區塊鏈到底是什么

比特幣的傳奇尚未落幕，另一個傳奇就已經開啟：2015年7月，高德納發布了新一年的技術成熟度曲線圖。從圖中可以清晰地看到：比特幣所代表的加密貨幣（cryptocurriencies）和虛擬貨幣交易（Cryptocurriencie Exchange）逐漸從2014年炒作的頂峰期跌落到大眾普遍失望的谷底。

資料來源：http://www.gartner.com/newsroom/id/3114217
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然而，出乎意料的是，整個產業并未衰落。截至2016年2月19日，全球比特幣相關產業投資額度仍然逐漸升溫，突破10億美元。這其中以完成兩輪融資的OKcoin為首的7家中國公司也格外引人注意，帶領著中國區塊鏈產業的發展。這也顯示了資本與市場的整體樂觀。正如中國古人所說的，“陰極陽生”。一種新的技術讓投資者和業界再次看到了曙光，那就是Blockchain（區塊鏈）。這是一個并不常見的現象。一般而言，當一項技術衰退的時候，除非它的生命周期非常長，能極大地激勵人類的期待和夢想，比如人工智能，它能極大地勾起科研界、技術界的夢想。從20世紀60年代，從海曼·明斯基（Hyman Minsky）時代一直發展到今天的阿爾法狗時代。但大部分創新技術一跌下去就被淘汰了。比特幣、加密貨幣這種技術之所以能硬挺到今天，非常重要的因素就是背后的區塊鏈技術又再次把它拉動了起來。

比特幣與區塊鏈是父與子關系嗎

對于比特幣與區塊鏈，有兩種常見的錯誤概念，在業界廣為傳播：

錯誤觀念1：比特幣與區塊鏈是父與子的關系；

錯誤觀念2：區塊鏈是比特幣的一個意外發現和生成物，帶來出乎大家所料的驚喜，之前沒有人料到這一切。

事實上，作為比特幣實現的底層技術，區塊鏈的產生是伴隨著比特幣一道出現的，稱之為父與子的關系極其不準確。其次，與其說意外，倒不如說是“蓄謀已久”。早在2010年，在后來的比特幣核心開發者Gavin Anderson（蓋文·安德森）的討論帖中，中本聰就指出自己為什么在比特幣初始代碼版本wallet.dat中嵌入一種非常簡單的腳本（Gavin發現后曾一度陷入緊張不安中）。

中本聰說：“我很多年前就已經在思考，是否可以讓（比特幣）支持多種交易類型，包括：托管交易、債券合同、第三方仲裁、多重簽名等。如果比特幣未來能夠大規模發展，那么這些交易種類都將是我們未來想探索的，但是在一開始設計時就應該考慮到這些交易，這樣獎勵才能夠實現。”

事實上，正如后來的研究者分析發現，這些結構的應用早已超出了數字貨幣，甚至可以擴展到任何類型的交易方式，例如各種基于智能合約的應用。其實可以套用設計中的專門術語說，“區塊鏈”是比特幣的“可供性”，這種載體提供了一種更為廣闊的交互的可能性。

中本聰版本的第一版“比特幣區塊鏈”的基礎協議非常簡單：通過蓋時間戳，各方一同記賬、一同公證，每10分鐘確認一次，形成記錄全網這10分鐘所有正確的一個賬本數據庫“區塊”，然后每個合法的區塊連成一個個鏈條，形成分布式的、大家一致同意的賬本數據庫，這就是“區塊鏈”。

資料來源https://camo.githubusercontent.com/e8e2a0c15c17b066e7f17056f7697819b9a1aa33/687474703a2f2f766974616c696b2e63612f66696c65732f626c6f636b5f706963747572652e706e67

區塊鏈本質上是一個去中心化的分布式賬本數據庫，是比特幣的底層技術，和比特幣是相伴相生的關系。區塊鏈本身其實是一串使用密碼學相關聯所產生的數據塊，每一個數據塊中包含了多次比特幣網絡交易有效確認的信息。

每當有加密交易產生時，網絡中有強大運算能力的礦工（Miner）就開始利用算法解密驗證交易，創造出新的區塊來記錄最新的交易。新的區塊按照時間順序線性地被補充到原有的區塊鏈末端，這個賬本就會不停地增長和延長。

通過復雜的公共鑰匙和私人鑰匙的設置，區塊鏈網絡將整個金融網絡的所有交易的賬本實時廣播，實時將交易記錄分發到每一個客戶端，同時還能保證每個人只能對自己的財產進行修改。當然，賬本里也有別人的交易記錄，雖然可以看到數值和對應的交易地址（基本上這是由一段冗長的亂序字母和數字組成），但是如果不借用其他技術手段也根本無法知道交易者的真實身份。

如果從不同的技術角度來剖析，我們可以這樣看待區塊鏈：它是一種數據庫、一種分布式系統，也是一種網絡底層協議。

（1）數據庫。區塊鏈是一種公共數據庫，它記錄了網際間所有的交易信息，隨時更新，讓每個用戶可以通過合法的手段從中讀取信息，寫入信息。但又有一套特殊的機制，防止以往的數據被篡改。

（2）分布式系統。區塊鏈是一種分布式系統，它不存儲放置在某一兩個特定的服務器或安全節點上，而是分布式地存在于網絡上所有的完整節點上，在每一個節點保留信息備份。

（3）網絡底層協議。區塊鏈是一種共識協議，基于這種協議，可以在其上開發出數目繁多的應用。這些應用在每一時刻都保存一條最長的、最具權威的、共同認可的數據記錄，并遵循共同認可的機制進行無須中間權威仲裁的、直接的、點對點的交互信息。

層出不窮的其他數字貨幣

由于區塊鏈最先被應用于數字貨幣——比特幣，所以各方的開發設計者很容易想到，運用或改造這種區塊鏈技術（加密算法、處理時間、區塊大小等）可以造出新的數字貨幣，我們不妨稱之為1.0時代。1.0時代中各種數字貨幣層出不窮，截至2016年2月28日，統計顯示已知的有688種，從分文不值到估值上億美元。我們簡要介紹除比特幣以外排名靠前的三種。

資料來源：http://coinmarketcap.com/

1. 以太坊（Ethereum）

以太坊是下一代密碼學賬本，支持眾多的高級功能，包括用戶發行貨幣、智能協議、去中心化的交易、普遍認為的第一個完全的去中心化自治組織（DAOs）或去中心化自治公司（DACs）應用。使以太坊與眾不同的是實現這些功能的方式。以太坊并不是把每一單個類型的功能作為特性來特別支持，相反，以太坊包括一個內置的圖靈完備的腳本語言，允許通過被稱為“合同”的機制來為自己想實現的特性寫代碼。一個合同就像一個自動的代理，每當接收到一筆交易，合同就會運行特定的一段代碼，這段代碼能修改合同內部的數據存儲或者發送交易。高級的合同甚至能修改自身的代碼。

2. 瑞波幣（Ripple）

瑞波幣是Ripple網絡運行的基礎貨幣，就像比特幣一樣可以在整個網絡中流通，而不必局限于熟人圈子。瑞波幣引入網關系統，它類似于貨幣兌換機構，允許人們把法定貨幣注入、抽離Ripple網絡，并可充當借貸雙方的橋梁。

3. 萊特幣（Litecoin）

萊特幣與比特幣相比具有三種顯著差異：第一，萊特幣網絡大約每2.5分鐘（而不是10分鐘）就可以處理一個塊，因此可以提供更快的交易確認；第二，萊特幣網絡預期產出8400萬個萊特幣，是比特幣網絡發行貨幣量的四倍之多；第三，萊特幣在其工作量證明算法中使用了由Colin Percival（科林·珀西瓦爾）首次提出的Scrypt加密算法，這使得相比于比特幣，在普通計算機上進行萊特幣挖掘更為容易（在ASIC礦機誕生之前）。每一個萊特幣被分成100000000個更小的單位，通過8位小數來界定。不同于比特幣，Scrypt所具有的內存密集特性讓萊特幣更適合用圖形處理器（GPU）進行“挖礦”。為Scrypt實施的FPGA（現場可編輯邏輯門陣列）和ASIC（專用集成電路），相比于比特幣使用的sha256，更為昂貴。

區塊鏈的實際應用

比特幣也許是區塊鏈上最著名的應用，除了比特幣以及以它為代表的數字貨幣之外，近年來也涌現出了許多其他應用。我們也將會在后面的章節展開財產、物流、存儲、選舉等各方面應用案例的詳細說明。這里僅僅給出部分例子，略微彰顯它廣闊的前景：美國在線零售商Overstock就基于區塊鏈開發了一個名為“t?”的股權交易平臺。在同一領域，納斯達克宣布與Chain達成合作協議：它們正試圖用區塊鏈來顛覆股票交易市場。與此同時，高盛和巴克萊等金融機構目前也在聯手創業公司，為市場開發一種基于區塊鏈的新框架。

許多創業公司又在此基礎上更進了一步，計劃利用區塊鏈來交易實體資產。比如，Bitproof和Blocknotary試圖通過在區塊鏈上記錄合同交易來顛覆這些行業，他們不是在公證人面前完成房屋買賣，而是將合同保存在公共賬單上。

另外，Colu正在利用區塊鏈，通過數字令牌（digital token）來管理資產——數字令牌可以開啟在線服務或實體資產。

這項技術還可以被應用于知識產權領域。例如，Verisart正在利用這種分散式技術來驗證藝術作品的真偽。它給藝術作品相應的版權編碼，然后將它們記錄在區塊鏈中。另外，Proof of Existence還利用公開賬單追蹤用戶創建的檔案。

區塊鏈還可以用來驗證人的身份。ShoCard會給個人身份信息編碼并進行保存，還能實現合同的智能化管理：這得益于這種分散式基礎設施，一旦滿足了某些條款，合同會得到自動處理。IBM目前正在開發這種應用，該公司還公布了與三星ADEPT的合作計劃——ADEPT是一個在物聯網領域使用區塊鏈技術的概念驗證。

區塊鏈的顛覆特點

“如果我知道我將在何處死去，我將不去那個地方，這樣我就可以得到永生。”這是著名投資人查理·芒格（charlie Munger）經常引用的一句俏皮話，其中充滿了深深的、反向思考的智慧。如果我們今天希望了解區塊鏈的種種特性所帶來的去中心化、分布式等對于傳統的顛覆，我們不妨思考以下兩個問題：傳統的方式意味著什么，或者說中心化意味著什么？ 集中式又意味著什么？我們設想一個例子，假定在10000年前，我手里有一個貝殼，對方有一袋鹽，我倆簡單直接地換走，而我們不需要知道過多對方的信息，也不需要知道對方的家庭住址、身份證、信用等冗余信息。我的東西對他有價值，他的東西也對我有價值，我就可以直接跟他請求交換。但后來隨著社會的不斷發展，復雜以及不必要之物充斥到我們的價值傳輸網絡中。現在，我們做一個非常簡單的交換過程，必須依賴銀行或下面例子中的錢莊。首先把我們的價值轉化為銀行記賬單位，然后通過一個中心化的節點銀行，進行這種價值的傳輸。

我們看一下極端中心化集中式的處理方式。

第一步，登記你（持貝殼少年）的姓名、年齡、身份證、住址、工資，提供給中心化錢莊。

第二步，登記他（持鹽少年）的姓名、年齡、身份證、住址、工資，提供給中心化錢莊。

第三步，你把貝殼寄往錢莊。

第四步，賣鹽的少年把鹽寄往錢莊。

第五步，錢莊把鹽寄給你。

第六步，錢莊把貝殼寄給對方。

第七步，錢莊把你們兩人的信用值各自+1，并在錢莊內保管你們的信用記錄。

而去中心化、分布式處理方式：你和少年交換鹽和貝殼，并不需要太多其他信息，交易地址、金額記錄登記更新到區塊鏈上。

我們不難看出，在某些特定的場合，去中心化分布式處理，不僅更加便捷，而且也更加自主。你并不一定需要一個掌握你所有信息，甚至與交易無關的毫不必要的信息的中心化代理（錢莊）來協調處理你的一切交易。這不僅是不安全、不便捷的，還可能造成信息不對稱，甚至被“中心”反向控制，因此也是不必要的。

貝爾的電話技術、20世紀90年代的互聯網的顛覆性來源于它們所帶來的便利，對人類生活和行為的巨大改變。有了電話和手機，我們就可以端對端及時發送信息進行通信；有了互聯網、微信和QQ，語音、文字、視頻等“信息”和“數據”才可以方便傳播，使人們之間的聯系和聯絡更加直接、便捷。總體而言，傳遞“消息”的網絡已經非常發達、直接、便捷、流暢。但是現在我們在傳遞錢、資產這樣的“價值資產”時，我們的網絡還處于一個十分臃腫、低效的狀態，某些方面甚至不如原始社會時貝殼與鹽等物物交換的網絡。

可以發現，區塊鏈就是一個“去中介化”的“價值傳輸網絡”。如果說“拜占庭將軍問題”揭示出了我們分布散落的個體節點之間信息傳達與協同的困難，那么區塊鏈就是一種解答，迄今為止最有力、最清晰、最具有現實性的一種解答。它解構了信任代理（中介）存在的必要，提供了另一種點對點直接交互的可能。就像我們在原始社會中一樣，真誠地面對面地交互，不需要任何中介，甚至不需要雙方的信任，只需要有限的了解，便可以來去匆匆，相忘于江湖，其中的交互皆留給底層。這使交易乃至于一切交互更方便、更有效率。在一個一個點看，這只是個體之事，但從更高的維度看，它也使大規模的、無中介的協同交互成為可能。不再需要強權、巨大中介的集中智能處理，而智能則隱于底層、隱于鏈條、隱于各處。它不是龐然大物似的存在，但又細微地無所不在，這種智能終將重新塑造出我們商業、文化乃至整個社會的未來。