最近市場(chǎng)出現(xiàn)了一個(gè)新的名詞"區(qū)塊鏈",非常多的人不顧一切的投入到這個(gè)行業(yè)中去,并且如果哪個(gè)公司只要跟"區(qū)塊鏈"搭一點(diǎn)邊,那這個(gè)公司的股票就蹭蹭往上漲,那么"區(qū)塊鏈"到底是什么呢?

“區(qū)塊鏈”應(yīng)有特質(zhì)：

 

· 使用了具有 "哈希鏈" (下文有解釋) 形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

 

· 有多個(gè)結(jié)點(diǎn)參與系統(tǒng)運(yùn)行(分布式)

 

· 通過一定的協(xié)議或算法對(duì)于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的一致性達(dá)成共識(shí)(共識(shí)協(xié)議/算法)。

介于比特幣目前是區(qū)塊鏈最典型且最有影響力的應(yīng)用之一， 理解比特幣如何使用區(qū)塊鏈后， 再去理解其他形式各樣的區(qū)塊鏈應(yīng)用就會(huì)容易很多。在談應(yīng)用之前，最重要的是先理解它的技術(shù)本質(zhì)是什么， 所有介紹區(qū)塊鏈的答案里， 都最先提到了區(qū)塊鏈不可篡改的特性， 所以第一個(gè)要理解的是它到底是怎么實(shí)現(xiàn)不可篡改性的。

 

· 前置知識(shí);

 

o 密碼學(xué)Hash()函數(shù)的單向性： Hash(x) =y ， 通過y很難找到x

 

o 哈希鏈： 假如現(xiàn)在有順序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊 A, B , C 。 那么我們可以這樣計(jì)算一個(gè)hash 。 注意 “||” 表示拼接

 

h0= Hash(A)

 

h1 = Hash(B || h0)

 

h2 = Hash(C || h1)

 

· h2是我們計(jì)算的hash頭部，現(xiàn)在來看， 為什么我們管這個(gè)東西叫Hash鏈， 因?yàn)閔2 的值依賴于之前一系列數(shù)據(jù)的內(nèi)容和計(jì)算順序。 假如說現(xiàn)在你知道了h2 ， 別人拿著A，B， C， 他不管是修改A，B, C的任一點(diǎn)內(nèi)容還是A，B， C的出現(xiàn)順序，你都無法再次計(jì)算出正確的h2

 

· 好的， 其實(shí)到這里區(qū)塊鏈的概念就有點(diǎn)感覺了不是嗎。"區(qū)塊鏈"這個(gè)詞是英文Block Chain 的翻譯， 如果從字面上理解， "數(shù)據(jù)塊組成的鏈條" 就足以闡釋它的基本內(nèi)涵了。比特幣區(qū)塊鏈其實(shí)就是哈希鏈的一個(gè)變種(注意， 下文描述的這種添加隨機(jī)數(shù)以及對(duì)隨機(jī)數(shù)有特殊要求的規(guī)則是比特幣為了實(shí)現(xiàn)工作量證明 Proof of Work 的共識(shí)機(jī)制而添加的， 并不是區(qū)塊鏈的一個(gè)必要特征)。 怎么變? 添加一個(gè)隨機(jī)數(shù)(Nonce)

 

o 假如現(xiàn)在有順序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊 A, B , C 。 我們來這樣計(jì)算hash頭。 注意“||” 表示拼接

 

h0= Hash(A|| Nonce0)

 

h1 = Hash(B || h0 || Nonce1)

 

h2 = Hash(C || h1 || Nonce2)

 

· 這里我們還添加一個(gè)額外的要求， 就是 h0, h1, h2 必須都得是以指定數(shù)目的0 bit開頭的，例如要求每個(gè)哈希值都必須以5個(gè)0開頭，則h0,h1,h2都應(yīng)該是這樣的形式(00000*****************)

 

· 添加了這個(gè)要求以后， h0, h1, h2就都不是那么容易計(jì)算的了， 因?yàn)槟悴荒芨鶕?jù)輸出的形式來反推輸入是什么， 而A， B， C又是給定的， 那只能不斷更改Nonce來窮舉計(jì)算， 然后找到一個(gè)可以滿足要求的Nonce值 ，使得h0, h1, h2符合要求

 

· 到這里大家就知道所謂的礦工是在干什么了， 就是接受廣播出來的數(shù)據(jù)塊，然后計(jì)算當(dāng)前最新的哈希鏈的頭部， 當(dāng)成功計(jì)算出了一個(gè)符合要求的Hash后， 就告訴所有人，自己找到了， 讓別人再去計(jì)算下一個(gè)哈希頭部。

 

· 其實(shí)到這里， 區(qū)塊鏈的本質(zhì)就已經(jīng)差不多了， 假如網(wǎng)絡(luò)中大家都默認(rèn)遵守協(xié)議， 只在最長(zhǎng)的哈希鏈后計(jì)算新的頭部，那么一切都很好， 但是如果有人想搞不一樣，那他就得擁有更強(qiáng)的計(jì)算能力， 在誠(chéng)實(shí)者都遵守規(guī)則的情況下， 自己能夠計(jì)算出一個(gè)鏈條分叉甚至說直接計(jì)算出一個(gè)新的鏈條，讓大家都承認(rèn)。

 

·至于這個(gè)難度的證明，中本聰就是建立了一個(gè)泊松分布的概率模型， 假設(shè)了誠(chéng)實(shí)結(jié)點(diǎn)計(jì)算出新的哈希頭的概率p和不誠(chéng)實(shí)結(jié)點(diǎn)計(jì)算出新的Hash頭的概率q后，算出了一個(gè)N值。

 

o 這個(gè)N值的含義是給出了當(dāng)一個(gè)新的哈希頭部 h1 計(jì)算出來后，其后追加N個(gè)頭部(h2,h3,h4....)后，網(wǎng)絡(luò)才應(yīng)該承認(rèn)這個(gè)新的頭部 h1. 因?yàn)榇藭r(shí)， 攻擊者要想成功發(fā)動(dòng)攻擊， 至少需要計(jì)算出一個(gè)長(zhǎng)度大于N的分支,這個(gè)概率在攻擊者沒有掌握全網(wǎng)算力50%的時(shí)候是很難達(dá)到的

 

所以到這里， 區(qū)塊鏈就已經(jīng)清楚了，就是一個(gè)密碼學(xué)工具的一種巧妙應(yīng)用而已。那這里思考一下， 不可篡改性其實(shí)并不是一個(gè)什么神奇的特性，密碼學(xué)的簽名技術(shù)就能提供不可篡改性呀， 區(qū)塊鏈到底解決了一個(gè)什么問題。答案是

 

· 信任問題

 

o 區(qū)塊鏈提供了一種方案， 讓一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有的結(jié)點(diǎn)都有能力去用計(jì)算能力投票， 從而保證了得到承認(rèn)的結(jié)果是大多數(shù)人公認(rèn)的結(jié)果， 不會(huì)因?yàn)樯贁?shù)結(jié)點(diǎn)作惡，而修改結(jié)果

 

o 傳統(tǒng)的交易建立在什么基礎(chǔ)上， 我們對(duì)于金融機(jī)構(gòu)的信任， 對(duì)于中央銀行的信任， 或者對(duì)于交易對(duì)手的信任， 對(duì)于第三方中間人的信任。

 

· 這里其實(shí)就引出了很多安全技術(shù)應(yīng)用，或者說很多制度建立的本質(zhì)， 如果你信任的越多， 需要做的工作就越少。

 

· 區(qū)塊鏈就是因?yàn)椴幌胄湃尉W(wǎng)絡(luò)中的任意一個(gè)單一結(jié)點(diǎn)， 所以讓大多數(shù)人具有公平的投票權(quán)利， 而這個(gè)投票權(quán)利，不是按人頭算的， 是按CPU算的， 每個(gè)CPU有一票。

 

· 區(qū)塊鏈的最難以克服的缺點(diǎn)1： 效率問題

 

o 前面說過， 當(dāng)你信任的越多， 需要做的工作越少， 就好比你和一個(gè)人做生意， 如果你完全信任對(duì)方， 那么合同都不用簽， 口頭約定就行。 如果不太信任， 簽一個(gè)簡(jiǎn)單的合同， 規(guī)定最重要的事項(xiàng)。 如果特別不信任， 讓律師對(duì)交易中所有存在風(fēng)險(xiǎn)的地方列出條款，規(guī)定責(zé)任， 簽一個(gè)大大的合同。

 

o 所以看出來了吧， 信任越多， 效率越高。 信任越少， 效率越低。

 

o 區(qū)塊鏈也是一樣，因?yàn)闆]有單一結(jié)點(diǎn)可以信任，通過計(jì)算來換取信任。所以簡(jiǎn)單的一個(gè)承認(rèn)交易的操作， 需要大量的計(jì)算參與進(jìn)來， 結(jié)果是什么， Bitcoin平均交易速度只有7筆每秒。

 

· 比特幣的最難以克服的缺點(diǎn)2： 宏觀金融的適應(yīng)性

 

o 金融學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)作為人類多年來發(fā)展出來的科學(xué)具有不可替代的地位，比特幣的流通貨幣量是存在上限且增加速度基本固定的， 這符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律嗎? 顯然不符合。 因?yàn)閷W(xué)過經(jīng)濟(jì)的人都知道， 貨幣只是對(duì)實(shí)物財(cái)富的衡量， 貨幣增長(zhǎng)速度快于商品增長(zhǎng)數(shù)量， 則發(fā)生通脹， 貨幣增長(zhǎng)速度慢于增長(zhǎng)速度則發(fā)生通縮。

 

· 比特幣的最難以克服的缺點(diǎn)3： 匿名引發(fā)的安全性

 

o 想一想匿名對(duì)于罪犯的好處，就不難理解比特幣的洗錢風(fēng)險(xiǎn)

 

o 比特幣作為信息安全學(xué)者的發(fā)明產(chǎn)物， 現(xiàn)在常被應(yīng)用于黑客入侵之后勒索的交易手段， 想起來也真是諷刺

 

· 比特幣的最難以克服的缺點(diǎn)4： 用戶的易用性

 

o 比特幣的技術(shù)是基于密碼學(xué)簽名技術(shù)的， 你的賬戶安全由你的私鑰保護(hù)， 如果不添加別的手段，比如在別人那里備份， 或者在別的地方備份， 你丟失了密鑰， 賬戶里的 錢是沒有人能給你找回來的。 想想人們丟銀行卡， 忘記密碼的頻率， 這個(gè)問題有多大， 不用我說大家也懂

 

說了這么多缺點(diǎn)， 區(qū)塊鏈技術(shù)和比特幣技術(shù)就不行了嗎? 顯然不是，不然那些國(guó)際金融機(jī)構(gòu)也不會(huì)下大功夫研究它， 但其實(shí)， 和其他所有的技術(shù)一樣， 大家都只是在尋找一種能夠更高效解決信任問題的手段而已， 金融機(jī)構(gòu)的核心是什么， 交易投資與風(fēng)險(xiǎn)控制唄。 其實(shí)也都是圍繞信任問題展開的。信任問題的解決在金融機(jī)構(gòu)本來其實(shí)就是耗費(fèi)了大量的成本的， 只不過很多成本在后臺(tái)， 或者在人工的耗費(fèi)上， 很多人看不到而已。

 

總結(jié) ：

 

區(qū)塊鏈的技術(shù)有望以一個(gè)更低的成本解決更廣泛的信任問題所以被受人關(guān)注。