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小白也能读懂的区块链知识

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全球大学生区块链保险创新大赛
2017.12.22 15:36 字数 5981

1. 区块链

最近两年,“区块链”迅速成为技术创新的热词,并且受到越来越多人的关注。那么,为什么会出现区块链?区块链是比特币的一个重要概念,最原始的使命是为了促进比特币的形成和流通。 在比特币诞生之前,互联网已经基本完成了高速低成本的全球信息传递,而有一类特殊的信息——货币,无法在互联网上进行高速传输。本质原因是因为传统互联网是信息互联网,而不是价值互联网。随着互联网的高速发展与应用,我们发现仍然有许多东西是无法复制,或者说复制是没有意义的。比如说货币支付,我们不能把需要支付的资金直接进行复制,而是要在付款账户上扣除一定的金额,然后在收款账户上增加等量的金额,这样的交易行为才是有意义的。而不是像新闻类信息,我们通过复制转载到另一个网站上,这样就多了一份信息可供更多的人来分享。而那些不能够进行分享只能通过转移的信息,往往具有更大的价值。价值转移是指在网络中以每个人都能够认可和确认的方式将某一部分价值准确的从某一个地址转移到另外一个地址的过程。这个价值可以是货币资产,也可以是实体资产或者虚拟资产(包括有价证券、金融衍生品等)。而这种操作的结果必须获得所有参与方的认可,并且其结果不能收到任何某一方的操纵。价值转移是金融系统的基础,而金融系统是人类生活的核心之一,因此下一代全球性互联网发展的核心问题就是要解决价值转移的问题。

区块链本质上是一个去中心化的数据库,是一连串使用密码学方法产生相关联的数据块,每一个数据块中包含了全网交易的信息,用于验证其信息的有效性和生成下一个区块。简单来说,区块链就是一个去中心化的去信任化的方式,来集体维护一个可靠的数据库的技术方案。通俗的说,其实区块链可以称为一种全民记账的技术,或者说可以理解为一种分布式总账技术。任何网站或系统背后都存在一个数据库,我们可以把数据库想象成一个账本,例如支付宝数据库就是一个巨大的账本,里面记录着每个人有多少资产。当A给B转账一元时,那么就要在A账上扣除一元,在B账上增加一元,这个数据库的变动就可以理解为记账行为。对于一般中心化的结构来说,微信背后的数据库由腾讯团队来维护,淘宝背后的数据库由阿里团队来维护,这是很典型的中心化数据库管理模式,也是大家认为顺理成章的事。但是区块链完全颠覆了这种模式。一个区块链系统由许多节点构成,这些节点一般就是一台计算机。在该系统中,每个参与的节点都有机会去竞争记账,即更新数据库。系统会在一段时间内选出其中记账最快最好的一个节点,让它在这段时间内做记账工作。它会把这段时间内数据的变化记录在数据区块中,我们可以把这个数据区块想象成一页纸。在记账完成后,该节点就会把这一页账本发给其他节点。其他节点会核实这一页账本是否无误,如果没有问题就会加入自己账本中。于是,整个系统的每个节点都有着完全一样的账本。我们把这种记账方式称为区块链技术或者分布式总账技术。

那么有人会问了为什么要采取这种方式?或者说它有什么优势?因为大家通常会觉得这种方式似乎会比较浪费宽带和存储空间,看上去并不是一个可取的方案。但是,区块链就是通过这样的方式来构建其极高的安全性。首先,每个节点的权利都是一样的,这意味着任意节点被摧毁都不会影响整个系统的安全,也不会造成数据的丢失。其次,每个节点的账本数据都是完全一样的,这意味着单个节点的数据篡改是没有任何意义的。因为如果系统发现两个账本对不上,它就会认为拥有相同数据账本数量较多节点的版本才是真实的账本数据,那些少部分不同节点的账本是不真实的,系统就会自动舍弃这部分认为被篡改过的账本。这意味着如果你试图想要篡改区块链上的数据内容,除非能够掌控整个系统50%以上的节点,才能发动对数据账本的篡改。此外,另外一种篡改区块链数据的方法就是构建出和原系统一样多节点的方式来攻击这个区块链系统。比如,该系统原有10000个节点,那攻击者部署另外10001个节点,然后进入到这个区块链系统中。由于此时攻击者已经拥有超过50%的控制权,就能够发起进攻。由于目前比特币是目前最庞大的区块链网络,据统计要构建出一个和现有比特币同样大型的网络系统需要的成本高达270亿美元。此时攻击者海将面临的一个问题,那就是当成功发起进攻后,该系统的价值将瞬间归零。也就是说,攻击者虽然花费了如此高的成本代价,但是却无利可图。另外,对于国家而言,完全可以通过直接宣布比特币违法来简单的达到禁止比特币的目的。

区块链大致分为五种类型,分别是公有链、私有链、联盟链、许可链以及混合链。公有链是指全世界任何人都可以在任何时候加入、任意读取数据,任何人都能发送交易且交易能获得有效确认,任何人都能参与其中共识过程的区块链。在公有链中,程序开发者无权干涉用户,所以区块链可以保护使用他们程序的用户。

所谓私有链是指其写入权限由某个组织和机构控制的区块链。大多数人一开始很难理解私有链存在的必要性,认为其和中心化数据库没有太大的区别,甚至还不如中心化数据库的效率高。事实上,中心化和去中心化永远是相对的,私有链可以看作是一个小范围系统内部的公有链,如果从系统外部来观察,可能觉得这个系统还是中心化的,但是以系统内部每一个节点来观察,其实当中每一个节点的权力都是去中心化的。而对于公有链,从某种程度上来说也可以理解为地球上的私有链,只有地球人的电脑系统才可以接入。因此,私有链完全是有其存在的价值。私有链的巨大优势是,由于对于P2P这样的网络系统而言,系统内部的处理速度往往取决于最弱的节点,而私有链所有的节点和网络环境都是可以控制的,因此能够确保私有链在处理速度方面远远优于公有链。私有链和公有链另外一个巨大的区别就是,一般公有链肯定在内部会有某种代币,而私有链却是可以选择没有代币的设计方案。因此,考虑到处理速度及账本访问的私密性和安全性, 越来越多的企业在选择区块链方案时,会更多的倾向于选择私有链技术。

联盟链是指其共识过程收到预选节点控制的区块链。例如,可以想象一个由15个金融机构组成的共同体,每个机构都运营着一个节点,而且为了使每个区块生效需要获得其中10个机构的确认。

许可链是指每个节点都需要许可才能加入的区块链系统,私有链和联盟链都属于许可链。

随着区块链技术变得越来越复杂,区块链的架构开始不仅仅简单的分为公有链、私有链等,而是这之间的界限逐渐开始模糊。在区块链的系统中,不再是所有节点都有着简单的一模一样的权限,而是开始有不同的分工。而随着系统日益复杂,其中不同的角色,以及不同的权限等级会变得更多。如果今后央行采用区块链技术发行人民币,肯定会选择类似于混合链这样的技术。

区块链开始引人注目与比特币的风靡密切相关。直至今日,莱特币、以太币、Medishares等类型的虚拟货币层出不穷,人们对于电子货币的关注已经转向了对区块链的深入研究。区块链强大的容错功能,使得它能够在没有中心化服务器和管理的情况下,安全稳定的传输数据。从诞生到现在,区块链专家梅兰妮·斯沃恩将区块链发展划分为三个阶段:区块链1.0、区块链2.0、区块链3.0。

区块链1.0指的是以比特币为代表的可编程货币。可编程的意义是指通过预先设定的指令,完成复杂的动作,并通过判断外部条件作出反应。 可编程货币即指定某些货币在特定时间的专门用途,这对于政府管理专款专用资金等有着重要意义。区块链是一个全新的数字支付系统,其去中心化,基于密钥的毫无障碍的货币交易模式,在保证安全性的同时也大大降低了交易成本,对传统金融体系可能产生颠覆性影响,也刻画出一副理想的交易愿景:全球货币统一,使得货币发行流通不再依靠各国央行。区块链1.0设置了货币得全新起点,但构建全球统一的区块链网络却还有很长的路要走。

区块链2.0指的是基于区块链的可编程金融。数字货币的强大功能吸引了金融机构采用区块链技术开展业务,人们试着将“智能合约”添加到区块链从而形成可编程金融。目前,可编程金融已经在包括股票、私募股权等领域有了初步的应用,包括目前交易所积极尝试用区块链技术实现股权登记、转让等功能,华尔街银行通过联合打造区块链行业标准,提高银行结算支付的效率,降低跨境支付的成本。目前商业银行基于区块链的应用领域主要有四点。第一点是点对点交易。如基于P2P的跨境支付和汇款、贸易结算以及证券、期货、金融衍生品合约的买卖等。第二点是登记。区块链具有可信、可追溯的特点,因此可作为可靠的数据库来记录各种信息,如运用在存储反洗钱客户身份资料及交易记录上。第三点是确权。如土地所有权、股权等合约或财产的真实性验证和转移等。第四点是智能管理。指的是利用智能合约自动检测是否具备生效的各个环境,一旦满足了预先设定的程序,合同会得到自动处理,比如自动付息、分红等。目前,包括商业银行在内的金融机构都开始研究区块链技术并尝试将其运用到实践中,也许现有的传统金融体系正在逐步被区块链技术所取代。

区块链3.0指的是区块链在其他行业的应用。除了金融业,区块链在其他领域也开始应用。在法律、零售、物联、医疗等领域,区块链可以解决信任问题,不再依靠第三方来建立信用和信息共享,提高整个行业的运行效率和整体水平。也许到了21世纪下半叶,资本主义走向没落,区块链的去中心化协同共享模式将取而代之,成为主导经济生活的新模式。

2. 智能合约

智能合约是能够自动执行合约条款的计算机程序。未来某天,这些程序可能取代处理某些特定金融交易的律师和银行。区块链之所以被认为是一种颠覆性的技术主要是因为区块链上能够实现智能合约。密码学家尼克·萨博首次提出智能合约这个术语,他对于智能合约的定义是:一个智能合约是一套以数字形式定义的承诺,包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。从本质上来讲,这些自动合约的工作原理类似于其他计算机程序的if-then语句。智能合约只是以这种方式与真实世界的资产进行交互。当一个预先编好的条件被触发时,智能合约便执行相应的合同条款。

虽然智能合约仍处于初始阶段,但是其潜力显而易见。

比如比较常见的网络购物。如果你从网上购买了某物品,你可能不想立即支付,想等卖家发货后再付款。所以你可以很容易的创建一个合约,该合约是用于查询顺丰速递的物流数据的,智能合约只有确认你购买的商品已经在发往你的地址时,才会发送货款给卖家。这样,我们使用的支付宝中介功能也可以被程序自动替代。

智能合约也可用于抵押贷款,因为现在还有许多的金融交易,律师和银行的工作归根到底是重复性的处理平凡的业务。但是我们不得不向律师提供管理遗嘱或者向银行提供抵押贷款的工作支付大量的报酬。而智能合约能够使得这些处理过程自动化和非神秘化,大大节省了人们的时间和金钱。

智能合约还可以用于遗产分配。想象一下分配遗产的场景,通过智能合约会让决定谁得到多少遗产这个问题变得非常简单。一旦智能合约确认触发条件——你已经死亡——合约就将开始执行,你的财产将被立即分割。

想到用智能合约管理遗嘱并不难。如果你能想象你的所有资产都是比特币,用智能合约管理遗嘱的方式就可行。但是,如果你像我们大多数人一样生活在物理世界中,拥有实体资产,那该怎么办?物联网正在不断发展,每天都有越来越多的智能设备连接到网络上。一些思想超前的开发者已经开始着手将物联网和区块链技术结合在一起,所以像许多基于区块链的数字货币或者数字资产实际上就可以代表一个物体。这种通常以代币形式出现的就是智能财产。让我们释放一下想象力,假设所有的门锁都是连接在互联网上的,当你为租房进行了一笔数字货币交易时,你我达成的智能合约将自动执行为你打开房门。使用智能合约进行房屋出租,将取代Airbnb这样的商业模式。房东和租客之间不需要相互信任,他们只需要信任智能合约。智能合约将以前需要相互信任的商业化模式去中心化。

从某种程度上来说,智能合约可以成为犯罪行为的完美载体,因为他是要在难以达成信任的情况下创造信任。研究人员认为,智能合约可以用于许多形式的犯罪。例如,某人可以设计一份合约,要求刺杀一个公共人物。如果有人想要酬金,他可以提前提供信息,包括刺杀的时间和地点。然后,当这些细节在可信任的新闻网站得到证实时,酬金会自动支付给这个人。智能合约完全有可能被犯罪分子利用。与传统的基于现金的犯罪相比,利用比特币或者智能合约的犯罪,目前看来不会有太大的规模。尽管如此,但这也是新技术令人感兴趣的地方。文件分享的侵权行为迫使娱乐和科技界做出改变,平台上的违法行为也可能会改变世界。智能合约平台可能对社会产生重大的影响,他可能成为各种社会变化的技术基础。

3. DAO和DAC

DAO分布式自治组织和DAC分布式自治机构也许是比特币诞生以来,区块链技术基础之上最重要的概念之一。DAO和DAC这两个概念并没有太大的区别,在早期更多的使用DAC概念,而2016年,越来越多的人开始使用DAO这个术语。所谓DAO和DAC,就是通过一系列公开公正的规则,可以在无人干预和管理的情况下自主运行的组织机构。这些规则往往会以开源软件的形式出现,每个人可以通过购买股份或者提供服务的形式获得股份来成为公司的股东。机构的股东将可以分享机构的收益,参与机构的成长,并且参与机构的运营。在具体实践DAO和DAC时,三大定律应被放入系统准则中,并且能够让所有股东检验这三条定律是否得到了严格的执行。第一定律是诚信机制,这是靠多个DAO和DAC节点来对每一个DAO和DAC节点的行为进行互相审查,来确保所有的规则能够被强制实施。而单个节点的无赖行为则会被集体简单封锁。即使是系统的制造者不遵守规则也是无效的,而有敌意的高压控制也将会是无效的。第二定律是不可侵犯机制,能够确保在没有多数股东同意的情况下,对任何DAO和DAC规则的更改都是不被执行的,没有集体一半以上的投票来同意采纳,对极少数节点的侵犯也是不会成功的。第三定律是自我保护,能够让整个系统采取更多的手段来抵挡对DAO和DAC生存造成任何威胁因素的能力。前两个定律已经降低了引入坏的节点的可能。一个公开的系统或者是开源软件,能够通过上述手段来避免由于引入不良节点而造成整个系统奔溃的可能。

那么,DAO是如何盈利的?由于区块链最显著的特性是去中心化,没有任何中心化的个人或者组织能够完全控制区块链项目,因此很多人都无法理解区块链项目本身如何盈利的。自从有了程序那一天,应该就有了开源软件,这被认为是一种自由的象征,标志着共享的精神。一般情况下,开源软件也意味着不是商业软件,也就是说它被默认为非盈利性的软件。区块链技术的出现,第一次让开源软件有了盈利的途径。这个途径就是燃烧货币方式,这开创了软件的全新盈利模式,甚至可能会改变公司盈利的方式。所谓燃料货币理论,就是在一个纯区块链项目,也就是形式类似于DAO和DAC这样的区块链项目中都有一种代币,任何人在使用该项目提供的服务时都会被要求使用这些代币支付一定的费用。随着使用者越来越多,这些代币的需求量也会变大,代币的数量肯定是有限的,因此,代币的价格就会上涨。从而使得开发者和早期投资者获利。


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