第1節 通俗易懂地理解區塊鏈

首先，歡迎來到區塊鏈的世界！

區塊鏈的世界里有著一座座金山，也有著一片片藍海。這里有著最前沿的科技組合，有著激情四射的年輕社群。聰明的你也許會問，它未來在哪里？其實，“區塊鏈”這三個字本身就代表著未來。

尤其在2018年春節期間，國內外的各大新聞媒體都對區塊鏈進行了海量報道。但什么是區塊鏈？什么是白皮書？什么是共識？什么是挖礦？……這些運營人員必須掌握的區塊鏈基礎知識你都知道了嗎？

如果你是區塊鏈行業的老司機，可以直接跳過本章的第1～3節。在本章我將用通俗易懂的語言讓區塊鏈新人快速掌握關于區塊鏈的基礎知識。

什么是區塊鏈

區塊鏈的歷史可以追溯到世界上第一個基于互聯網的分布式計算項目——尋找“梅森素數”（GIMPS）。

該項目于1996年建立，旨在通過全球各個角落的電腦，一起來計算梅森素數。對于什么是梅森素數我們不用深究，我們只要知道尋找這個素數是任何一臺超級計算機都無法獨立完成的任務。從1996年到2013年，總共才發現了15個，而最近發現的一個梅森素數已經達到2234萬位，如果用普通字號打印這個數字，長度超過100公里。

尋找梅森素數的過程中讓人們了解到分布式計算的強大，如今這種調集全球大量的電腦來解決一個問題的工作模式，已經成為很多需要大規模計算的項目的通用模式，其中包括美國宇航局的尋找外星人計劃。

在2001年的911事件中，各大金融機構存于世貿中心的數據被毀于一旦，嚴重影響了全球金融系統的正常運行。去中心分布式存儲技術應運而生。這種技術通過把數據存儲在不同地方的服務器上，來避免突發事件對中心化數據的毀滅性打擊。

基于這兩個背景，讓人們產生了探索區塊鏈技術的濃厚興趣。如果用一句話來給“區塊鏈”下一個定義，那就是：一種不可篡改的去中心化分布式賬本。

為了能夠徹底弄明白什么是區塊鏈，你還需要知曉如下5個問題。

1．區塊鏈和傳統數據庫有什么區別

如果知道Excel，就會非常容易區分區塊鏈和數據庫。傳統數據庫結構是像Excel這樣的表格。區塊鏈則不同，每個區塊的數據結構就像一棵樹，每個枝枝葉葉上都是數據，數據之間互相關聯，一個數據的變動，會影響整棵樹。這棵樹叫默克爾樹（Merkle Tree）。

2．區塊如何成為“鏈”

區塊成為“鏈”的過程類似于火車各車廂之間通過車鉤連接。只是每個車鉤上都貼著一個標記，這個標記是前面所有車廂裝的貨物的哈希值。由此可見，只要之前任何一節車廂中丟了一個小包裹，都會導致后面車鉤上的標簽內容發生變化。所以，拴在這根鏈上的任何內容的變動都是公開透明的。

3．什么是區塊鏈里的哈希算法

哈希（Hash）是區塊鏈中最基本的概念之一，是一種加密算法。

比方說，我們把明文“今天天氣真好”這六個字進行哈希，就可以得到一串密文：“dkedadedefc”。但如果我們把“天氣真好”這四個字進行哈希，則會得到另外一串完全不同的密文：“kend2dedaqqqd”，通過這些密文是沒有辦法倒推出明文的。

更有意思的是，你對一個很大的視頻文件（比如一部韓劇）進行哈希，也許會得到一個很短的密文。而對另一個與之部分內容幾乎一樣的視頻文件（也許只是剪輯了半秒的劇情）進行哈希后，會得到一個與之前完全不同的密文。

所以，哈希算法最常用的場合就是一致性驗證。比如，兩個看似相同的軟件，一個是官方正版的，一個是被人加了一小段病毒的，區分兩者最簡單的方法就是對這兩個文件進行哈希，如果不同，就要小心了。

4．區塊鏈與比特幣是什么關系

2008年的全球金融危機之后，一些科技極客開始嘗試探索一種去中心化的數字貨幣，但是卻無法尋找到一個讓不同計算機之間保持賬本一致性的有效方案。

2008年年底，一個叫中本聰的人發表了一篇論文，該論文模仿按勞分配原則，提出了用“工作量證明”來確保賬本一致的方案。2009年1月3日，以此論文為依據的比特幣誕生了。

在比特幣誕生后的5年里，比特幣的核心技術之一——區塊鏈數據存儲技術被單獨提煉出來，形成了區塊鏈技術體系。同時，以此技術為基礎的各種區塊鏈應用如雨后春筍般快速出現并成長，成為目前世界公認的可能對未來社會產生極大影響的關鍵技術之一。

可以用一句話來說清區塊鏈和比特幣的關系：區塊鏈是比特幣的核心技術，比特幣是區塊鏈在金融方面的應用。

5．區塊鏈技術為什么會火

互聯網解決了信息交流的問題，物聯網正在解決實物交流的問題，而區塊鏈正在解決價值交流的問題。僅因為這點，區塊鏈就有與互聯網和物聯網平起平坐的地位。最為重要的是，由于區塊鏈上的數據不可刪除，從而能讓人與人之間的關系更為和諧和互信。

（1）誠信社會的保障：區塊鏈上的數據無法更改、無法刪除，只能不斷被添加。這個特點看似簡單，但其實恰恰是誠信社會的重要保障。如果一個企業可以隨意更改賬冊，那企業將失信于社會；如果個人可以隨意美化自己的歷史，那這個人將失信于朋友；如果一個國家可以隨意篡改歷史，那國家將失信于世界和他的人民。

信任的根源來自于不可篡改，如果所有數據都在區塊鏈上，那么就可實現在沒有讓大多數人達成共識前沒有任何人能夠對數據進行更改，而且這些數據人人可查。如果未來所有數據都通過區塊鏈方式進行保存、查詢，則誠信社會就有了技術上的基本保障。

（2）數據安全性的保障：區塊鏈所采用的加密技術一方面用來驗證數據的一致性，一方面用來保障數據安全。以戰場上傳送命令為例，為了安全，可以用明文同時傳達多個不同的命令（其中只有一條是正確的），每個命令后附上一段哈希后的密文。收到命令的人只能用配對的密鑰打開其中唯一正確的命令。用類似的方式，可以非常容易地解決互聯網上公開數據與保密數據的矛盾。

同時，因為區塊鏈具有去中心化、不可篡改的特點，從而使得這門技術落地應用的空間非常大。

在金融創新方面，區塊鏈可以成為各種數字貨幣的核心技術，推動金融領域的現代化革新，比如用于數字貨幣、支付清算、智能合約、金融交易、物聯網金融。

在企業管理方面，區塊鏈可以改造企業的業務流程，提高財會工作的效率與安全性，同時區塊鏈技術更是建立企業外部生態圈的最便捷的工具，企業可以為重要的合作伙伴發放Token。

在社會管理方面，區塊鏈可以為政務公開、產權管理、投票、選舉等提供公平的環境。

在商業方面，區塊鏈可以讓拍賣、招投標等更為公開、公證，讓無形資產管理更為規范，讓知識產權交易更加安全可靠。

什么是共識機制

可以想象這樣一個場景：在火車站里，很多車廂都已經裝滿貨，到底讓哪節車廂掛到即將出發的那趟火車呢？是站長說了算還是車站大股東說了算？或者是搬運工說了算？這時候就需要共識機制來解決問題了。

由于區塊鏈在點對點網絡下存在較高的網絡延遲，所以各個節點所觀察到的事務的先后順序不可能完全一致。因此區塊鏈系統需要設計一種機制對在差不多時間內發生的事務的先后順序進行共識，這種對一個時間窗口內的事務的先后順序達成共識的算法被稱為共識機制。

這幾年區塊鏈技術的發展，與共識方案的創新密不可分。共識算法從工作量證明到權益/股份證明，再到代議制證明等，新的共識方案不斷吸收人類在社會、政治領域的智慧，進而不斷創新。目前，絕大部分區塊鏈項目采用的是以下3類共識機制。

1．工作量證明——PoW

工作量證明簡單理解就是一份證明，用來確認節點做過一定量的工作。監測工作的整個過程通常是極為低效的，而通過對工作的結果進行認證來證明完成了相應的工作，則是一種非常高效的方式。

比如，比特幣在區塊的生成過程中使用了PoW機制，要得到合理的隨機數，求解數學難題需要經過大量嘗試性計算，系統通過查看記錄和驗證區塊鏈信息的證明，就能知道誰最終完成了指定難度系數的工作，完成工作的那個節點就可以獲得一定份額的比特幣獎勵。

2．權益證明機制——PoS

PoS類似于把資產存在銀行里，銀行會通過你持有數字資產的數量和時間給你分配相應的收益。采用PoS機制的加密貨幣資產，系統會根據節點的持幣數量和時間的乘積（幣天數）給節點分配相應的權益。2018年7月非常火的Fcoin交易所，就是采用PoS共識機制，讓擁有FT的用戶可以享受平臺的收益分成，以這種方式把交易量快速做了起來。

3．權益授權證明——DPoS

DPoS是一種類似董事會的授權共識機制，該機制讓每一個持幣人對整個系統的節點進行投票，決定哪些節點可以被信任并代理他們進行驗證和記賬，同時生成少量的對應獎勵。DPoS大幅提高了區塊鏈的處理能力，并降低了區塊鏈的維護成本，從而使交易速度接近中心化的結算系統。

這些共識機制存在著各種各樣的問題，比如比特幣采用的工作量證明機制中，猜數字最快的通常是計算能力強的電腦。超強的計算能級僅用來猜數字，實在是浪費。關于什么才是優質的共識，就需要看具體的項目了。

如何讓更多的人獲益，如何讓更多的人參與到項目中來，應該是區塊鏈不斷探索解決的共識問題的精髓。

什么是區塊鏈白皮書

白皮書是解釋加密貨幣使用的目的和技術的文檔，通常一個區塊鏈項目通過使用白皮書幫助人們了解它所提供的內容。白皮書是區塊鏈愛好者了解一個項目的重要渠道，因此一個清晰而簡單的白皮書是一個新區塊鏈項目必備的。

為了讓自己能夠更好地服務用戶，建議所有小伙伴在落地開展區塊鏈運營工作前都仔細研讀你所參與的區塊鏈項目的白皮書，并且重點關注如下4個部分：

（1）摘要：摘要在加密貨幣技術文件中很常見，通常放在開頭部分，用來簡要描述整個文件和項目。

（2）路線圖：路線圖是一個有預計完成日期的計劃，顯示了一個組織想要達到的長期目標。查看路線圖有助于了解組織希望向客戶提供什么以及想要成為什么，通常區塊鏈項目會以季度為單位來寫計劃。

（3）項目證明：項目證明是對某些想法的一個較短且不完整的實現，以證明其可行性。概念證明通常被認為是一個有里程碑意義的實作原型，在區塊鏈中是預發布版的另一個稱呼。

（4）項目Token：這部分內容主要是幫助你了解區塊鏈項目的社區管理思路，包括Token功能與價值介紹、Token分配比例、Token發行、Token回購、Token解禁方案等。

什么是智能合約

智能合約是區塊鏈技術的一種應用，它在20世紀末就被提出了，但直到近幾年隨著區塊鏈技術的發展才逐步被社會所熟知。智能合約的概念具備承諾、協議、數字形式三大要素，因此能夠將區塊鏈的應用范圍擴展至金融行業交易、支付、結算和清算的各個環節。

智能合約是指當一個預先編好的條件被觸發時，會立即執行相應的合同條款，其工作原理類似于計算機程序的if……then語句。

打個比方，你的大學同學找你借了1萬塊錢，他承諾說等發工資就還你錢。但是等他發工資那天，他還是沒還你錢，作為老同學你又不好意思催他還錢，所以這個時候就陷入尷尬的境地？找他還，你會覺得撕破臉了；不找他還，心理又不舒服。

如果將這筆借貸行為用上智能合約就不一樣了，當他發工資那天，他在協議里給你的承諾就會自動執行，錢將自動從他的賬戶轉到你的賬戶。

如果他找你借的不是錢，而是一顆鉆石，智能合約會管用嗎？這就不會管用了，因為鉆石不是數字形式的，所以不能實現智能合約的自動執行。

什么是區塊鏈挖礦

挖礦是區塊鏈行業的一種用戶貢獻行為的總稱，比如你幫區塊鏈項目邀請了一位好友，如果剛好該項目的共識機制里對這個行為有Token獎勵計劃，那么你的邀請好友行為就是挖礦。

目前挖礦被大眾所熟知的應該是比特幣的記賬獎勵。目前比特幣采用的是PoW工作量證明共識機制：第一個解決復雜數學問題的計算機將得到一個新的可記錄區塊鏈上信息的塊，同時得到新的比特幣獎勵。由于其工作原理與礦物開采十分相似，故稱之為挖礦。

與挖礦相關聯的概念還有礦工、礦池、礦場，這些詞匯經常出現在區塊鏈行業相關文章中，所以建議大家了解一下。

（1）礦工：在區塊鏈網絡中，礦工是指通過不斷進行哈希運算來求解數學難題并產生工作量證明的各網絡節點。區塊鏈網絡通過算力來驗證、確認交易并防止雙重支付。

（2）礦池：礦池是一個完全節點，是一種將少量算力合并聯合運作的方法，其整合了區塊鏈網絡中的零散算力，并在所有成員中共享獎勵。在全網算力提升到一定程度后，單個設備難以在比特幣網絡上獲取比特幣網絡提供的區塊獎勵，從而變成純粹0和1的概率事件，而通過加入礦池集合網絡中較大比例的算力，遠比單獨工作獲取區塊獎勵的概率大。

（3）礦場：礦場與礦池是兩個概念，礦場是指地理上集中的礦機分布形式。基于比特幣全網的算力水平不斷上升，單個設備難以獲得比特幣的區塊獎勵，因此通過大規模挖礦、商業化運作的模式，將大量的礦機集中到挖礦成本較低的地方進行規模化挖礦。礦場的主要成本來自于硬件以及電力，這也是為什么現在有很多礦場會建立在比較偏遠的地方，并且用風能和太陽能來發電。

什么是Token

代幣與令牌對應的英文單詞皆為Token，在區塊鏈領域中一般不加以區分，但兩者在意思上有些許區別。

準確來說與代幣對應的英文為Token Coin，代幣可以定義為某種賬戶的余額，并且不局限于加密貨幣的范疇。廣義而言，包含Q幣、游戲幣在內的虛擬貨幣皆屬于代幣的范疇，在區塊鏈領域，代幣與“支付令牌”具備相同的意義。

Token實際上既包含代幣、令牌，也包含代金券、證券、通證、紀念物等，根據瑞士金融市場監督管理局（FINMA）在2018年2月提出的定義，令牌（Token）主要分為支付令牌、功能令牌和資產令牌。

（1）支付令牌：支付令牌與加密貨幣是同義詞，并沒有其他功能或鏈接其他開發項目的功能，包括比特幣、狗狗幣、萊特幣等第一代加密貨幣以及達世幣、門羅幣等以支付、結算為主要功能的令牌。

（2）功能令牌：功能令牌是指為應用程序或服務提供的數字訪問令牌。包括瑞波幣、艾達幣、恒星幣、小蟻等內嵌代碼的Token，是具備使用場景或潛在使用場景的功能令牌。

（3）資產令牌：資產令牌代表資產，例如參與真實實體收益、公司股份（或收益權益）或者獲得股息或利息支付的權利。就其經濟功能而言，該令牌類似于股票、債券或相關衍生品。如BitShares上的PDA令牌或是DigixDAO上的DGX令牌就是資產令牌，它們在現實世界中具備對應的資產。