九分鐘了解區塊鍊

題圖：by click_vision From Instagram

我在 2017 年 12 月 26 日寫過一篇「

2018 年技術趨勢預測 」，關于區塊鍊我是這麼寫的：

區塊鍊是可以改變世界的發明。區塊鍊源起比特币，但并不局限在币圈。區塊鍊技術是儲存、驗證和資料保護等問題的實際解決辦法。區塊鍊可被視為分散的、極度安全的資料庫。更專業一點來說，區塊鍊是分布式的點對點的基于密碼學的共享賬本，可以在金融服務、保險、醫療、政府等領域内被廣泛應用。2018年應該是區塊鍊技術起飛并日趨成熟的一年。

沒想到 2018 年剛開始，區塊鍊技術就像西去路上火焰山頂最高的火焰，簡直火冒好幾丈，紅得發紫。很多人會說有這麼火麼，我怎麼不知道。事實上 2017 年火爆的是比特币，區塊鍊的拉升曲線确實是一月份才發生的，看下區塊鍊的微信指數就知道了：

一個浪頭打過來，最好的辦法是迎上去了解個究竟，而不是漠視，或者幹脆當事情沒有發生。最近讀了些相關資料，有了更具體一點的了解，那就寫篇白話文吧。閱讀時間大概九分鐘。

區塊鍊到底是啥？不明真相的群衆一般都去查維基百科，上面是這麼說的：

區塊鍊（英語：blockchain 或 block chain）是用分布式資料庫識别、傳播和記載資訊的智能化對等網絡，也稱為價值網際網路。中本聰在 2008 年，于《比特币白皮書》中提出「區塊鍊」概念，并在 2009 年創立了比特币社會網絡，開發出第一個區塊，即「創世區塊」。

看完以後你是不是發現，都是中國字，怎麼就搞不懂是啥意思呢？是以區塊鍊的概念還是得解釋一下。首先需要明确的是，區塊鍊是一套協定和規範，用英文表述就是 Protocol，不是具體的代碼或者項目。了解了這套協定，你可以基于不同的語言和技術去實作它，這和我們平時定義了一套 API，然後基于不同的技術實作沒有什麼分别。

但是區塊鍊在不同領域的人眼裡，可能是不同的東西。角度不同，我們得出的結論也不一樣。金融領域的人會認為區塊鍊是個分布式的賬本，是一個分布式的去中心化的記賬系統。搞安全和密碼學的人會說區塊鍊是基于密碼學建構的對等網絡。而我們程式員了解了區塊鍊技術，會認為這不就是一個保證最終一緻性的分布式資料庫嘛。

記賬系統

對于普通人來說，記賬系統最容易了解，我們從賬本說起。比如大家一起做生意，總要有個賬本，最初這個賬本由賬房先生管理。但一個人管，總會出現對賬不平衡的情況（比如挪用），于是大家開始輪流管。這種方式也有問題，在某個人保管賬本和記賬期間，一旦發生了資料丢失或賬本損壞的情況，也會搞不清真實原因。最後大家決定用一種新的記賬方式，每個人一個自己的賬本，任何人改動了自己的賬本都要告訴其他所有人，其他人也會在自己的賬本記上一筆。隻要有人發現新的賬目不對，可以拒絕接受。最後以大多數人一緻的賬目為準。

這就是分布式的去中心化的記賬系統。但這種做法時間長了還是會有問題，有人天天記，有人偷懶不記，會産生不公平。于是大家決定每天早上擲骰子，根據點數決定誰來記當天的賬，其他人核對一下，沒問題就複制過來。并且，當天的記賬者會獲得一點點獎勵（這就是挖礦）。

去中心化的分布式資料庫

把上面的記賬系統用軟體技術實作了，就是去中心化的分布式資料庫。

什麼是中心化，早期網際網路大都采用 CS 架構，一個伺服器 N 個用戶端，Client 和 Server 之間進行通訊，系統可靠性嚴重依賴 Server，這叫中性化。

随着業務複雜度的增加，伺服器端也開始分拆，橫向和縱向擴充，讀寫分離等等，這就是我們常用的分布式架構系統，系統可靠性依賴分布式系統的熱備份和容災恢複能力。這時候伺服器雖然分布了，但依然是中性化的。大部分商業公司都采用類似的架構和模式。

去中心化是怎麼回事呢？就是資料庫不屬于任何機構和管理者。隻要伺服器端被某個機構或管理者控制，就存在當機或資料篡改的風險。區塊鍊和 P2P 的網絡通信技術最終實作了去中心化。區塊鍊的作用就是存儲資訊，可以認為是一個資料庫，而任何人都可以通過 P2P 網絡架設伺服器，接入區塊鍊網絡，成為一個節點。這下人人平等了，大家都是 Server，也就沒有了 Server，每個節點既是生産者也是消費者。

你可以向任何一個節點讀寫資料，一旦寫入就是曆史，最後所有的節點都會同步資料，保證「賬本」的一緻性。

區塊鍊是沒有管理者的，也不需要人工稽核和幹涉。那人人都能寫資料，資料的可信度怎麼保證呢？資料被篡改了咋辦？别擔心，P2P 網絡隻是進行資訊通訊，保證資料安全的還有共識算法和加密算法。

共識算法

關于共識算法、拜占庭将軍問題，大家可以參考這一篇文章，很長，但容易看懂。

分布式一緻性與共識算法（https://draveness.me/consensus）

簡單來說，共識算法就是保證少數服從多數，也就是我在記賬系統中寫過的「最後以大多數人一緻的賬目為準」。大多數人認可的事情，就是事實。這種規則聽起來挺吓人的，比如我們常常在文學作品和曆史經驗中知道，真理往往掌握在少數人手裡。但是在 P2P 的網絡裡，有無數的節點，要想大部分節點一起作惡，除非這些節點都被某個組織控制了。這種可能性雖然不是沒有，但幾率非常小。

總的來說，共識算法解決的是對某個提案（Proposal）達成一緻意見的過程。提案的含義在分布式系統中十分寬泛，包括多個事件發生的順序、某個鍵對應的值…等等，可以認為任何需要達成一緻的資訊都是一個提案。

有了共識算法和相關的加密算法，就可以保證資料的安全性和一緻性。

為什麼會挖礦？

談到比特币，大家耳熟能詳的就是挖礦和礦機這種事。那為什麼會挖礦呢？挖礦其實是一種激勵和競争機制。

在區塊鍊系統中，總有些節點被選中進行資料整理、驗證、打包，并把相關的改動廣播出去，這個工作還是挺耗資源的，是以會有獎勵機制。負責打包的節點會獲得系統的獎勵，類似積分，對于比特币系統來說，就是獎勵比特币。有了獎勵，很多節點都希望獲得這樣的獎勵，于是有些區塊鍊系統，比如比特币就會設計出一種競争機制，讓各個節點憑借自己的算力和資源去搶，能搶到這個資料打包的機會，就會獲得獎勵，也就是比特币。這個競争的過程就是挖礦。

什麼是算力呢？就是計算機每秒産生 hash 碰撞的能力。也就是說，手裡的礦機每秒能做多少次 hash 碰撞。算力越高，獲得的獎勵越多。

區塊鍊的未來

很多人覺得區塊鍊的唯一應用就是發行虛拟貨币，最近國内外市場也是烽煙四起，比如超過百年曆史的伊士曼柯達公司宣布推出基于區塊鍊技術的「柯達币」（KodakCoin）和 KodakOne 平台，讓全球的攝影師能夠更好的控制圖檔的版權和交易。然後股價就飙升了……

了解了區塊鍊的技術特點，我們就知道，區塊鍊的能力遠不止虛拟貨币領域，未來的 金融服務、物流、保險、醫療、共享經濟、智能合約領域，應該都會有區塊鍊的身影。

繁華落盡，洗盡鉛華，所有的技術都将經曆時間的洗禮。曆經爆發期、衰退期并進入成熟期的技術，才是真正能具備生命力的技術。

想詳細了解區塊鍊技術，一篇文章是遠遠不夠的，推薦一節免費直播課給感興趣的讀者。

分享者是馮貴彬：

（株）LinkJapan IoT新事業研究室技術主管

2006-2012年北京市氣象局雷達通信研究室

2012-2015年北京康康盛世資訊技術有限公司

負責BLT通信開發.現就職于日本LinkJapan Inc

主要研究方向：

IoT/big data，deeplearning，self-driving

直播課内容：

1、什麼是區塊鍊 

介紹一下區塊鍊的概念和基本技術特點等相關内容

2、區塊鍊的發展史

介紹區塊鍊所解決的問題，談一下區塊鍊的發展史

3、區塊鍊基礎

介紹運算原理、公有鍊、私有鍊、聯盟鍊、常用加密算法等機制以及分叉和礦工在鍊中的作用

4、區塊鍊的缺點

5、區塊鍊的典型應用 —— 以比特币為首的數字貨币

7、區塊鍊技術的未來發展應用

區塊鍊1.0時代

區塊鍊2.0時代

區塊鍊3.0時代

原文釋出時間為：2018年01月23日

本文作者：iOS_開發

本文來源：

CSDN

，如需轉載請聯系原作者。