區塊鍊技術入門1

讀完這篇文章，你将搞清楚這幾個問題：

1.什麼是比特币？

2.比特币為什麼是這麼火？

3.什麼是區塊鍊？

4.區塊鍊都有哪些玩法?

提到區塊鍊，就不得不提比特币，因為小蠻相信在大多數人眼中，比特币不是一個陌生的名詞。比特币，其實質是“中本聰”在2009年提出的一個去中心化的P2P版本的貨币系統，中本聰是誰到現在也沒有一個定論，有人說是一個日本人，有人是一個日本集團，也有人說是中國，不過這都不重要。重要的是比特币現在非常火爆，因為如今的比特币，幾千上萬美金都不一定能買到一個（看行情），大多數人被這個奇怪的電子币高昂的市價給吓到了，懂點技術的人就去“挖礦”了，不懂技術的人直接就去比特币市場上買進賣出了，于是越來越火，到了今天，而曾經的比特币要幾千個才能買一杯可樂。

2.比特币為什麼這麼火？

也許有人以為比特币火，是因為它獨有的技術特性：

（1）獨立性，比特币沒有發行機構，可能大家都知道是中本聰設計的，但中本聰是誰？誰都不知道。

（2）點對點交易，去中心化，不受主權貨币的限制；

（3）安全性，比特币通過密碼學設計來確定貨币流通各個環節的安全。

（4）保密性，比特币是對立的，流通、轉移和支付都通過加密且點對點交易，所有權和流通交易都是匿名的。

（5）總量有限，這也是最重要的也可能是最被廣大炒家看中的一點，所有其他的貨币或者理财産品都無法做到像比特币一樣，至始至終控制發行總量。

然而，然而，以上這些技術特性都無法支撐它火起來，因為技術再牛，沒有應用場景，也無法支撐它的火爆和瘋狂，那麼支撐比特币火爆的主要原因有幾點了，小蠻認為主要有兩點：

（1）炒作，物以稀為貴，當比特币被忽悠起來之後，無數熱錢都會湧向這個沒有實際價值的電子貨币，有人追捧，自然有人投機，有人投機自然就有火爆的局面；

（2）非法用途，前面提到了比特币繞過了中央主權貨币的限制，可以跨越國界點對點自由流通，這也就成為“洗（藏、轉移）錢”的重要工具，無數來曆不明黑錢進入比特币這個總量受限的盤子，也就是為了這個目的。

分析到以上兩點，大家應該能夠對比特币有個清晰的認識。

（1）區塊鍊又是個什麼東西？

區塊鍊作為目前最為熱門的一個技術，到底應該如何去了解了？區塊鍊是分布式資料存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式[1]。以比特币為使用執行個體，區塊鍊其實質就是一種特殊的分布式資料庫，區塊鍊的主要作用是存儲資訊，任何需要儲存的資訊（如比特币的流通交易資訊等）都可以寫入區塊鍊，當然作為資料庫，也可以讀取。其次，區塊鍊網絡是開放透明的，任何人都可以加入區塊，成為其中的一個節點，在區塊鍊中，每一個階段都是對等的，儲存在這個區塊鍊中的所有資料（比如，一個比特币節點就能夠儲存全世界所有比特币自面世以來，所有的流通、轉賬和交易資訊）。換句話說，在區塊鍊中的任意節點寫入資料，最後所有節點都會進行同步，保證本區塊鍊中的一緻。

（2）區塊鍊技術的典型特征[2]

典型特征是去中心化、集體維護、不可篡改、資料透明、使用者匿名等五大特征：

• 去中心化：沒有中心伺服器，所有節點對等，資料分布式高備援存儲，也可以簡單了解為系統沒有管理者，徹底無中心的（所有的資料庫都有管理角色），沒有中心也就意味着無法管理，換句話說“無法被某個人或者某個機構控制”，但這并不意味着，誰都沒法兒操作區塊鍊，這就引出區塊鍊的下一個特性；
• 集體維護：所有目前參與的節點共同維護交易及區塊鍊，而交易基于密碼學原理而非基于“信任”，是的任何達成一緻的雙方，能夠直接進行操作，不需要第三方的參與；
• 不可篡改：區塊鍊是由區塊組成，而區塊的互相連結石油區塊頭中的哈希值資訊決定的，每個區塊的哈希值唯一，通過哈希值标志區塊，區塊内容變化，哈希值一定會改變。如果區塊鍊中某個人修改了區塊中的資訊，為了讓區塊有效，他必須修改整個區塊鍊裡面所有的區塊，否則區塊就脫離區塊鍊了，而哈希計算非常耗時，除非有人掌握全區塊鍊51%以上的算力（又稱51%攻擊），區塊鍊無法被篡改，就如同曆史一樣。
• 資料透明：所有人都可以擷取區塊鍊内所有資料；
• 使用者匿名：區塊鍊使用非對稱加密技術，公鑰作為使用者名，私鑰作為密碼，而且通過數字簽名技術提供使用者交易的密碼學證據，不用進行實名認證。

（3）區塊鍊的技術架構

區塊鍊技術由上至下一共由應用層、激勵層、共識層、網絡層、資料層五層（1.0）組成（2.0是六層，在激勵層和應用層之間加入合約層[3]），每一層都有自己的對應定位。

應用層：封裝了區塊鍊的各種應用場景和案例，比如搭建在以太坊上的各類區塊鍊應用就是部署在應用層，所謂可程式設計貨币和可程式設計金融也将會搭建在應用層，以比特币為例，就是大家接觸到最多的用戶端，完成賬戶的記賬轉賬功能.

*合約層：封裝各類腳本、算法和智能合約，是區塊鍊可程式設計特性的基礎。以以太坊為首的新一代區塊鍊系統試圖完善比特币的合約層。比特币盡管也包含了腳本代碼，但并不是圖靈完備的，即不支援循環語句；以太坊在比特币結構基礎上，内置了程式設計語言協定，進而在理論上可以實作任何應用功能。如果把比特币看成是全球賬本的話，那麼就可以把以太坊看作是一台“全球計算機”---任何人都可以上傳和執行任意的應用程式，并且程式的有效執行能夠得到保證。

激勵層：該層主要出現在公有鍊中，因為在公有鍊中必須激勵遵守規則參與記賬的節點，并且懲罰不遵守規則的節點，才能讓整個系統朝着良性循環的方向發展。确定區塊鍊的運作機制，以比特币為例，它的發行機制和激勵機制，就是就激勵層确定的，比特币有兩種激勵機制，一種是挖礦一種交易手續費。

共識層：封裝網絡節點的各類共識機制算法。共識機制算法是區塊鍊技術的核心技術，因為這決定了到底由誰來進行記賬（挖礦），記賬者選擇方式将會影響整個系統的安全性和可靠性。目前已經出現了十餘種共識機制算法，其中最為知名的有工作量證明機制、權益證明機制、股份授權證明機制等。

網絡層：包括分布式組網機制、資料傳播機制和資料驗證機制等，區塊鍊采用了完全P2P的組網技術（如BT下載下傳，電驢等）。

資料層：封裝了底層資料區塊的鍊式結構，以及相關的非對稱公私鑰資料加密技術和時間戳等技術，這是整個區塊鍊技術中最低層的資料機構，

（4）區塊鍊技術的曆史進階

區塊鍊技術從誕生到現在共三個進化版本1.0版（過去，典型代表比特币）、2.0版（現在，典型代表以太坊）、3.0版（未來），目前主流的2.0版，差別可見下表。

1.0版	2.0版
圖靈完備	非圖靈完備
智能合約	不支援	支援
應用場景	定位于具體應用（如比特币）	定位于平台，可實作各種應用
交易速度	5-20TPS	3000TPS
資源消耗	算力消耗巨大	無資源消耗，支援POS/DPOS/PBFT等低消耗共識機制

備注：

• 圖靈完備：圖靈完備的方法就是看該語言能否模拟出圖靈機，圖靈不完備的語言常見原因有循環或遞歸受限(無法寫不終止的程式,如 while(true){}; ), 無法實作類似數組或清單這樣的資料結構。
• 智能合約：以自動的方式，将義務和權利的關系以程式的形式表達出來，其優勢是利用程式算法替代人仲裁和執行合同。[4]

區塊鍊2.0的技術架構在1.0的基礎上，有了巨大改進，應用層更新為智能合約層，縮短出塊時間到16秒（原來十幾分鐘），對單個區塊的資訊進行了擴充，加入分叉叔伯塊獎勵和Gas消耗機制，建立EVM虛拟機等等，具體可以參考[5]。

（5）區塊鍊的應用分類及相應特征

區塊鍊技術按照應用場景分類，如同雲技術一樣，可以分為公有鍊、聯盟鍊、私有鍊：

• 公有鍊是指全世界任何人都可以随時進入到系統中讀取資料、發送可确認交易、競争記賬的區塊鍊，如比特币，通路門檻低、所有資料預設公開、使用者免受開發者的影響）；
• 聯盟鍊是由若幹個機構共同參與管理的區塊鍊，低成本運作和維護、高交易速度及良好的擴充性、聯盟維護比私有鍊更具可信度；
• 私有鍊是指其寫入權限由某個組織和機構控制的區塊鍊，參與節點的資格會被嚴格限制，交易速度非常之快、給隐私更好的保障、交易成本大幅降低。

三種鍊受限于蒙代爾三角（去中心化、安全、高效），彼此之間沒有絕對的優勢和劣勢，往往需要根據不同的應用場景來選擇适合的區塊鍊類型。

4.區塊鍊都有哪些玩法？

區塊鍊作為如此火的一門新技術，都有哪些玩法了？哪些是正确打開的，哪些又是假冒僞劣了？

（1）正确玩法

• 金融領域：
  • 互助保險。
  • 去中心化自治金融交易所。
• 遊戲娛樂領域：
  • 區塊貓（狗、羊......）
• 其他

（2）錯誤玩法

• 智能合約實作保險自動理賠：這個自動理賠完成不需要智能合約實作，也跟區塊鍊沒什麼關系，傳統的IT系統也能實作。
• 區塊鍊實作各類商品的防僞：商品資訊都是人錄入進去的，要想确定商品真僞，隻能親自檢驗，區塊鍊防僞隻能針對鍊内内生資訊實作防僞（不可篡改屬性，鍊外無濟于事）。

讀到這裡，相信你對區塊鍊也有一定了解了，跟區塊鍊小白說拜拜吧！

原文釋出時間為：2018年02月23日

本文作者：雷小蠻

本文來源：

CSDN

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