基礎課程第四課 區塊鏈的特點

之前第1節課,我曾談到過區塊鏈的定義-“不可篡改可追溯的分佈式共享賬本”,在這個定義中,也提到了區塊鏈的五個特點,下面我們逐一對這五個特點進行分析。

基礎課程第四課 區塊鏈的特點

01

分佈式(去中心化)

先看看我們常見的網購的支付流程,比如我在淘寶買個東西,大概會涉及到如下5步:

1、 我下單之後把錢支付給支付寶(注意這筆錢是支付給支付寶,而不是賣家)。

2、 支付寶收款後通知賣家可以發貨。

3、 賣家收到通知後給我發貨。

4、 我收到貨物後滿意貨物,確認收貨。

5、 支付寶收到我的確認信息,把錢支付給賣家。

我在網上買個東西,我把錢付給賣家,賣家把貨物給我,由於我和賣家不認識,彼此之間缺乏信任,我怕賣家收了錢不發貨,賣家怕我收了貨不給錢,這時候就只能藉助我們雙方都可以值得信任的第三方啦。這裡的第三方就是支付寶,所有的淘寶上的交易都通過可信第三方-支付寶,這就是典型的中心化支付的原理。可是支付寶就一定安全嗎,也未必,假設支付寶的機房所在地突然發生地震,所有的數據都丟失啦,這會導致我和賣家重新陷入相互不信任的狀態。

而區塊鏈是去中心化的,也就是節點和節點之間交易只需要兩者之間進行即可,不需要第三方的參與。而且每個節點之間都是完全平等的,無論個人還是機構或者銀行,在網絡中都是平等的節點。沒有中心化,所有的節點,權力和義務都相等,這樣也就可以容忍部分節點的異常狀態。任意節點停止工作,都不會影響整個網絡。

數據庫和整個系統的運行都是公開透明的,在系統的規則和時間範圍內,節點之間無法欺騙彼此。同樣,系統是所有節點共同維護的,系統中所有人共同參與維護工作。系統中每一個節點都擁有最新的完整數據庫拷貝,修改單個節點的數據庫是無效的,因為系統會自動比較,認為最多出現次數的相同數據記錄為真。

這就是區塊鏈的去中心化思想。

02

不可篡改

這裡首先要給大家講的是“拜占庭將軍”,簡單來說,就是一群將軍要達成共識作出進攻或者防守的決定,可是其中有叛徒,想誘導將軍們做出錯誤的決定,而將軍們如何做到不被叛徒欺騙,得到正確的信息呢?此時,叛徒會告訴將軍虛假的信息,也就是我們所說的篡改信息。但是,當將軍總數大於叛徒三倍以上的時候,信息的傳遞是不可篡改的。

區塊鏈中最常見的共識機制是 “工作量證明機制”。工作量證明的特點,對於執行的一方來說,難度是適中的。對於驗證方來說是非常容易被驗證的。礦工們(礦工在後面我會專門給大家做介紹,這裡就可以簡單理解為記賬的人)進行哈希計算,你可以理解為是一種數學的遊戲。獲得正確答案,就會獲得記賬權,其他節點經過非常簡單的驗證之後,就可以同意其記賬,並同步賬本,打上時間戳後,緊接著進行下一輪算力競賽。

如果這時候有人想對某個區塊高度上某個交易信息進行修改,他需要做什麼呢?他需要從這個區塊開始把之後所有的區塊都重新計算一遍,把賬本再同步給其他人。而在他進行計算的同時,其他礦工們已經在原來的鏈上繼續往前進行記賬了。因為在比特幣的網絡裡,大家認為最長的鏈才是正確的鏈,所以這個惡意篡改的人,需要在很短的時間內達到現有區塊的高度,讓自己的這條區塊鏈成為最長的鏈,讓其他礦工誤以為這是正確的賬本。

區塊鏈技術是去中心化的,所有節點都是獨立且平等的。對少量節點的篡改(類似於將軍背叛),未被篡改的節點在用自己的算力投票,因此是不會影響最終結果的,這也決定了數據的不可篡改性。除非這個惡意篡改的人,擁有非常大的算力,至少達到51%,否則基本上沒有可能進行這樣的篡改。這就是著名的51%攻擊,也就是當算力超過51%,才有可能會篡改區塊鏈的數據。注意,這裡的51%是算力,而不是節點數,只有算力超過半數,也就是算的比整個網絡都快才有可能造假。

而光是擁有這些算力所需要的硬件成本,初步預估就要超過100億美元,而且這只是和當前的算力競爭記賬,而如果想把比特幣從創世區塊到現在所有節點重構一遍,大概需要一百萬億美元才能實現。大家知道,這基本是沒有任何可能的。

總而言之,想篡改比特幣賬本,簡直是比登天還要難,同時也無利可圖。

03

可追溯

區塊鏈是一連串的區塊所共同組成的鏈條,每個區塊都指向前一個區塊,共同形成一個鏈條。而區塊是一系列交易的共同組合,由於記錄了從創世區塊開始所有的世界級交易,那麼每條交易都能找到它相關的父交易,以此類推,直到最原始的交易。

以比特幣為例:比特幣是通過挖礦產生的,將這部分比特幣作獎勵給生成區塊的礦工。在一個新增區塊中,第一個交易其實就是對礦工獎勵,獎勵作為交易的輸出項。而在此後的交易中,比特幣從輸入項向輸出項轉移,其中涉及到合併或者找零。比特幣從一開始誕生到至今為止的所有交易都被保存在區塊鏈中,所以任何比特幣都可以一直追溯到由哪個區塊挖礦產生的,經過很多次的分拆、組合,形成了當前的某筆交易。

04

共享

在區塊鏈中,所有的信息和交易都是共享的。數據庫和整個系統的運作都是公開透明的,系統中的每個節點都擁有最新的完整數據庫拷貝,整個區塊鏈系統的維護是由所有節點共同參與的。

05

記賬

這個特點在第一節課中,我已經反覆強調啦,這裡就不再贅述,還不瞭解的同學出門左轉去翻第1節課吧,核心思想就是從信息傳遞到價值傳遞。

除了上面所提到的主要五個特點之外,區塊鏈根據應用場景的不同,還會具備其他特點,常見的如下:

06

匿名性

匿名性,意味著免監管,免稅費,由於這一特性,比特幣可能被大量用於黑市交易、洗錢活動、賭博,跨境交易等。由於全球黑市市場需求巨大,比特幣流通性基本不會下降。

07

健壯性

以比特幣為例。比特幣完全依賴p2p網絡,除非全世界退回到100年前,那個時代還沒有互聯網,否則比特幣將永遠無法被關閉,所以雖然在很多國家,比特幣不被承認,不過這並不影響它的蓬勃發展。

08

跨國界性

區塊鏈真正實現了地球村的概念,鼠標輕輕一點,你的區塊鏈上的數字貨幣就進入了異國他鄉的某個人的賬號,不經過任何管控機構,也不會在任何機構留下痕跡。

09

可信任性

10

降低成本

跟傳統技術相比,區塊鏈技術可能需要的時間、人力和維護成本更少。

11

增強安全

區塊鏈技術將有利於安全、可靠的審計管理和賬目清算,減少犯罪風險。

這節課,我主要講解了區塊鏈的特點,對於基於數字方式的交易行為,區塊鏈技術能潛在地降低交易成本、加快交易速度,同時還能提高安全性。讓效率更高,讓成本更低,也意味著區塊鏈技術將得到廣泛而深入的應用。比特幣是區塊鏈的第一個應用,雖然最初的它還存在著這樣或者那樣的不完善,但是仍然被視為數字世界的數字黃金。後面我就將依託於比特幣,來給大家逐步介紹區塊連的技術特點。下一節課,我們先介紹比特幣的核心---交易。


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