元宇宙和區塊鏈(元宇宙生意經3——15分鐘搞懂區塊鏈,你信不信?)
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珍珠項鏈、打麻將,這些貌似與區塊鏈風馬牛不相及的事情恰恰是你認識區塊鏈的基礎。一個形象的說法,區塊鏈就是一群人共同維護的一個大賬本。區塊鏈是一種分布式賬本技術(DLT,Distributed LedgerTechnology),通過共識機制發動節點來共同記賬。為防止共識信息被篡改,通常情況下,區塊鏈會采用鏈狀數據結構,使用密碼學技術進行數據存儲。
技術從來都不是獨立存在的,這一點在區塊鏈技術中體現得淋漓盡致。區塊鏈第一次創造性地將密碼學、分布式、博弈論、P2P協議等技術有機地組合在一起,使其具備去中心化、賬務公開、不可篡改、可追溯等特點。區塊鏈最大的創新是第一次用技術解決了人類的共識問題,用理性的技術為人類建立信任提供了方法。
區塊鏈是“化名”為中本聰(Satoshi Nakamoto)的一個人或者一群人智慧的結晶。從2018年以后,區塊鏈逐漸被大眾所津津樂道,每個人都在問區塊鏈是什么?區塊鏈誕生于比特幣,隨著區塊鏈技術的不斷發展,區塊鏈技術在商業中的價值已經超過了數字貨幣本身。
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區塊鏈是什么,有點類似一串珍珠項鏈,其中每顆珍珠都有固定的位置,拿走任何一顆珍珠,其他珍珠的位置都會發生變化。每顆珍珠就相當于一個區塊,將珍珠用線串起來就形成了區塊鏈。當然這樣的比喻不是非常貼切,只是為了方便大家理解。
第一個區塊鏈應用——比特幣,它的工作原理類似打麻將,4個礦工自發地組織在一起,通過擲骰子(碰撞一個隨機數)確定誰來記賬,誰獲得了記賬權誰就得到了相應的獎勵,其他3個礦工對這筆賬目進行確認。這個賬本與我們之前使用的賬本不同,由于它是一群人來記賬,因此修改這個賬本的難度會比較高。
我們傳統的信息系統,無論是銀行系統,還是我們熟悉的支付寶、微信,使用的數據庫都是集中式、中心化的,所有的數據安全都依賴于某一個組織(例如阿里)的可信度,以及這個組織背后的技術是否過硬,管理是否足夠嚴格。
而區塊鏈則不同,它是通過共識機制發動大量的節點來共同記賬,并且這些節點之間地位平等。由于區塊鏈采用了一群人共同記賬的方式,使得數據難以篡改。
在區塊鏈技術中,要修改數據必須得到半數以上節點的同意才可以修改數據,相對于傳統中心化單個節點說了算的記賬方式,使用區塊鏈技術進行記賬可以提高大家的信任度,而這種信任機制的建立不依賴于某個組織、個人,而是依賴于區塊鏈技術本身。
舉一個例子,在一個村子里,張三借給李四1萬元人民幣,原來的方式就是張三給李四打一張借條,或者找一個雙方都信得過的人作為見證人。現在有了區塊鏈,同樣是張三借給李四1萬元人民幣,我們會發動所有的人都來記賬,每個人都會在自己的本子上記一筆賬“張三借給李四1萬元人民幣”。按傳統的記賬方式,一旦李四的借條丟了,或者張三賄賂了這位見證人,這筆借款都有可能收不回來。但有了區塊鏈,由于全村人都記賬,這筆借款就變得無法抵賴了。
那么,問題來了,憑什么全村人都幫李四來記這一筆賬,只是人緣好是不能讓全村人都來記賬的,我們必須有一套機制來獎勵這些人。這就有點像農村的紅白喜事,全村人都來幫忙,原因是以前大家生活條件都不好,只要村中有紅白喜事,當事人都要大擺宴席答謝村里人,這其實就是一種獎勵機制。
同樣,區塊鏈要讓一群不相干的人來共同記賬,因此需要一套獎勵機制,也就是經濟刺激,讓參與記賬的人可以獲得經濟上的回報。但問題是,只要有經濟刺激,就會有人作弊。
為了防止有人作弊,區塊鏈引入了共識機制,以確保參與者無法作弊。比特幣和現在的以太坊使用的共識機制是工作量證明機制(Proof of Work,PoW);Bitshares、Steem、EOS采用的是代理權益證明機制(Delegate Proof of Stake,DPoS)。
為防止共識信息被篡改,典型的區塊鏈會采用鏈狀數據結構進行數據存儲。因此,區塊鏈也是一個“歷史記錄不可篡改的數據庫”。傳統數據庫可以增、刪、改、查(CURD),而區塊鏈只能增加和查詢,不能修改、不能刪除。去中心化是區塊鏈最重要的特征,指的是區塊鏈在不依賴中心化組織的條件下,參與方(節點)可以通過共識機制達成一致,使區塊鏈天然具備信任的基礎。賬務公開是區塊鏈技術中一個常用方法,為了使參與方都可以記賬和驗證,通常情況下會將賬務公開廣播給全網。
可追溯特性是基于密碼學的區塊鏈鏈狀數據結構保證的。為了確保交易的唯一性,有效防止雙重攻擊,使用時間戳技術為每一筆交易加蓋時間戳。
區塊鏈只能發幣嗎?
作為一個分布式賬本技術,除了加密貨幣本身的應用之外,智能合約是區塊鏈現在一個主要的發展方向。全世界的精英都將重心放在了智能合約的大規模應用上。
那么,有沒有一種更有效的辦法來確保合同的執行呢?答案是將上面的合同內容寫在智能合約中,一旦智能合約中某個條件達成,合約就會自動執行。由于區塊鏈信任的特點,使合約的執行不依賴于任何現有的中心化機構,這樣就可以有效解決傳統合同出現糾紛的問題。
無論是顯式的合同,還是日常生活中的各種交易都是一種契約關系。傳統契約需要簽字、蓋章才具備法律效應。你可以將智能合約想象為一個自動售貨機,使用智能合約就是不依賴人和現有中心化機構,合約可以根據預設的條件自動執行。
去中心化作為區塊鏈一個重要的特點,指的是區塊鏈在不依賴中心化組織的條件下,參與方可以通過共識機制達成一致,使區塊鏈天然具備信任的基礎。去中心化的英文是decentralized,原意如下:
將權力從中央轉移到地方政府:
將大型組織部門的管理權,從單一集中管理轉移到其他部門,通常情況下給予它們一定程度的自主權。判斷一條鏈是否去中心化,可以以節點數量、節點的容錯性和有多少人(組織)能夠控制系統來衡量。
節點數量越多,系統可以容忍崩潰的節點越多;參與節點的人(組織)越分散,就代表一條鏈的去中心化程度越高,反之,一條鏈就趨向于中心化。
區塊鏈作為一個分布式賬本技術,可以應用在很多地方,但在具體業務上,需要和云計算、大數據、人工智能、物聯網等技術結合起來才能滿足實際業務需求。
例如,在商品溯源中,區塊鏈可以從商品源頭信息采集、原料來源追溯、生產過程、加工環節、倉儲信息、檢驗批次、物流周轉到第三方質檢、海關出入境、防偽驗證的全過程進行追溯;將商品信息采用分布式結構存儲在各個節點上,使數據受多方監管,保證鏈上商品信息記錄過程的真實性。區塊鏈數據不可篡改的特點,可以有效保證上鏈商品信息無法篡改,使商品溯源的可信程度大幅度提升,但要避免源頭造假,還需要借助物聯網技術進行數據采集。
共識機制:
不只是區塊鏈的特權,在人類歷史發展的長河中,已經產生了許多的共識機制,例如國家、宗教、道德、科學等。我們對于一件事情好壞的判斷,都基于各自的生活環境和認知水平,這也能很好地說明為什么價值觀相同的人容易達成共識,同一個地域的人容易達成共識。為了能夠清楚地理解共識機制,我們需要搞清楚共識機制中的區塊、生產者、驗證者3個核心概念。以籃球比賽為例,在籃球比賽中比賽成績就是區塊,運動員是區塊的生產者,裁判員是區塊鏈的驗證者。如果裁判徇私舞弊就會產生信任危機,無法保證比賽成績的真實性,因此共識機制的關鍵就是保證區塊生產和驗證的安全。
工作量證明機制(Proof of Work,PoW)
全網通過競猜隨機數獲取生產區塊的資格,一旦某個節點作惡就會白白損失算力,無法成為合格的區塊生產者,也無法獲得獎勵。工作量證明機制并非完美,其中被指責最多的主要有兩點,一是浪費能源,二是風險和收益博弈必然導致聯合挖礦,而大算力礦池可能會對系統的去中心化構成威脅。比特幣采用的是工作量證明機制。由于比特幣長期緩慢的發展,導致65%的算力已經被5個礦池所占有。理論上上講,5大礦池聯手可以對比特幣網絡發起51%的攻擊。
權益證明機制(Proof of Stake,PoS)
節點被稱為驗證者,沒有挖礦,節點通過驗證交易則獲取交易手續費,驗證錯誤則沒收押金。每次系統會根據抵押代幣數量來隨機選擇驗證者,抵押代幣越多則被選為驗證者的概率越大。舉一個例子,如果A節點抵押了100個代幣,B節點抵押了10個代幣,那么A節點相對B節點就有10倍的驗證機會。
P2P(peer to peer)
首先要澄清的是,網絡是一種分布式應用架構,不是大家認為的P2P網絡借貸,中文稱為對等網絡(也稱點對點網絡)。舉一個例子,你通過微信給朋友老王發了一句話“在嗎?”,這時老王會在自己的手機上看到這條信息。你以為這條消息是直接發給了老王,其實背后的流程是:你先將這條信息發給了微信服務器,然后微信服務器再將這條消息發給老王。在你完全不知情的情況下,有一個中間人在參與你們的交流,這個人就是微信服務器,它在幫你轉發那條消息。節假日,如果微信服務器繁忙,它有可能會罷工,這時候可能這條消息就一直無法發送。但是,如果采用P2P網絡,你和老王之間就可以直接通信了。由于在P2P網絡中不存在特殊節點,因此,其他任何節點出現問題都不會影響你和老王之間的通信。
我相信大家對區塊鏈已經有了很好的認識,接下去章節我們再來說說區塊鏈背后深層次的理解,請大家拭目以待!
隨著國家和地方政策的紛紛出臺,作為價值互聯網,區塊鏈的商業價值是什么?
區塊鏈會在哪些領域率先出現?
哪些行業會被區塊鏈顛覆?
哪些領域背后正在暗流涌動?
都是相當有意思的話題,非常值得期待!