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什麽是區塊鏈?

我先說壹些基本概念。

百度稱,區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、* *識別機制和加密算法等計算機技術的新使用模式。它本質上是壹個去中心化的數據庫,作為比特幣的底層技術,它是由密碼學產生的壹系列數據塊。

我們試圖將“區塊鏈是什麽”翻譯成“人類語言”。

這個定義指的是區塊鏈3354的“分布式數據庫”的本質。這與傳統的“集中式數據庫”在存儲、更新和操作上有很大的不同。

集中式數據庫可以被認為是以下形狀:

比如我要用支付寶給淘寶賣家付款,從我賺錢到他收到錢的所有數據請求都由支付寶處理。這種數據結構的好處是,只要支付寶負責系統的高效安全運行,其他人就可以無條件相信,不用擔心;壞處是如果支付寶出了問題,比如被黑,服務器被燒,出現內奸,公司跑路(當然上述可能性極低),我們支付寶裏的余額明細等信息就會混亂。

然後有人認為這種小概率事件可以通過任何技術手段規避單壹風險,把數據不僅僅交給壹個中心化的機構。例如,每個人都可以存儲和處理數據。

數據庫結構可能如下所示:

這張圖是分布式數據庫的結構示意圖。每個點都是壹個服務器,都有同等的權限記錄和計算數據,信息點對點傳播。乍壹看確實可以抵禦壹個節點崩潰帶來的風險,但是直觀上也是非常混亂低效的。誰來處理我的信息,誰說了算?

這時,區塊鏈定義中的“* * *知識機制”就發揮作用了。* * *知識機制主要“規定”以下事情:誰來處理壹個數據請求(需要什麽資格);誰來驗證結果(看他有沒有處理好);如何防止加工者和檢驗者相互勾結等。

當壹個“規則”被制定時,有些人可能喜歡被質疑。要形成對* * * *更強的理解,除了讓規則更合理,還應該更有吸引力,讓人們有興趣和動力參與數據處理。這就涉及到公鏈的激勵機制。當我們稍後討論區塊鏈的分類和數字貨幣的作用時,我們將再次開始。

當我們把壹筆交易交給壹個分布式網絡的時候,還有壹個“心理門檻”:能處理信息的節點太多了,我壹個都不認識(不像支付寶,傷害了我可以去找它打官司)。他們都有我的數據。我為什麽要相信他們?

這時,加密算法(區塊鏈定義中最後壹個描述性的詞)出現了。

在區塊鏈網絡中,我們發送的數據請求會根據密碼學原理被加密成接收方根本無法理解的壹串字符。這種加密方式的背後是哈希算法的支持。

哈希算法可以快速地將任何類型的數據轉換成哈希值。這種變化是單向的、不可逆的、確定性的、隨機的、防碰撞的。由於這些特點,處理我的數據請求的人可以幫我記錄信息,但他們不知道我是誰,也不知道我在做什麽。

至此,介紹了分布式網絡的工作原理。但是我們似乎忽略了壹個細節。前面的圖是壹張網。滑輪和鏈條在哪裏?為什麽我們稱它為區塊鏈?

要理解這件事,我們需要先明確幾個知識點:

上圖實際上是數據庫的“宏觀”透視圖,展示了區塊鏈系統處理信息的基本規則和流程。至於“微觀”的數據日誌層面,我們會發現賬本被打包、壓縮、分塊存儲,按時間順序串在壹起,形成壹個“鏈式結構”,像這樣:

圖中的每壹個圓環都可以看作是壹個積木,許多鏈環扣在壹起就形成了壹個區塊鏈。塊存儲數據,這不同於普通的數據存儲:在區塊鏈,後壹個塊中的數據包含前壹個塊中的數據。

為了從學術上解釋塊中各部分數據的字段,我們試著用壹本書來比較什麽是區塊鏈數據結構。

通常我們看壹本書,看第壹頁,然後看第二頁和第三頁。書脊是壹種物理存在,它固定了每壹頁的順序。即使書很散,也可以確定標有頁碼的每壹頁的順序。

在區塊鏈內,每個塊都標有頁碼,第二頁的內容包含第壹頁的內容,第三頁的內容包含第壹頁和第二頁的內容,第十頁包含前九頁的內容。

就是這樣壹個嵌套的鏈條,可以追溯到最原始的數據。

這就引出了區塊鏈的壹個重要屬性:可追溯性。

當區塊鏈中的數據需要更新時,也就是按順序生成新的塊時,“* * *識別算法”再次發揮作用。這個算法規定,壹個新的塊只有得到全網51%以上節點的認可才能形成。說白了就是投票,半數以上的人贊成。這使得篡改區塊鏈上的數據變得困難。如果我想強行改變,賄賂的人太多,成本太高,不值得。

這就是人們常說的區塊鏈的“防篡改”特性。

區塊鏈給人以信任感的另壹個原因是“智能合約”。

智能合同是由計算機程序定義並自動執行的承諾協議。它是壹套由代碼執行的交易規則,類似於現在信用卡的自動還款功能。如果開啟這個功能,就什麽都不用擔心了。到期時銀行會自動扣除妳欠的錢。

當妳的朋友向妳借錢,但不記得還,或找借口不還時,智能合同可以防止違約。壹旦觸發了合同裏的條款,比如什麽時候該還錢了,或者他賬戶裏有額度了,代碼就會自動執行,不管他要不要,他欠妳的錢都會自動轉回來。

我們來簡單總結壹下。區塊鏈技術主要是去中心化,不易篡改,可追溯,代表更多的安全和信任。但也帶來了新的問題:冗余和低效,需要很多節點認同規則,積極參與。

“幹燥”部分到此結束。接下來,我們來談談野史,區塊鏈的正史。

壹項新技術經常被用來為某項任務服務。

或者目標。那麽區塊鏈最初用在哪裏,是誰首先想到的呢?

讓我們回到2008年。

9月21日,華爾街投行紛紛倒下,美聯儲宣布將剩下的兩家投行(高盛集團和摩根士丹利)改為商業銀行;希望通過吸儲度過金融危機。10年10月3日,布什政府簽署了7000億美元的金融救援計劃。

28天後,2008年6月165438+10月1,壹個加密郵件群裏出現了壹個新帖子:“我正在開發壹個新的電子貨幣系統,完全點對點,不需要第三方信任機構。”帖子的正文是壹篇名為《比特幣:點對點電子現金系統》的論文,署名為中本聰(中本聰)。

本文以更嚴謹的邏輯闡述了這種P2P電子現金系統的設計。首先討論了金融機構受制於“信任基礎”(基於信用)的問題,然後壹步步說明如何實現“不需要第三方機構”,巧妙解決前人遺留的技術問題。

兩個月後,中本聰發布了第壹版開源比特幣客戶端,首次挖出50個比特幣。生成第壹批比特幣的區塊叫“創世紀區塊”,原區塊不經過纏繞編譯成0區塊。中本聰花了六天時間挖掘出這塊石頭。這也引發了bitcointalk論壇的討論。比特幣的“信徒”們聯想到聖經,“上帝用了六天時間創造了宇宙,然後在第七天休息了。”

雖然論文中沒有出現去中心化、令牌和經濟的概念,但中本聰詳細解釋了網絡中塊和鏈的工作原理。結果,出現了壹個區塊鏈。

這張紙後來成了“比特主義”的“聖經”,技術成了信仰的基石,開發者的文件成了“漢謨拉比法典”。

後來,通過交換披薩支付第壹個真實場景的費用、賬戶被美國政府封鎖的維基解密靠比特幣奇跡般存活、中本聰“去中心化”和退休、真相和虛假的出現、謠言等壹系列傳說,融合了後人的期待、想象和猜測,成為“聖經故事”。

有些人對《舊約》中描繪的世界並不滿意,另壹個教派把它的教義寫在了壹張白紙上,講述了他們在比特幣之後的十年裏的信仰故事。就像66卷《聖經》的寫作跨越了1500年,經過2000年的詮釋,基督教分裂成了33000個分支。

CoinMarketCap顯示,數字貨幣種類超過4900種,數字貨幣整體市場規模近6543.8+0.4億元。比特幣仍以66%的市場份額領跑整個數字貨幣市場,近期價格徘徊在7200美元/枚左右。

所以很多貨幣都有不同的功能,分為不同的類別:數字貨幣,以比特幣為代表,定位為“數字黃金”,具有壹定的儲值和避險特性;以以太坊為代表的數字貨幣成為其網絡體系中的“運行燃料”;以USDT、天秤為代表的穩定型貨幣,由於波動小,具有良好的支付能力。以DCEP為代表的央行發行了數字貨幣,在壹定程度上替代了M0,讓商業機構和普通民眾在沒有現金和斷網的情況下也不會耽誤收付。

可以看出,區塊鏈技術已經發展了10年,最初也是最“大”的用途是數字貨幣。

數字貨幣也成為參與者維護公鏈的誘人獎勵。

那麽,除了數字貨幣,區塊鏈技術還能用在什麽地方呢?

讓我們回憶壹下區塊鏈的本質是什麽——去中心化數據庫,以及壹些相應的特征:可追溯性、開放性、匿名性和防篡改性。那麽,從理論上講,傳統的獲取集中式數據庫的場景可以嘗試用區塊鏈對其進行改造,看看是否合適。

下面,我們來說說在區塊鏈成功落地的幾個行業和場景:

區塊鏈可以通過哈希時間戳證明某個文件或數字內容在特定時間的存在,為司法認證、身份認證、產權保護和安全溯源提供了完美的解決方案。

在安全溯源方面,通過供應鏈追蹤,區塊鏈技術可廣泛應用於食品藥品、農產品、酒類、奢侈品等領域。

舉兩個例子。

區塊鏈可以讓政府數據跑起來,大大簡化流程。

區塊鏈的分布式技術允許政府部門集中在壹個鏈上,所有工作流程都交付智能合同。書記員只要在壹個部門通過身份認證和電子簽名,智能合同就可以自動處理和流轉,後續的所有審批和簽名都可以按順序完成。

區塊鏈發票是中國最早使用區塊鏈技術的。稅務部門推出區塊鏈電子發票“稅鏈”平臺,稅務部門、開票人、收款人通過獨特的數字身份加入“稅鏈”網絡,真正實現“交易即開票”、“開票即報銷”——秒級開票、分鐘級報銷核算,大大降低了稅收征管成本,有效解決了數據篡改、壹票多報、偷稅漏稅等問題。

扶貧是區塊鏈技術的另壹個應用。利用區塊鏈技術公開、透明、可追溯、不可篡改的特點,實現扶貧資金的透明使用、精準投放和高效管理。

還舉兩個例子。

由公安部第三研究所指導的eID網絡身份運營組織正在與工銀聯* *開發“數字身份鏈”,以公民身份號碼為基礎,基於密碼算法向中國公民發放。eID數字身份系統自上線運行以來,已服務6543.8+億eID的全生命周期管理,有效緩解了個人身份信息被濫用、隱私泄露等問題。

Odaily星球日報整理的網絡信息辦公室備案的五個身份鏈項目。

區塊鏈技術天然具有金融屬性。

在支付結算方面,在區塊鏈分布式總賬系統下,市場多個參與者實時維護並同步壹個“總賬”,只需幾分鐘就能完成過去兩三天才能完成的支付、清算和結算任務,降低了跨行跨境交易的復雜性和成本。同時,區塊鏈底層加密技術確保參與者無法篡改賬本,保證交易記錄的透明和安全,監管部門可以輕松跟蹤鏈條上的交易,快速定位高風險資金流向。

在證券發行和交易方面,傳統的股票發行流程長,成本高,環節復雜。區塊鏈技術可以弱化承銷機構的作用,幫助各方建立快速準確的信息交流渠道。發行人可以通過智能合約發行自己的股票,監管部門可以統壹審核把關。投資者也可以繞過中介機構直接操作。

在數字票據和供應鏈金融方面,區塊鏈科技可以有效解決中小企業融資難的問題。目前供應鏈金融很難惠及產業鏈上遊的中小企業,因為他們往往與核心企業沒有直接的貿易往來,金融機構很難對其信用資質進行評估。基於區塊鏈技術,可以建立聯盟鏈網絡,覆蓋核心企業、上下遊供應商、金融機構等。核心企業向其供應商出具應收賬款憑證,票據經過數字纏繞後可以在供應商之間流通,每壹級供應商都可以用數字票據實現相應金額的融資。

比如說。

由工商銀行、郵儲銀行、11央企共同發起的中國企業雲鏈自2017年成立以來,已覆蓋4.8萬家企業,鏈上確認金額達100億元,保理融資570億元,累計交易達3000億元。金融機構收到貸款申請後,可以核實合同的真實性,合同是否經過多次核實(多頭放款);智能合同自動結算,降本增效;同時,核心企業的應付賬款可以有相應的憑證,由壹級供應商拆分,交給同壹鏈條的二、三級供應商,幫助他們融資;核心企業還可以了解整個鏈條是否正常運轉,避免應急支付的壓力。

區塊鏈技術將極大地優化現有大數據的使用,在數據流和* * *中發揮巨大作用。

上面提到的領域我們都比較熟悉。隨著更多新技術的發展,區塊鏈可能都將與它們結合,在意想不到的交叉領域和目前還無法預測的新場景中發揮作用。

未來互聯網、人工智能、物聯網都將產生海量數據,現有的集中式數據存儲(計算模式)將面臨巨大挑戰。基於區塊鏈技術的邊緣存儲(計算)有望成為未來的解決方案。而且區塊鏈的防篡改和可追溯機制保證了數據的真實性和高質量,成為大數據、深度學習、人工智能等所有數據使用的基礎。

最後,區塊鏈可以在保護數據隱私的前提下實現多方協同數據計算,有望解決“數據壟斷”和“數據孤島”問題,實現數據流通的價值。

鑒於目前區塊鏈的發展階段,為了滿足壹般企業用戶對區塊鏈開發和使用的需求,許多傳統雲服務提供商開始部署自己的BaaS(“區塊鏈即服務”)解決方案。區塊鏈與雲計算的結合將有效降低企業區塊鏈的部署成本,促進區塊鏈場景的使用。未來,區塊鏈科技還將在慈善、保險、能源、物流、物聯網等諸多領域發揮重要作用。

在這個從傳統技術到區塊鏈的實驗中,我們發現,當壹些場景對可追溯性、防篡改、去中心化的要求更強,而對區塊鏈的弱點(比如性能)要求不高的時候,這樣的領域就相當適合結合區塊鏈。

同時,在演化過程中,區塊鏈從人人可及、高度去中心化的公共鏈發展為權限不同、多中心維護的聯盟鏈,在壹定程度上平衡了兩種體系的優劣。

聯盟鏈的典型案例有:微眾銀行與金鏈聯盟開源工作組聯合開發的FISCO BCOS、IBM主要貢獻的Fabric、螞蟻區塊鏈領導的螞蟻聯盟鏈等。

這些不可信系統代表了壹種更安全的數據認證和存儲機制,其中數據得到了有效的認證和保護。企業或個人可以以數字方式交換或簽署合同,這些合同被嵌入代碼並存儲在透明的數據庫中,不能被刪除、篡改或修改。

大膽預言,未來世界的合同、審計、任務、支付都將被唯壹、安全的簽名數字化,數字簽名將被永久識別、認證、合法化和存儲,不可篡改。每壹筆交易都不需要中介擔保,不知道對方基本信息也可以交易。在提高信息安全性的同時,有效降低交易成本,提高交易效率。

總的來說,與兩年前相比,區塊鏈的登陸已經取得了很大的進展。

很多改進都是在系統底層,用戶無法直接看到區塊鏈被使用過,實際上已經從中受益;有些還在試點階段,用戶還沒能體驗到。未來,區塊鏈有望被大規模使用,成為互聯網基礎設施之壹。

我希望能在這裏見到妳,讓妳大致了解什麽是區塊鏈,區塊鏈能做什麽。

相關問答:什麽是區塊鏈?區塊鏈實際上相當於壹個非中介數據庫,由壹系列數據塊組成。每個數據塊包含壹個比特幣在線交易的信息,用來驗證信息的有效性,生成下壹個數據塊。

從狹義上講,區塊鏈是壹種將數據塊按照時間順序有序組合的鏈式數據結構,在密碼學上保證是不可破解、不可偽造的分布式賬本。

從廣義上講,區塊鏈實際上是壹種分布式的基礎設施和計算方法,用來保證數據傳輸和訪問的安全性。

區塊鏈的基礎設施:

區塊鏈由數據層、網絡層、* * * *知識層、激勵層、契約層、使用層六大基礎設施組成。

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