到底什么是区块链?这么一解释你就明白了
先说一些基本概念。
百度称,区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的一种新应用模式。它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,它是由密码学产生的一系列数据块。
我们试图将“区块链是什么”翻译成“人类语言”。
该定义提到了区块链3354“分散数据库”的本质。这与传统的“集中式数据库”在存储、更新和操作上有很大的不同。
集中式数据库可以被认为是这样的形状:
比如我要用支付宝给淘宝卖家付款,从我赚钱到他收到钱的所有数据请求都会由支付宝集中处理。这种数据结构的好处是,只要支付宝对系统的高效安全运行负责,其他人就可以无条件相信,不用担心;坏处是,如果支付宝出了问题,比如被黑,服务器被烧,出现内奸,公司跑路(当然以上可能性极低),我们支付宝里的余额明细等信息都会混乱。
然后有人认为这种小概率事件可以用任何技术手段来规避单个风险,把数据不仅仅交给一个中心化的机构。例如,每个人都可以存储和处理数据。
数据库结构可能如下所示:
这张图是“分布式数据库”的结构示意图。每个点都是一个服务器,他们都有同等的权利记录和计算数据,信息点对点传播。乍一看确实可以抵御某个节点崩溃带来的风险,但直观上也非常混乱低效。我的信息谁来处理,结果谁说了算?
这时,区块链定义中的“共识机制”就发挥作用了。共识机制主要“规定”以下事情:收到一个数据请求,由谁来处理(需要什么资格);谁来验证结果(看他有没有处理好);如何防止加工者和检验者相互勾结等。
当一个“规则”被制定出来时,有些人可能喜欢被质疑。为了形成更强的共识,除了让规则更合理之外,也要更有吸引力,让人们有兴趣和动力参与到数据处理的工作中来。这就涉及到公链的激励机制。当我们稍后讨论区块链的分类和数字货币的作用时,我们将再次开始。
当我们把一笔交易交给一个分布式网络的时候,还有一个“心理门槛”:能处理信息的节点那么多,我一个都不认识(不像支付宝,万一伤害到我,我可以去找它打官司)。他们都有我的数据,我凭什么相信他们?
这时,加密算法(区块链定义中的最后一个描述性词语)登场了。
在区块链网络中,我们发出的数据请求会根据密码学原理被加密成接收方根本无法理解的一串字符。这种加密方式的背后是哈希算法的支持。
哈希算法可以快速将任何类型的数据转化为哈希值。这种变化是单向不可逆的、确定的、随机的、防碰撞的。由于这些特点,处理我的数据请求的人可以帮我记录信息,但他们不知道我是谁,也不知道我在做什么。
至此,介绍了分散式网络的工作原理。但是我们似乎忽略了一个细节。前面的示意图是一张网。滑轮和链条在哪里?为什么我们称它为区块链?
要理解这件事,我们需要先理清几个知识点:
前面这张图其实是一个“宏观”的数据库透视图,展示了区块链系统处理信息的基本规则和流程。而具体到“微观”的数据日志层面,我们会发现账本被打包、压缩、分块存储,并按时间顺序串在一起,形成一个“链式结构”,像这样:
图中的每一个圆环都可以看作是一块积木,许多链环扣在一起形成一个区块链。块存储数据,这与普通的数据存储不同:在区块链上,后一个块中的数据包含前一个块中的数据。
为了从学术上解释块中数据的每个部分的字段,我们试图用一本书来比喻什么是区块链数据结构。
通常,我们看书,看完第一页,然后看第二页和第三页书脊是一种物理存在,它固定了每一页的顺序。即使书散了,也能确定标有页码的每一页的顺序。
在区块链内部,每个块都标有页码,第二页的内容包含第一页的内容,第三页的内容包含第一页和第二页的内容第十页包含前九页的内容。
就是这样一个嵌套的链条,可以追溯到最原始的数据。
这就引出了区块链的一个重要属性:可追溯性。
当区块链中的数据需要更新时,即按顺序生成新的块时,“共识算法”再次发挥作用。这个算法规定,一个新的块只有得到全网51%以上节点的认可才能形成。说白了就是投票,半数以上的人同意就可以产生。这使得区块链上的数据很难被篡改。如果我要强行改变,要贿赂的人太多,成本太高,不值得。
这就是人们常说的区块链的“不可篡改”特性。
区块链给人信任感的另一个原因是有“智能合约”。
智能合同是由计算机程序定义并自动执行的承诺协议。它是一套由代码执行的交易规则,类似于目前信用卡的自动还款功能。如果开启这个功能,你什么都不用担心,到期银行会自动扣你欠的钱。
当你的朋友向你借钱,但不记得还了,或者找借口不还了,智能合约可以防止违约。一旦触发了合同里的条款,比如什么时候该还钱了,或者他的账户里有了额度,代码就会自动执行,他欠你的钱不管他要不要都会自动转回来。
我们来简单总结一下。区块链技术主要是去中心化,不易篡改,可追踪,代表了更多的安全和去信任。但也带来了新的问题:冗余和低效,需要很多节点认同规则,积极参与。
“烘干”部分到此结束。接下来,我们来谈谈野史,区块链的正史。
一项新技术经常被用来为某项任务服务。
或目标而生。那么区块链最初是被用在哪里,又是谁先想出来的呢?让我们把时间拉回2008年。
9月21日,华尔街投行接连倒下,美联储宣布:把仅存的两家投资银行(高盛集团和摩根士丹利)改为商业银行;希望可以靠吸储渡过金融危机。10月3日,布什政府签署了7000亿美元的金融救市方案。
28天之后,也就是2008年的11月1日,一个密码学邮件组里出现了一个新帖子:“我正在开发一种新的电子货币系统,采用完全点对点的形式,而且无需第三方信托机构。”帖子的正文是一篇名为《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》的论文,署名Satoshi Nakamoto(中本聪)。
论文以较为严谨的逻辑阐述了这套点对点电子现金系统的设计,先是讨论了金融机构受制于“trust based”(基于信用)的问题,再一步步说明如何实现“无需第三方机构”,并精巧地解决掉前人遗留下来的技术问题。
两个月后,中本聪发布了开源的第一版比特币客户端,并首次挖出50个比特币。产生第一批比特币的区块被称为“Genesis block”(创世区块),创始区块被编译为0区块,没有上链。中本聪用了6天时间挖出这个块。这也在bitcointalk论坛中引发讨论,比特币的“信徒”们联想到了圣经中,“神用六天创造天地万物,便在第七日歇工安息了”。
虽然论文中并未出现decentralized(去中心化)、token(通证)、economy(经济)等概念,但中本聪详细解释了区块(Block)和链(Chain)在网络中的工作原理。于是,便有了区块链(Block Chain)。
这篇论文,后来成为了“比特神教”的“圣经”,技术成为信仰的基石,开发者文档成了“汉谟拉比法典”。
之后,比特币通过交换披萨实现首次现实场景的支付、被美国政府封锁账户的维基解密依靠比特币奇迹般地生还、中本聪的“放权”与退隐、真真假假的现身和辟谣等等一系列传说,融合了后人的期许、想象和投机,成为了“圣经故事”。
也有人并不满意“旧约”中描绘的世界,另起教派,将教义写入白皮书,在比特币之后的十年中,讲述着他们的信仰故事。就像66卷圣经的写作跨越了1500年,又经过2000年的解读,基督教分化出33000个枝丫。
CoinMarketCap显示,数字货币种类已超过4900种,数字货币整体市场规模近14亿元。比特币仍以66%的市占率领跑整个数字货币市场,近期价格在7200美元/枚附近徘徊。
这么多的币种有着不尽相同的功用,又被分成不同的类别:以比特币为代表的数字货币定位在“数字黄金”,有一定的储值、避险特性;以以太坊为代表的数字货币,成为了其网络系统中的“运行燃料”;以USDT、Libra为代表的稳定币,因其低波动,有着良好的支付性;以DCEP为代表的央行发行数字货币,一定程度上取代M0,让商业机构和普通百姓们在没现金又断网的时候,也不耽误收付款。
可见,区块链技术发展10年,最初和最“大”的应用就是数字货币。
数字货币也成为了参与者们维护公链的诱人奖励。
那么在数字货币之外,区块链技术还可以被用在哪里呢?
让我们再回忆下什么是区块链的本质——去中心化的数据库,和相应的一些特点:可追溯、公开、匿名、防篡改。那么理论上,传统的、用得到中心化数据库的场景,都可以试着用区块链来改造下,看看是否合适。
下面,我们来聊几个成功落地了区块链的行业和场景:
区块链可以通过哈希时间戳证明某个文件或者数字内容在特定时间的存在,为司法鉴证、身份证明、产权保护、防伪溯源等提供了完美解决方案
在防伪溯源领域,通过供应链跟踪区块链技术可以被广泛应用于食品医药、农产品、酒类、奢侈品等各领域。
举两个例子。
区块链可以让政务数据跑起来,大大精简办事流程
区块链的分布式技术可以让政府部门集中到一个链上,所有办事流程交付智能合约,办事人只要在一个部门通过身份认证以及电子签章,智能合约就可以自动处理并流转,顺序完成后续所有审批和签章。
区块链发票是国内区块链技术最早落地的应用。税务部门推出区块链电子发票“税链”平台,税务部门、开票方、受票方通过独一无二的数字身份加入“税链”网络,真正实现“交易即开票”“开票即报销”——秒级开票、分钟级报销入账,大幅降低了税收征管成本,有效解决数据篡改、一票多报、偷税漏税等问题。
扶贫是区块链技术的另一个落地应用。利用区块链技术的公开透明、可溯源、不可篡改等特性,实现扶贫资金的透明使用、精准投放和高效管理。
也举两个例子。
由公安部第三研究所指导的 eID 网络身份运营机构正与公易联共同研发“数字身份链”,以公民身份号码为根,基于密码学算法签发给中国公民。投入运行以来,eID 数字身份体系已服务 1 亿张 eID 的全生命周期管理,有效缓解了个人身份信息被冒用滥用和隐私泄露的问题。
Odaily星球日报整理的在网信办备案的5个身份链项目
区块链技术天然具有金融属性
支付结算方面,在区块链分布式账本体系下,市场多个参与者共同维护并实时同步一份“总账”,短短几分钟内就可以完成现在两三天才能完成的支付、清算、结算任务,降低了跨行跨境交易的复杂性和成本。同时,区块链的底层加密技术保证了参与者无法篡改账本,确保交易记录透明安全,监管部门方便地追踪链上交易,快速定位高风险资金流向。
证券发行交易方面,传统股票发行流程长、成本高、环节复杂,区块链技术能够弱化承销机构作用,帮助各方建立快速准确的信息交互共享通道,发行人通过智能合约自行办理发行,监管部门统一审查核对,投资者也可以绕过中介机构进行直接操作。
数字票据和供应链金融方面,区块链技术可以有效解决中小企业融资难问题。目前的供应链金融很难惠及产业链上游的中小企业,因为他们跟核心企业往往没有直接贸易往来,金融机构难以评估其信用资质。基于区块链技术,我们可以建立一种联盟链网络,涵盖核心企业、上下游供应商、金融机构等,核心企业发放应收账款凭证给其供应商,票据数字化上链后可在供应商之间流转,每一级供应商可凭数字票据证明实现对应额度的融资。
举个例子。
由工行、邮储银行、11家央企等联合发起的中企云链,自2017年成立至今,已覆盖48万企业,链上确权金额达到1000亿元,保理融资570亿元,累计交易达3000亿元。金融机构收到贷款申请后,可在链上验证合同的真实性、合同有无多次验证(多头借贷);智能合约自动清结算,降本增效;同时,核心企业的应付账款可拥有对应凭证,并由一级供应商进行拆分,交至同在链上的二、三……级供应商,助其融资;而核心企业也可借此了解全链条的运转是否正常,免除紧急兑付压力。
区块链技术将大大优化现有的大数据应用,在数据流通和共享上发挥巨大作用
前面提到的是我们相对熟悉的领域。随着更多新技术的发展,区块链或许都可以与之结合,在意想不到的交叉领域和现在还无法预料的新场景下发挥作用。
未来互联网、人工智能、物联网都将产生海量数据,现有中心化数据存储(计算模式)将面临巨大挑战,基于区块链技术的边缘存储(计算)有望成为未来解决方案。再者,区块链对数据的不可篡改和可追溯机制保证了数据的真实性和高质量,这成为大数据、深度学习、人工智能等一切数据应用的基础。
最后,区块链可以在保护数据隐私的前提下实现多方协作的数据计算,有望解决“数据垄断”和“数据孤岛”问题,实现数据流通价值。
针对当前的区块链发展阶段,为了满足一般商业用户区块链开发和应用需求,众多传统云服务商开始部署自己的BaaS(“区块链即服务”)解决方案。区块链与云计算的结合将有效降低企业区块链部署成本,推动区块链应用场景落地。未来区块链技术还会在慈善公益、保险、能源、物流、物联网等诸多领域发挥重要作用。
在这场从传统技术到区块链的试验过程中,我们发现,当某些场景对可追溯、防篡改、去中心的需求更强,又对区块链的弱项(比如性能),要求并不高,这样的领域就蛮适合结合区块链。
同时,区块链在演进的过程中,也从人人皆可访问、高度去中心化的公有链,发展出了设有不同权限、由多个中心维护的联盟链,一定程度上平衡了两种体系的优缺点。
联盟链的典型案例有:微众银行牵头金链盟开源工作组共同研发的FISCO BCOS、IBM主要贡献的Fabric、以及蚂蚁区块链主导的蚂蚁联盟链等等。
这些去信任的系统代表了更安全的数据认证和存储机制,其中的数据是被有效认证的和被保护的。企业或个人可以以数字方式交换或签订合同,其中这些合同嵌入在代码中,并存储在透明的、共享的数据库中,在这些数据库中,它们不会被删除、篡改和修订。
大胆预测,未来世界的合同、审核、任务、支付都将被具有唯一性和安全性的签名数字化,数字签名将被永久地识别、认证、法律化和存储,并且无法篡改。不需要中介方来为自己的每一笔交易做担保了,在不了解对方基本信息的情况下就可以进行交易。在提高信息安全性的同时,有效降低交易成本,提高交易效率。
总的来讲,相比于两年前,区块链的落地已有不少进展。
有不少改进是在系统底层,用户没法直接看出用了区块链,实已受惠于它;也有部分应用仍处试点,用户还未能体验。未来,区块链有望得到大规模应用,成为互联网基础设施之一。
希望看到这里的你,已经大致了解了什么是区块链,以及区块链能做什么。
相关问答:区块链是什么
区块链其实就相当于一个去中介化的数据库,是由一串数据块组成的。它的每一个数据块当中都包含了一次比特币网络交易的信息,而这些都是用于验证其信息的有效性和生成下一个区块的。
狭义的来讲,区块链是就是一种按照时间顺序来将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构,并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
而从广义来讲,区块链其实是一种分布式基础架构与计算方式,它是用于保证数据传输和访问的安全的。
区块链的基础架构:
区块链是由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层这六个基础架构组成的。
简单回答:区块链的数据就是存在每一个节点中(可以是个人机,也可以是其他);区块链的确是一个公众可以修改的数据库,只不过你只能够使用你持有的秘钥,修改你秘钥相对的"账户"的数据。
不过,不同的区块链的数据存储方式与数量是不同的。已 BTC 为例,其数据是存在每一个节点中,目前 BTC 的节点数据大概是200多G,其增长速度是每个月10G左右,个人机问题不大的。
但是,数据量的确是越来越大了!至少很快个人笔记本就很难运行 BTC 全节点了。对于以太坊来说,记录了所有数据的存档节点应该有数 T 的存储量,这对于个人机来说是不可能运行的。
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从比特币这种虚拟数字货币开始(基于区块链技术),2017年快速刮起了区块链的风,仿佛跟区块链有关系就是高大上,尤其是现在很多路由、NAS等等设备,都要和这个区块链挂上钩,但是你真知道他们是做什么用的吗
什么是区块链
区块链(Blockchain)是一串运用密码学方式相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了过去十分钟内所有比T币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。
它提供了一种去中心化的、无需信任积累的信用建立范式。简单说数据区块(Block)取代了现在互联网对中心服务器的依赖,使得所有数据变更或者交易项目都记录在一个云系统之上,理论上实现了数据传输中对数据的自我证明。
如果你还不明白,这样可能更容易理解:ABCDE是五个不一样的用户,各自的设备上以区块链记录了一个账本,这个账本上忽然出现了一笔收入,被告知是属于A的,这时候,不需要任何的中介、服务器(比如支付宝)去作为证明,包括A在内所有人的账本上都记录到了A有一笔新的收入,这就是区块链的作用。
区块链设备干吗用
先说说这些准备推出基于区块链技术的产品都有什么吧,包括路由器、智能盒子、NAS、软件,现在已经知要参与区块链的厂商多达十几家,且用不一样的产品进步。
从表面的运用功能看,都是通过不一样的功能需要牵引,让用户运用设备,进而实现各厂商的区块链技术布局,这个布局的背后是什么有的是通过奖励积分,有的是运用代币形式给予用户奖励,厂商为啥要做这些工作呢
区块链能做什么
加入区块链可以做的事情太多了,你的电脑计算能力、你的带宽都将成为网络中的一个“记账本”,帮助厂商记录自己所需要的数据,甚至是电力都是被分享的一部分。
举个例子,迅雷雄心壮志地宣告了其依据区块链技能的玩客云服务:用户奉献带宽资源取得虚拟数字财物玩客币奖赏,迅雷则以极低的价值扩大本身CDN,获得更大云储藏空间与带宽。这样你是不是就明白了
区块链下付费贡献是常态
显然,厂商提供的服务可能是NAS功能、云播放功能、路由器功能等等,但是在这背后,你也要相应“贡献”出自己的力量。
假如你购买的设备功耗为30W,那么就是003(千瓦时) × 24(小时)=072度电,电费以0485元计算,072度电×0485=03492元/天,全年无休计算总耗电2628度,费用为127458元。
然后还有宽带费用,不一样地区不一样宽带计费不一样,小编这里就不计算了。显然,在运用设备的同时,你确实也获得了所需的功能,只不过在享受同时也有所“付出”。
当然,这其中有不少产品以很低、甚至免费的价格售出,对用户来说成本不高。在获得的同时付出,这打破了以往概念中我买了就属于自己的想法截然不一样。共享一切正从技术上逐步实现,最后就要看自己是不是愿意去共享自己的资源了。
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是的
首先区块链是一个多方共识的机制,而这个共识的算法是建立整个技术信任的基础。它不依赖于人和机构的信任,而是一种相对民主的机制。在这种机制的约束下,数据的真实有效以及持续性得到保障,由此建立这种多方联合并且多方相互监督的这种联盟业务的信任基础。
其次区块链也是一个相对比较安全的系统。比特币是大家所熟悉的这么一个区块链应用,也是迄今为止最成功的区块链应用,到目前为止,比特币已经稳定运行了6—7年了。而这个系统几乎是打破了大家对传统金融系统构建的理念,首先它是没有任何安全防护设施的,任何一个人拿一台机器进入到这个网络里面来,就能够加入这个网络,进行工作,而在整个比特币网络里面80%以上的机器几乎都是裸机,它们既没有很好的安全防护也没有任何防火墙的措施;其次,和比特币的设计有关,它的一些数据可以追踪历史,防止篡改并且不可撤销。
最后也是区块链比较明显的一个特征,它是一个非常开放的系统,目前已经有很多开源底层实现供大家去参考或者是使用,并且它在可扩展性上是非常强的,也一直在致力建立多中心式的行业联盟或者商业联盟。
比如不少企业在选择服务器时,就会考虑到区块链的服务器和传统服务器有什么区别以下将简要做下分析。
确切来说,区块链是一种技术模型,服务器是一种有型的硬件资源,两者没有对比性。不过硬要说区别的话,也可以看看这两者的区别和联系。
要说两者的区别,
区块链最大的特征就是去中心化
比如区块链最典型的应用,比特币。比特币它独立于任何第三方的去中心化货币,没有一个集中的发行方,由网络节点的计算生成,任何人都可以在电脑运行比特币客户端软件参与制造比特币,无论身在何方,任何人都可以去挖掘、购买、出售。
区块链所有节点分布在不同的地方,各个节点自行维护及管理,不用集中化建设的占地面积大,也需要专人管理及维护,可以充分利用闲置的资源。由于分布式的特点,系统很难摧毁,比如比特币,就算是当今世界上最有权势的人或组织都无法摧毁基于区块链产生的比特币系统。
传统服务器是中心化服务
传统中心化服务器,比如微信、支付宝等都是由其公司背后的服务器负责给所有客户端提供服务,而客户端从服务器获取服务。如果他们的服务器受到攻击瘫痪的话,那么你的微信、支付宝就无法使用。比如2015年5月28日,携程网就遭到服务器受到不明攻击,它的网页版和手机APP都不能正常使用。
区块链是否还需要服务器
要具体说明的话,区块链还分为公有链,私有链和联盟链。这三者最本质的区别就是,它们的去中心化的程度不同。
即公有链就是完全去中心化的,以上谈到的比特币就是属于公有链,私有链和联盟链并未完全去中心化,还是存在中心化的影子。
而上提及到区块链是一种技术模型,服务器是一种有型的硬件资源,这两者必然会有相结合的应用。
比如采用存储类型的服务器与区块链相结合,可以利用密码学保证数据传输和访问的安全性,从而使存储服务器数据更加安全。
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