區塊鏈技術百科(區塊鏈百科合集之 十 大 概 念)

原文發布時間 2021-02-07

原“能鏈科技”現已更名“零數科技”

科技的發展總是超乎人們想象

區塊鏈技術不僅已成為時代浪潮里的堅實著陸地

更是未來可以承載巨大變革的基礎

【零數科技】將持續更新區塊鏈百科專欄

圍繞熱點問題進行深入淺出地解讀

與你共話技術發展 點亮數字未來

《區塊鏈百科合集07 - 十大重要概念》

區塊鏈曾被《經濟學人》喻為“信用的機器”，它真正解決的是數字世界的信任問題。那其究竟是通過什么方式解決信任問題，并讓信任得以高效流通？

本期《區塊鏈百科》專欄將與你一起回顧區塊鏈相關重要概念，例如什么是分布式存儲？區塊高度有何內涵？區塊鏈為什么需要擴容？它解決了什么問題？什么是圖靈完備？什么是Token？它將引領何種新經濟范式？以下點擊標題即可閱讀全文。

熱力學第二定律告訴我們，熵增是一個自發的由有序向無序發展的過程。分布式系統就是一個典型的熵增過程。

在分布式系統中，要協調大量機器有序地完成任務并不是一件容易的事情。對于分布式系統而言，如果對于系統不加以外力的控制和干預，系統將自主走向混亂和無序。換句話說，分布式一致性之所以重要，就是需要一步步厘清無序，通過使用相應的策略和算法抵抗熵增，使整個系統達成共識，保持有序和確定。

無論是摩爾定律的失效，還是商業模式的變革，亦或是共享理念的崛起，在這個時代，分布式存儲系統的重要性尤為凸顯，并迎來了屬于它的高光時刻。

基于區塊鏈的分布式存儲則是一種新的技術解決方案，它不僅能夠大幅降低數據存儲和傳輸的成本，還能提升數據存儲的安全性。在分布式存儲系統中，所有節點的權利和義務都相等，任一節點停止工作都會不影響系統整體的運作。

上帝擲骰子嗎？對這個問題的回答，“是”或者“不是”代表了兩種世界觀。愛因斯坦不相信世界是隨機產生的，它應當是一個具有深刻內在規律、簡單而統一的規則世界。而量子物理的群星們給出了另一個結論：上帝的確擲骰子，宇宙中的確存在真正的隨機性。或者不如說，宇宙中到處都是真正的隨機性。

隨著區塊鏈技術的發展已逐步覆蓋到各個領域，我們比以往任何時候都需要一個安全、穩定、可信的隨機數，來保證密鑰對的生成、鏈上數據的加密、出塊權力的裁定、智能合約的運行。為此，能鏈科技在歷時2年半時間獨立自主研發xPoA共識算法中，成功引入了基于可驗證隨機函數的隨機選擇共識節點方法和BFT共識，以確保DTFN主鏈上的公正性，整個系統的去中心化程度與可信性。

雖然“鏈”這個詞，讓我們想到的是長度而不是高度，但區塊鏈確實是以“區塊高度”來表示區塊與首區塊之間的距離。

區塊高度就相當于區塊鏈上的經緯度，它給了區塊一個“坐標”，通過“區塊高度”，可以準確地描述出某一區塊在鏈上的位置。通常來說，區塊鏈越長，區塊高度的數量值便會越高。“更高”的區塊，一方面意味著其發生時間更近；另一方面，具有更快區塊生成時間的區塊鏈，往往具有更大的區塊高度數。

本質上，區塊鏈上的信息不可更改，也就是說，一旦數據經過驗證并添加到鏈中，任何人都不能更改或刪除它。盡管如此，開發人員有時不得不對區塊鏈的代碼進行更改，要么是為了升級，要么是為了修復某些問題。這個復雜的過程，便是區塊鏈分叉。

長期以來，分叉被認為是危險的，或者至少是破壞性的，但對于升級區塊鏈來說，它也是一種更直觀的機制。這就像我們走在一條路上，到達一個交叉路口，面前是兩條分岔路。我們可以選擇其中一條路，這并不會影響此前的旅程。由于兩條分岔路的不同性質，不同選擇將把我們帶向不同的終點。

可擴展性，一直是區塊鏈領域最值得探討的問題之一，也是區塊鏈想要實現Web3.0愿景，為億萬用戶提供安全可靠服務時所需要攻克的技術難題。

區塊鏈擴容也是如此，緩慢的交易處理速度會造成大量冗余，降低整體網絡性能。雖然目前區塊鏈主流平臺都在努力提高每秒的交易量，但相比于Visa這類動輒每秒上萬的吞吐量仍相形見絀。因此，如何在保證區塊鏈安全性的情況下，有效提升區塊的吞吐量，即實現區塊鏈擴容，為區塊鏈技術大規模應用落地提供技術支撐。從技術的角度來看，目前關于區塊鏈擴容的解決方案主要有兩個方向：鏈上（on-chain）擴容及鏈下（off-chain）擴容。

正如中本聰在白皮書中提及，區塊鏈賬本是一個分布式的“時間戳服務器”，即按時間順序記錄交易。雖然機密信息可以加密，但賬本的歷史是公開，從而實現區塊鏈交易可驗證性。

1997年，密碼朋克成員哈伯和斯托尼塔提出了一個用時間戳的方法保證數字文件安全的協議。哈伯和斯托尼塔對它的簡單解釋是，用時間戳的方式表達文件創建的先后順序，并要求在文件創建后，其時間戳不能改動，這就使得文件被篡改的可能性為零。這也是現在區塊鏈時間戳協議的原型，并直接賦予了區塊鏈技術防篡改、可追溯、高透明的特點，亦是數據在某個特定時間之前已存在的證明。

古希臘哲學家赫拉克利特曾說，人的一只腳不能同時踏入兩條河流。而雙重支付所描述的問題，則是指同一筆錢有可能被重復支付兩次甚至多次。

雖然我們對數字貨幣的未來預期可能很美好，但要設計和實現一套能經得住實用考驗的數字貨幣并非易事，這其中就涵蓋了如何避免雙重支付，以保障金融體系的有效運轉。基于區塊鏈技術，所有參與方均保存達成共識后的共享賬本，任何一方進行雙重支付或篡改賬本數據的難度變得極大，從而保證了賬本數據在分布式環境中的高可信度；更重要意義在于，通過建立高效點對點支付高網絡，從而實現支付清結算效率指數級提升，推動全球經濟的低成本融合。

世界上是否所有數學問題都有明確的答案？

如果有，是否可以通過有限步驟的計算得到答案？

如果是，能否通過一種圖靈機（即數學模型、計算理論模型），經過不斷運行直到數學答案被計算出來？

這是天才少年阿蘭·麥席森·圖靈在《論可計算數及其在判定性問題上的應用》三個思考。圖靈在此篇論文中提出一種假想的計算裝置，后來被稱為“圖靈機”。而圖靈機模型，則奠定了現代計算機的理論基礎。簡單來說，如果一門編程語言、一個指令集可實現圖靈機模型里面全部的功能，或者說能夠滿足任意數據按照一定順序計算出結果，我們就可稱其具有圖靈完備性。

人類社會的文明發展就是建立在無窮的權益證明之上，所有的賬目、所有權、使用權、資格、證明等都是權益證明。就像在現實世界中，我們可以用等價的代金券來換取食物、購買飲料或使用游樂設施等。與之類似，Token即是區塊鏈網絡中的各項價值權益錨定。

能鏈科技創始人林樂曾比喻：如果區塊鏈是一片價值海洋，Token則是海洋上一葉輕舟，實現物理世界到數字世界的有效映射，讓各類價值信息得以低摩擦、高效率地流通起來。Token的出現也是一種經濟規律的創新，其對價值如何轉移和管理的重新定，將從根本上改變許多行業的業務性質，比如說價值的標準化，流通的自由化，信息的真實化，機會的平等化等等……