區塊鏈科技入門指南

為“區塊鏈”?

區塊鏈是一種特殊的數據庫,僅接受數據添加(無法刪除或修改)。區塊鏈的結構確實像是區塊組成的鏈條,區塊內是添加至數據庫的信息。每個區塊都有一個指針,指向前一個區塊;通常還會或多或少地包含交易信息、時間戳和確認區塊有效的其他元數據。

基于區塊相連的方式,錄入的數據不允許編輯、刪除或修改。任何區塊的改動都會使后續的區塊失效。

區塊鏈如何運作?

至此,區塊鏈似乎沒有什么過人之處。您可能會想,區塊鏈會比一般的電子表格好在哪里?區塊鏈真正能發揮所長的場景是允許用戶圍繞著共享真相源頭進行協作,而不必彼此信任。在分布式網絡中,沒有任何一方可以劫持布置周密的區塊鏈。

用戶若要運行和獨立驗證區塊鏈的狀態,必須下載特定的軟件。軟件啟動后,便會接入其他電腦上的實例,目的是上傳或下載信息(例如,交易、區塊)。新用戶下載一個區塊,檢查它是否按照系統規則而創建,然后將相關信息傳遞給其他點。

于是,我們得到了由成百上千、甚至是上萬個實體組成的生態系統。這些實體稱為“節點”,全部運行同一個數據庫副本并對此進行同步更新。數據庫資源因而變得非常充足,隨時可以使用。

信息是如何添加到區塊鏈?

如果區塊鏈允許錄入虛假的財政信息,權威性便會遭到削弱。與此同時,分布式系統內沒有管理員或領導者負責維護賬本,如何確保參與者正直行事呢?

中本聰提出的“工作證明”系統允許任何人向網絡提議添加區塊。用戶提議區塊時,必須犧牲算力來猜測協議所規定的解決方案(此步驟需要對數據進行多次散列,產出一個低于特定閾值的數目)。

這個過程稱為“挖礦“。若礦工猜對結果,所建造的區塊(由節點發送過來的未確認交易構成)便會延續到鏈上。礦工也會因此得到區塊鏈原生代幣作為獎勵。

使用單向函數進行散列,意味著僅憑輸出數據幾乎不可能猜出輸入數據。然而,如果有了輸入數據,驗證輸出數據是輕而易舉的事情。如此一來,任何參與者都可以驗證礦工產出的區塊是否正確,拒絕那些無效區塊。若偽造了無效區塊,礦工無法得到報酬,同時浪費了挖礦資本。

與此同時,加密貨幣系統對公共/私有密鑰技術的依賴確保無人能夠使用不屬于自己的資金。貨幣與密鑰(僅為擁有者所知)綁定,只可通過有效簽名認證資金轉移才能正常使用。

工作證明是最廣為踐行的共識機制,但絕非唯一。對于 權益證明等其他共識機制的探索日益增長。然而,這些替代機制尚未有真正意義地部署于實踐中(盡管混合共識機制已經存在了一段時間)。

誰發明了區塊鏈?

不可變數據鏈的基礎理念可以追溯至九十年代初期。研究員W. Scott Stornetta和Stuart Haber發表了名為“How to Time-Stamp a Digital Document(如何為數字文件添加時間戳)”的文章,探討如何將時標技術有效應用在文件中,確保文件無法編輯或篡改。

然而,Stornetta和Haber的方法存在漏洞,仍要求用戶信任第三方才可實施。區塊鏈技術凝聚了其他計算機科學家的創意,中本聰則被譽為前文所述的“工作證明”之父。

如需更深入地了解區塊鏈的發展歷程,不妨閱讀我們的另一篇文章《區塊鏈的歷史》。

區塊鏈有什么用途?

加密貨幣只是區塊鏈技術的冰山一角。隨著去中心化貨幣的發展,許多人認識到去中心化運算的潛力。BiTCOin 等第一代區塊鏈引入共享的交易數據庫,而 ETHereum 等第二代產品則帶來了智能合約——這些程序運行在區塊鏈的基礎之上,管理加密貨幣的條件轉移。

智能合約免除中央服務器運行代碼的必要,意味著避免了中介在托管層面造成中央點故障。用戶可以審核軟件(若代碼開源),而開發者可以將合約設定成不可禁用或修改。

區塊鏈的其他用途包括:

加密貨幣 – 作為財富轉移的強大媒介,數字貨幣不會產生單點故障,無需把關和中介。用戶可以向全球各店的人發送或收取資金,所需時間遠低于普通銀行轉賬(手續費往往也是微乎其微)。加密貨幣無法偽造,交易亦無法逆轉或凍結。

有條件支付 – Alice與Bob彼此不信任,但他們想就一場體育比賽打賭。兩人均向智能合約發送 10 ETH,而智能合約通過oracle獲取數據。比賽結束后,智能合約評估賽果,然后將 20 ETH 支付給Alice與Bob之間的勝出者。

分布式數據 – 區塊鏈面臨著若干個擴容問題。然而,區塊鏈可以選擇與分布式存儲媒介整合來管理文件。訪問控制可借助智能合約,而數據則托管于鏈下容器中。

證券 – 基于區塊鏈的證券型加密貨幣盡管會引入一定程度的交易對手風險,但它能夠帶來金融業急需的改進,為當下的證券領域注入新的流通和便攜能力,實現資產代幣化(如財產和股權)。

區塊鏈可以應用在什么方面?

區塊鏈技術能夠滿足大量用例。下面列舉了部分例子,你亦可在幣安學院內了解更多。

供應鏈:高效率供應鏈是許多成功企業的核心,關系到商品如何從供應商流入消費者。然而,傳統方法難以協調特定行業的多方利益相關者。利用區塊鏈科技可引入不可逆數據庫,在此基礎上建立互操作生態系統,將無數行業的透明度提升至新高度。

游戲:玩家依賴游戲公司控制的服務器。終端用戶并不享有真正的所有權,游戲資產僅存在于特定標題的參數內。若采取區塊鏈運作模式,用戶將能能夠擁有自己的資產(以同質化/非同質化代幣的形式),獲得與其他玩家、市場交易的能力。

醫療:區塊鏈技術的透明和安全為儲存醫療記錄提供理想平臺。醫院、診所和其他衛生服務供應商等醫學行業組成各自為政,如果依賴中心化服務器會將敏感信息置于脆弱的狀態。若加密的個人醫療記錄得以安全保管在區塊鏈上,病人既能保護自己的隱私,還可以輕松地將信息分享給任何希望使用全球數據庫的機構。

匯款:通過傳統銀行進行跨國匯款非常麻煩,不僅手續費昂貴,冗長的結算時間亦無法滿足緊急交易的需求,主要原因是中介網絡錯綜復雜。加密貨幣和區塊鏈則可以避開中介生態系統。目前,多個項目正在利用區塊鏈技術,實現廉價、快速的轉賬。

數字身份:處于數字時代的我們急需一個數字身份的解決方案。物理身份證明容易偽造,對于許多人而言亦難以獲取。所謂的“自主身份”可以掛扣在區塊鏈賬本上,與身份所有者綁定;身份所有者可以有選擇地對第三方公開個人信息,而無需犧牲個人隱私。

物聯網:部分人推測,越來越多的現實設備能夠接入互聯網,不管在家用或工業用場景中都將對區塊鏈技術產生極大的助長作用。這些設備的增長需要一個新的“機對機(M2M)”支付經濟,依賴高吞吐的微支付系統作支撐。

治理:由于分布式網絡可以自行決定系統內的規范形式,不難想象區塊鏈技術應用于地方、國家、甚至是跨國的去中介治理。區塊鏈治理保障所有網絡參與者能夠參與決策,提供透明的施政概況。

慈善:在接受資助時,慈善機構時常遇到阻礙。新興加密貨幣型慈善借助區塊鏈技術突破這些限制,利用技術的固有特性提升透明度、國際參與度和壓縮成本,從而最大限度地擴大慈善的影響力。

結語

公共區塊鏈屬于免許可系統,意味著參與者不必經歷驗證程序。有了比特幣和其他加密貨幣,用戶只需下載開源軟件即可加入網絡。

基于區塊鏈賬本的高度開放性,難以禁止任何人參與,亦幾乎不可能將整個網絡切斷。因此,區塊鏈對于任何類型的用戶都具有吸引力。

區塊鏈在金融交易領域最受歡迎;若能部署于眾多其他行業,未來可能為這些行業帶來好處。


來源:幣安學院

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