什么是区块链

(一)定义

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一段时间内全网交易的信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。所以说区块链是以去中心化和去信任化的方式,来集体维护一个可靠数据库的技术方案。

通俗地说,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。

数据库是大家都熟悉的概念,任何的网站或者系统背后都有一个数据库,我们可以把数据库想象为一个账本,例如支付宝数据库就像是一个巨大的账本,里面记录每个人账上有多少钱。当A发送给B—元钱,那么就要把A账上的钱扣除一元,在B的账上增加一元,这个数据的变动就可以理解为一种记账行为。对一般中心化的结构来说,微信背后的数据库由腾讯的团队来维护,淘宝背后的数据库由阿里的团队来维护,这是很典型的中心化数据库管理方式,也是大家认为顺理成章的事情。

什么是区块链

但是区块链完全颠覆了这种方式。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,即更新数据库信息。系统会在一段时间内(可能是十分钟,也可能是一秒钟),选出其中记账最快最好的一个节点,让它在这段时间里记账。它会把这段时间内数据的变化记录在一个数据区块(block)中,我们可以把这个数据区块想象成一页纸。在记完账以后,该节点就会把这一页的账本发给其他节点。其他节点会核实这一页账本是否无误,如果没有问题就会放入自己的账本中。

在系统里面,这一页账本的数据表现形式,称为区块,该区块中就记录了整个账本数据在这段时间里的改变。然后把这个更新结果发给系统里的每一个节点。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。

(二)安全性

那么,为什么要采取这种方式?它有什么优势?因为通常大家的直觉是,这种方式似乎会较为浪费带宽和存储空间,并不是一个可取的方案。但是,区块链就是通过这种高冗余的方式来构建极高的安全性。

首先,每个节点的权利是一样的,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。每个节点在系统中的权重都是一致的,系统每次都在链入这个系统的节点中选择记账者,于是,即使某个或者部分节点被摧毁、宕机都不会影响整个系统运作。

其次,每个节点的账本数据都是一模一样的,也就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,它就认为拥有相同账本数量较多节点的版本才是真实的账本数据。那些少部分不一致的节点账本不是真实的,而是被篡改的数据账本。系统会自动舍弃这部分认为被篡改过的账本,也就意味着如果你要篡改区块链上的数据内容,除非能够控制整个系统中的大部分节点。这也就是常说的51%攻击,即必须要控制整个系统50%以上的节点,才能发动对数据账本的篡改。

但是,当整个系统中的节点数量高达成千上万个,甚至是数十万个时,那么篡改数据的可能性就会大大降低。因为,这些节点很可能分布在世界上每个角落,理论上说,除非你能控制世界上大多数电脑,否则你没有机会去篡改区块链上的数据。

此外,另一个51%攻击的方法就是构建出和原来系统一样多节点(算力)的方式来攻击这个区块链系统(尽管重要的是要构建足够大的算力,而不仅仅是节点数量,但考虑到算力概念理解更加复杂,这里就以节点数量来做比喻)。比如,该系统原来有10000个节点,那攻击者部署另外10001个节点,然后加人到这个区块链系统中。由于攻击者巳经获得了超过50%的控制权,就能够发动攻击。显然,这种攻击所付出的成本也取决于系统原来的大小。原来系统节点越多,攻击者付出的成本也越大。由于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,所付出的成本会高达270亿美元。

但是攻击者还面临着另一个困境,一旦它成功发动攻击后,就会造成该系统的价值瞬间归零。也就是说,一旦攻击者成功篡改账本,由于全网能够立刻识别出账本数据不一致,导致所有人都意识到该系统账本已经是不可靠的账本,那么就意味着该账本所记录的数据变得没有价值,该系统中的代币也会变得毫无价值,也就是说,如果攻击者付出了超过270亿美元的代价,成功发动了对比特币的攻击后,比特币价格瞬间归零,那么攻击者也无利可图。而对于国家而言,似乎也没有必要通过这种方式来攻击比特币这样的网络,国家完全可以通过直接宣布比特币违法来更简单地达到禁止比特币这一目的。

(三)起源

大多数人都知道区块链和比特币关系密切,甚至有些人会把区块链等同于比特币技术。事实上,区块链技术仅仅是比特币的底层技术,是在比特币运行很久之后,才把它从比特币中抽象地提炼出来。从某种角度来看,也可以把比特币认为是区块链最早的应用。

比特币的创造者——中本聪(SatoshiNakamoto)在其2008年发表的经典论文《比特币:一种点对点网络中的电子现金》中明确指出:传统的金融体系不可避免地要依赖“第三方”机构(传统银行),这种传统的中心化金融结构是很难让货币像其他信息那样免费地进行传输。正是为了解决这些问题,中本聪创造性地提出了通过区块链技术建立一个去中心化、去第三方、集体协作的网络体系设想,而无须中心化平台做信任的桥梁,区块链通过全网的参与者作为交易的监督者,交易双方可以在无须建立信任关系的前提下完成交易,实现价值的转移。如果说互联网TCP/IP协议是信息的高速公路,那么区块链的诞生意味着货币的高速公路第一次建设已经初步形成。

就像核工程的研究最初是为了制造原子弹,而后人们才意识到其更大的社会价值是对于全球能源体系的改造。近年来,全球开发者、金融机构、企业乃至政府发现区块链的意义不仅局限于支持比特币交易,通过区块链技术所打造的成本极低的、去中心化、去第三方、集体协作的网络体系本身还具有巨大的社会价值。

《经济学人》把区块链技术形象地比喻为“信任的机器”,即可以在没有中央权威的情况下,对彼此的协作创造信任。区块链技术适用于一切缺乏信任的领域,也许在未来会成为全球人类文明信任的基石,并有可能彻底改变全球的社会结构。目前,随着区块链技术的成熟和演进,区块链的应用场景不再局限于比特币,以“以太坊”为代表的新一代区块链技术正在开始构建一个全新的去中心化互联网架构,试图彻底颠覆所有的互联网中心化架构平台(如支付宝、银行、保险等)。

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