是指通过去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。该技术方案让参与系统中的任意多个节点,把一段时间系统内全部信息交流的数据,通过密码学算法计算和记录到一个区块(block),并且生成该数据块的指纹用于链接(chain)下个数据块和校验,系统所有参与节点来共同确认记录是否为真。

blockchain-demo.png

(示例来源 —— https://anders.com/blockchain/blockchain.html)

别人眼中的区块链

金融从业者:

区块链是一个分布式的账本,是一个分布式的银行帐薄系统(ledger)。

密码学者:

区块链是使用密码学构建的去信任的网络。

IT 从业者:

区块链就是一个确保最终一致性的分布式数据库。

区块链的优点

  1. 任何节点都可以创建交易,在经过一段时间的确认之后,就可以合理地确认该交易是否为有效,区块链可有效地防止 “双花问题” 的发生。
  2. 对于试图重写或修改交易记录而言,它的成本非常高。
  3. 区块链实现了两种记录,交易(transactions)以及区块(blocks):
    • 交易是被存储在区块链上的实际数据,它由参与者在正常的工作过程中使用系统所创建的。
    • 区块则是记录某些交易是在何时,以及何种顺序成为区块链数据库的一部分。它是由我们称之为矿工(miners)的单位负责创建。

区块链的特征

  1. 去中心化

由于使用分布式核算和存储,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

  1. 开放性

系统是开放的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。

  1. 自治性(也叫去信任化)

区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对 “人” 的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。

  1. 信息不可篡改

一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过 51% 的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

  1. 匿名性

由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效),因此交易方无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。

区块链的演化

  • 区块链 1.0 —— 数字货币
  • 区块链 2.0 —— 数字资产与智能合约
  • 区块链 3.0 —— DAO、DAC -> 区块链大社会(科学,医疗,教育等)。

区块链分类

公有区块链(PublicBlockChains)

公有区块链(公链),是指全世界任何人都可以读取、发送交易且能获得有效确认的共识区块链。公链的安全由工作量证明机制(POW)或权益证明机制(POS)等方式负责维护。它们是以经济奖励与加密数字验证相结合的方式而存在的,并遵循着一般原则:每个人从中可以获得的经济奖励,与对共识过程做出的贡献成正比(多劳多得)

联合(行业)区块链(ConsortiumBlockChains)

行业区块链:由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定(预选节点参与共识过程),其他接入节点可以参与交易,但不过问记账过程(本质上还是托管记账,只是变成分布式记账,预选节点的多少,如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点),其他任何人可以通过该区块链开放的 API 进行限定查询。

比如,有 15 个金融机构组成一个共同体,每个机构都运行着一个节点,而且为了使每个区块生效需要获得其中 10 个结构的确认。区块链或许允许每个人都可以读取,或者只受限于参与者,或走混合型的路线。

私有区块链(privateBlockChains)

私有区块链(私链),是指写入权限仅在一个组织手里的区块链。读取权限或者对外开放,或者被任意程度地进行了限制。相关的应用囊括数据管理、审计、甚至一个公司,但在很多的情形下,公共的可读性并非是必须的。

公链和私链的特点

共同体区块链结合了公链的 “低信任” 和私链的单一高度信任,提供了一种混合的模式,而私链可以更精确地描述为带有一定程度数字加密功能,可管理的传统中心化系统。

公链特点:

  1. 中立、开放、去中心化
  2. 不可更改,不可撤销
  3. 拥有网络效应
  4. 抗审查性高

私链特点:

  1. 规则易于修改(交易,余额等)
  2. 交易成本低
  3. 读取权限受限

区块链的应用

  • 公证防伪
  • 智能合约
  • 物联网
  • 身份验证
  • 预测市场
  • 资产交易
  • 电子商务
  • 社交通讯
  • 文件存储
  • 银行结算
  • 电子商务
  • 股权众筹

参考资源