2.2 區塊鏈技術獨具的3大優勢

許多專家預言區塊鏈的存在會為互聯網的商業模式帶來創新，這一技術具備三大優勢：去中心化的分布式存儲、帶來信任度大增的共識機制與智能合約、數據公開透明的分布式賬本。

去中心化的分布式儲能夠大大加強系統可靠性，同時可以將多個節點內的數據進行同步，這樣的結構很適合在面向公眾的服務軟件中應用。

區塊鏈的各個節點能夠獨立驗證，這在一定程度上加強了共識的達成，若將這種機制應用于商業中，則能夠在一定程度上提高效率。由于分布式賬本節點各自存儲，進而導致數據難以篡改，這也構成了區塊鏈的獨特優勢。

2.2.1 去中心化的分布式存儲

在研究各種虛擬貨幣的過程中，大多數研究者只知道“挖礦”非常浪費電能和顯卡，卻并不太清楚“礦工”究竟是怎樣“挖礦”的。不過，從2017年開始，與虛擬貨幣息息相關的區塊鏈便火爆起來。一時間，很多引入區塊鏈的公司走進了大眾的視野，還有一些傳統廠商借助區塊鏈的熱度實現了“重生”。

區塊鏈是一種將區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，同時也是一種基于密碼學的難以篡改和難以偽造的分布式賬本。簡單來說，區塊鏈是一個巨大的數據庫，并且與傳統數據庫有著比較明顯的區別，而這里所說的區別則主要體現在去中心化方面。

一般來說，傳統數據庫會將數據集中起來然后再進行儲存，所以難免有管理員特性，即數據的讀寫權限都掌握在一個公司手上，這便是中心化。中心化有一個非常明顯的優勢——便于數據的集中管理，但缺點是無法為數據安全提供有力保障。

相對而言，區塊鏈則是所有可以架設服務器的人都能參與其中，這些架設服務器的人也會成為區塊鏈中的一個節點，而且都是平等且同步的。在這種情況下，數據的一致性就可以得到保障。

由此來看，去中心化具備開放性、難以篡改性、自治性、匿名性，所以，區塊鏈更像一種區別于傳統數據庫的巨大數據庫，并沒有我們想象得那么高深莫測。下面以網上購物為例，對區塊鏈的去中心化進行更加透徹地講述。

在中心化的模式下，如果消費者想在網上購物，則通常需要經歷以下幾個環節：

（1）選擇心儀的貨品，提交訂單，并向支付寶支付貨款；

（2）支付寶收到貨款以后，會給賣家發送發貨通知；

（3）收到發貨通知以后，賣家會通過圓通、百世匯通、順豐等快遞將貨品發出去；

（4）消費者收到貨品時，對貨品進行詳細檢查，如果沒有問題的話就可以確認收貨；

（5）收到確認收貨的通知以后，支付寶會在第一時間將貨款打到賣家的賬戶上，網上購物正式結束。

通過上述內容便可以發現，在網上購物的過程中，支付寶發揮著非常重要的作用。也就是說，網上購物的成敗，在很大程度上是由支付寶決定的。而且，對于消費者和賣家來說，支付寶就是一個“中心”，只要出現問題，就要尋求支付寶的幫助，讓支付寶做出最后的決斷。

實際上，中心化最考驗的就是“中心”的實力，如支付寶的實力。這也就意味著，如果支付寶的實力沒能達到要求，網上購物的某些環節就會受到嚴重影響，消費者與賣家也可能遭受一定的損失。

那么，在去中心化的模式下，如果消費者想在網上購物，又需要經歷哪幾個環節呢？具體如下：

（1）選擇心儀的貨品，將貨款直接打到賣家的賬戶上；

（2）消費者將此次交易的所有信息記錄在自己的賬本上；

（3）消費者把交易信息儲存下來，并傳播出去；

（4）收到交易信息以后，賣家將其記錄在自己的賬本上；

（5）賣家為消費者發送貨品，并把發貨行為記錄在自己的賬本上；

（6）賣家將記錄好的發貨行為儲存下來，并傳播出去；

（7）消費者收到賣家的發貨行為，將其記錄在自己的賬本上；

（8）消費者順利收到貨品，網上購物正式結束。

由此可見，在區塊鏈中，消費者的網上購物行為是完全透明的。

另外，作為一個大型賬本，區塊鏈記錄和儲存著所有與網上購物有關的信息。

在算法、規則等的助力下，無論是消費者，還是賣家，都不可以對已經記錄和儲存好的信息進行篡改。而且，只要其中一方的信息有所變動，那區塊鏈中的各個節點都會感知這個變動。

以上所言，便是通過網上購物的例子對區塊鏈的去中心化進行更加透徹地講述。深入了解來看，所謂去中心化指的就是一種沒有管理員的無中心的分布式存儲。

因為區塊鏈具有去中心化的特征，所以，任何不法分子都無法對區塊鏈進行審核。又因為區塊鏈不好管理，所以區塊鏈才很難被控制。否則，一旦有一些實力強大的公司掌握了控制權，這些公司便會控制整個平臺，進而控制平臺的使用者。

2.2.2 帶來信任度大增的共識機制與智能合約

對于大多數產業和領域而言，區塊鏈具有很強的信任度，這主要是因為區塊鏈自身具有共識機制和智能合約。

1.共識機制

共識機制的主要作用是決定區塊鏈節點的記賬權利，充分保證區塊鏈上參與節點之間的相互信任。

由于共識機制的存在，參與節點之間的相互信任得到了保證，出現在區塊鏈上的沖突問題也可以被及時解決。

在共識機制中，“共識即有效”是非常重要的一個部分。什么是“共識即有效”呢？舉個例子，假設有A、B、C、D、E五個相互并不認識的人同時都認為G是一個好人，那么在某種意義上就說明G這個人應該是一個不壞的人。

在上述例子中，A、B、C、D、E五個人認為G是一個好人的一致性看法就是一種共識，而得出的結論“G是一個不壞的人”就相當于“有效”，因為五個人都認可了G身上的“好人”價值。

由于區塊鏈是依據時間順序來存儲數據的，所以它可以支持多種共識機制。共識機制可以讓區塊鏈上誠實的節點存儲下一個區塊的信息，這些信息具有兩個特性：一致性和有效性。

一致性就是指誠實的節點存儲的信息完全相同；有效性則是指由某一個誠實節點所發出來的信息最終會被其他誠實節點記錄到自己所在的區塊鏈中。

因為區塊鏈可以支持多種共識機制，所以在一致性和有效性均滿足的情況下，其采用的不同共識機制會對整個系統產生一些較為明顯的影響。

2.智能合約

很多專家都認為，區塊鏈與智能合約是相輔相成的，只要提到區塊鏈，就不得不提到智能合約。

1994年，計算機科學家、加密大師尼克·薩博（Nick Szabo）首次提出了智能合約，并給出了具體的定義：“一個智能合約是一套以數字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在上面執行這些承諾的協議。”那么，這個定義應該怎樣理解呢？其實并不難。

但是在理解這個定義之前，我們有必要知道在比特幣區塊鏈基礎下的轉賬行為。假設Alice想把100個比特幣轉給Bob，那么在比特幣區塊鏈系統中就會有如圖2-2所示的記錄。

從本質上來看，這個轉賬記錄就是一個合同，其中明確規定了Alice要給Bob轉100比特幣。不過，需要注意的是，圖2-2中有一個“解鎖信息”，這個“解鎖信息”是Alice證明自己身份時需要提交的一個信息。

在比特幣區塊鏈系統中，純UTXO（未花費的交易輸出）模式的合同并不能起到太大的作用，這一點可以從以下兩個方面進行說明。

比特幣區塊鏈系統是一個獨立運行的封閉系統，其轉賬腳本沒有提供與外界進行交互的接口。因此，在轉賬腳本提交到區塊鏈以前，解鎖信息必須被規定好，而且還要按照固定的方式運行。對于“合同”而言，這根本就是與實際應用不相符合的。

通常情況下，在實際生活中，一個完整的合同需要嚴格按照流程來制定，而且合同的執行還需要隨著時間的流逝來完成，如圖2-3所示。

一般來講，圖2-3中的條件達成應該是一個外部輸入事件，也就是說，實際生活中的合同基本上都是“事件促使”型的。但是，區塊鏈上的數據難以判斷出“事件”是不是已經發生，而要想真正判斷出來，就必須通過鏈外輸入數據的方式。下面以電子商務為例，對此進行詳細說明。

某人（記為小張）在某電子商務平臺上購買了一臺筆記本電腦，當他提交訂單的那一刻，實際上就已經生成了一個合同。

這個合同包括小張需要在多長時間內將貨款支付到第三方平臺上（事件1），然后賣家收到第三方平臺的發貨通知后需要為小張發貨，當小張收到貨物且檢查無誤后需要點擊確認收貨（事件2），至此，如果不考慮售后，整個合同就算是執行完成了。

在執行這個合同的過程中，由于事件1是一個高度虛擬化的金融活動，因此可以在智能合約的助力下自動觸發。然而，事件2是一個發生在現實世界中的活動，必須有“點擊確認收貨”的動作才可以同步到虛擬世界中。在這種情況下，“點擊確認收貨”便成為虛擬世界中的事件2。

由此來看，對于電商平臺的合同而言，事件1其實就是小張是否將貨款支付到了第三方平臺上，事件2則是小張有沒有完成“點擊確認收貨”的動作。值得注意的是，在這個合同中，“確認收貨”是與外部交互的一個關鍵接口，必須得到足夠的重視。

實際上，隨著區塊鏈的不斷發展，智能合約也變得越來越普及，于是，在面對潛在的糾紛時，我們不再需要去親自解決，一切決定都可以交給代碼來做。以購買航班延誤險為例，有了智能合約以后，理賠就變得簡單了許多。

具體來講，投保乘客的個人信息、航班延誤險、航班實時動態都會以智能合約的形式記錄和存儲在區塊鏈中，只要航班延誤到已經符合理賠條件的程度，理賠款就會在第一時間自動劃到投保乘客的賬戶上。

這樣不僅提高了保險機構處理保單的效率，還節省了投保乘客在追討理賠款過程中消耗的時間和精力。

可見，智能合約可以便利我們的生活，也可以提升公司的工作效率。未來，區塊鏈將在智能合約的助力下獲得越來越好的發展，例如，電子商務、金融、醫療、教育等多個領域都將感受到區塊鏈和智能合約帶來的益處。

2.2.3 數據公開透明的分布式賬本

傳統的數據存儲方案是依靠租賃某一互聯網服務器，或通過中央機房來管理個人數據的，同時，在服務器接入點增加一系列的安全防護后，才能進行內部數據和外部客戶端的交互。這種中心化組織體系是依賴一個中心的，如圖2-4所示。

在系統論中，一個系統的中心化程度越高，其出現錯誤的可能性也就越大。在數據存儲中，數據存儲方案的中心化程度越高，數據丟失或損壞的風險也就越高。

相反，分布式賬本則具有去中心化的設計，也就是將數據分散儲存，使其在運作時，需要經過各個階段的確認，如圖2-5所示。

如今得益于計算機技術的發展，以分布式賬本為基礎的結算系統可以分布到跨越不同支付系統的每個節點上。

集中式賬本的中央總賬主要由中央來維護，分布式賬本則由許多獨立的私人實體組成，并以整個金融系統為基礎，對中央總賬的數個副本進行維護。

這種分布式賬本，從區塊鏈中產生，并且在計算機技術和密碼學技術的支持下獲得了驗證。這種技術使得橫跨互聯網的參與者能夠在中央總賬的有效性方面取得共識。

分布式賬本的出現使成本大大降低，因此，由它的技術而產生的算法創新具有顛覆性意義。人們期望通過分布式賬本對公共或私營服務的實現方式進行改革，以大大提高生產力。

分布式賬本擁有改變金融領域的潛力。理論上，它不僅可以被應用于虛擬貨幣，還可以應用于其他對快速安全的數據記錄有需求的領域，如土地租賃或者信貸登記等。

除此之外，分布式賬本還可以在法定貨幣計價的交易中發揮作用，所以它的應用價值并非只局限于虛擬貨幣。

分布式賬本的實現形式多種多樣，不同的實現形式各有其優缺點。對于已經給定的應用，需要根據用戶的需求對其他精確設計的實現形式進行選擇。選擇時還要考量一些關鍵因素，然后再對給定的系統進行設計，同時還要對必要的權限進行定義。

雖然金融機構投資的項目大多都是基于已有平臺的，如比特幣區塊鏈、瑞波和以太坊等，但是建立新的技術也是大勢所趨。

分布式賬本在本質上就是一種數據庫，參與其中的用戶可以得到一個真實賬本的副本，而且這個副本是唯一的。因為受到共識機制的制約，所以分布式賬本的最大特點就是可以在不同的互聯網成員之間分享、復制和同步數據。

互聯網參與者可以在互聯網上進行交易，在交易中他們可以進行資產或者數據的交換，分布式賬本則將這些交易記錄在區塊鏈上，在這個過程中沒有任何第三方的參與。

由于分布式賬本的每一個記錄都對應著一個時間和一個密碼簽名，所以通過這種方式記錄的交易都是可以追溯和審計的。

分布式賬本中的數據若要發生改動，必須得到接入互聯網的用戶的多數確認，而且任何一處的改動都會在每一個相對應的副本中體現出來。

可以說，分布式賬本中的數據是由接入互聯網的用戶共同進行更新和維護的，一般情況下，這個過程會在幾分鐘甚至幾秒內完成。

無論是實體資產，還是虛擬資產，又或者是其他能夠在法律和金融上被定義的資產，都能夠利用分布式賬本進行存儲。在設計時，分布式賬本就已經規定了可以共享的信息是哪些，同時也規定了哪些接入互聯網的用戶可以對信息進行修改。

然而，盡管每個節點都擁有真實賬本的副本，但真實賬本中的一部分數據仍是被加密保護的，只有授權者才能夠讀取。

接入互聯網的用戶要通過公鑰、私鑰及簽名來控制賬本的訪問權，這種機制能夠保障賬本中記錄的數據的安全性和準確性。這是基于密碼學的保障，根據互聯網共識機制，那些被指定的接入互聯網的用戶才能對賬本進行修改。

分布式賬本最大的優點是可以讓交易變得透明，例如，互不相識的陌生人之間的資產交易也可以變得公開、透明。

分布式賬本還能夠在不需要第三方的情況下為交易的安全性和準確性提供保障。

與此同時，分布式賬本在交易貨幣的公開、透明方面和契約機制方面都做出了創新，這也為新的信任契約的建立提供了技術基礎。

從分布式賬本的特性可知，只要接入互聯網的多數用戶對重要信息達成統一的意見，交易就可以完成。分布式賬本省去了原有的額外人工對賬程序，大大加快了交易的速度。

隨著智能合約的投入使用，人為干預的因素進一步減少，執行合同的效率和支付清算的效率也可以得到提升。

對賬是一個確保信息在交易雙方之間沒有出現差錯的過程，其內容包括對不同賬戶之間的信息進行核對，以及將這些信息通過不同的格式進行記錄和存儲。

當信息被允許在交易雙方之間進行分享時，利用分布式賬本就可以減少信息的錯誤率，還能夠提高對賬的效率，減輕后臺工作的負擔。

通過分布式賬本存儲下來的信息可以在交易雙方之間實現同步，這種方式不僅可以提高信息的透明度，還可以有效避免交易過程中的邏輯沖突。

和傳統的中心化的組織系統不同，在交易雙方把信息添加到賬本之前，分布式賬本就已經擁有了一定的話語權。

正是因為有了這種去中心化的組織系統，信任機制才在一定程度上得到了強化。

分布式賬本中的歷史交易記錄是高度透明的，相關參與者只要具備權限就能在歷史交易記錄中查看自己所需要的信息，從而掌握交易的全過程。

從理論上來講，分布式賬本可以追溯指定賬戶中的交易信息，也可以對每個節點進行監督以保障市場秩序的公平規范。

由于每個節點上都具有賬本的完整副本，所以賬本被篡改的可能性非常低。即使一部分數據被篡改，也可以通過數學算法循序甄別出來，從而保證數據具有高透明度。