区块链技术入门

读完这篇文章,你将搞清楚这几个问题:
1.什么是比特币?
2.比特币为什么是这么火?
3. 什么是区块链?
4.区块链都有哪些玩法?

1.什么是比特币?
提到区块链,就不得不提比特币,因为小蛮相信在大多数人眼中,比特币不是一个陌生的名词。 比特币,其实质是“ 中本聪 ”在2009年提出的一个去中心化的P2P版本的货币系统,中本聪是谁到现在也没有一个定论,有人说是一个日本人,有人是一个日本集团,也有人说是中国,不过这都不重要。重要的是比特币现在非常火爆, 因为如今的比特币,几千上万美金都不一定能买到一个(看行情),大多数人被这个奇怪的电子币高昂的市价给吓到了,懂点技术的人就去“挖矿”了,不懂技术的人直接就去比特币市场上买进卖出了,于是越来越火,到了今天,而 曾经的比特币要几千个才能买一杯可乐

2.比特币为什么这么火?
也许有人以为比特币火,是因为它独有的技术特性:
(1)独立性,比特币没有发行机构,可能大家都知道是中本聪设计的,但中本聪是谁?谁都不知道。
(2)点对点交易,去中心化,不受主权货币的约束;
(3)安全性,比特币通过密码学设计来确保货币流通各个环节的安全。
(4)保密性,比特币是对立的,流通、转移和支付都通过加密且点对点交易,所有权和流通交易都是匿名的。
(5)总量有限,这也是最重要的也可能是最被广大炒家看中的一点,所有其他的货币或者理财产品都无法做到像比特币一样,至始至终控制发行总量。

然而,然而,以上这些技术特性都无法支撑它火起来,因为技术再牛,没有应用场景,也无法支撑它的火爆和疯狂,那么支撑比特币火爆的主要原因有几点了,小蛮认为主要有两点:
(1)炒作,物以稀为贵,当比特币被忽悠起来之后,无数热钱都会涌向这个没有实际价值的电子货币,有人追捧,自然有人投机,有人投机自然就有火爆的局面;
(2)非法用途,前面提到了比特币绕过了中央主权货币的限制,可以跨越国界点对点自由流通,这也就成为“ 洗(藏、转移)钱 ”的重要工具,无数来历不明黑钱进入比特币这个总量受限的盘子,也就是为了这个目的。
分析到以上两点,大家应该能够对比特币有个清晰的认识。

3.什么是区块链?
(1)区块链又是个什么东西?
区块链作为目前最为热门的一个技术,到底应该如何去理解了?区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式[1]。以比特币为使用实例,区块链其实质就是一种特殊的分布式数据库,区块链的主要作用是存储信息,任何需要保存的信息(如比特币的流通交易信息等)都可以写入区块链,当然作为数据库,也可以读取。其次,区块链网络是开放透明的,任何人都可以加入区块,成为其中的一个节点,在区块链中,每一个阶段都是对等的,保存在这个区块链中的所有数据(比如,一个比特币节点就能够保存全世界所有比特币自面世以来,所有的流通、转账和交易信息)。换句话说,在区块链中的任意节点写入数据,最后所有节点都会进行同步,保证本区块链中的一致。

(2)区块链技术的典型特征[2]
典型特征是去中心化、集体维护、不可篡改、数据透明、用户匿名等五大特征:
  • 去中心化:没有中心服务器,所有节点对等,数据分布式高冗余存储,也可以简单理解为系统没有管理员,彻底无中心的(所有的数据库都有管理角色),没有中心也就意味着无法管理,换句话说“无法被某个人或者某个机构控制”,但这并不意味着,谁都没法儿操作区块链,这就引出区块链的下一个特性;
  • 集体维护:所有当前参与的节点共同维护交易及区块链,而交易基于密码学原理而非基于“信任”,是的任何达成一致的双方,能够直接进行操作,不需要第三方的参与;
  • 不可篡改:区块链是由区块组成,而区块的相互链接石油区块头中的哈希值信息决定的,每个区块的哈希值唯一,通过哈希值标志区块,区块内容变化,哈希值一定会改变。如果区块链中某个人修改了区块中的信息,为了让区块有效,他必须修改整个区块链里面所有的区块,否则区块就脱离区块链了,而哈希计算非常耗时,除非有人掌握全区块链51%以上的算力(又称51%攻击),区块链无法被篡改,就如同历史一样。
  • 数据透明:所有人都可以获取区块链内所有数据;
  • 用户匿名:区块链使用非对称加密技术,公钥作为用户名,私钥作为密码,而且通过数字签名技术提供用户交易的密码学证据,不用进行实名认证。

(3)区块链的技术架构
区块链技术由上至下一共由应用层、激励层、共识层、网络层、数据层五层(1.0)组成(2.0是六层,在激励层和应用层之间加入合约层[3]),每一层都有自己的对应定位。

应用层:封装了区块链的各种应用场景和案例,比如搭建在以太坊上的各类区块链应用就是部署在应用层,所谓可编程货币和可编程金融也将会搭建在应用层,以比特币为例,就是大家接触到最多的客户端,完成账户的记账转账功能.
*合约层:封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础。以以太坊为首的新一代区块链系统试图完善比特币的合约层。比特币尽管也包含了脚本代码,但并不是图灵完备的,即不支持循环语句;以太坊在比特币结构基础上,内置了编程语言协议,从而在理论上可以实现任何应用功能。如果把比特币看成是全球账本的话,那么就可以把以太坊看作是一台“全球计算机”---任何人都可以上传和执行任意的应用程序,并且程序的有效执行能够得到保证。
激励层:该层主要出现在公有链中,因为在公有链中必须激励遵守规则参与记账的节点,并且惩罚不遵守规则的节点,才能让整个系统朝着良性循环的方向发展。确定区块链的运作机制,以比特币为例,它的发行机制和激励机制,就是就激励层确定的,比特币有两种激励机制,一种是挖矿一种交易手续费。
共识层:封装网络节点的各类共识机制算法。共识机制算法是区块链技术的核心技术,因为这决定了到底由谁来进行记账(挖矿),记账者选择方式将会影响整个系统的安全性和可靠性。目前已经出现了十余种共识机制算法,其中最为知名的有工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制等。
网络层:包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等,区块链采用了完全P2P的组网技术(如BT下载,电驴等)。
数据层:封装了底层数据区块的链式结构,以及相关的非对称公私钥数据加密技术和时间戳等技术,这是整个区块链技术中最低层的数据机构,

(4)区块链技术的历史进阶
区块链技术从诞生到现在共三个进化版本1.0版(过去,典型代表比特币)、2.0版(现在,典型代表以太坊)、3.0版(未来),目前主流的2.0版,区别可见下表。

  1.0版 2.0版
图灵完备 非图灵完备 图灵完备
智能合约 不支持 支持
应用场景 定位于具体应用(如比特币) 定位于平台,可实现各种应用
交易速度 5-20TPS 3000TPS
资源消耗 算力消耗巨大 无资源消耗,支持POS/DPOS/PBFT等低消耗共识机制
备注:
  • 图灵完备:图灵完备的方法就是看该语言能否模拟出图灵机,图灵不完备的语言常见原因有循环或递归受限(无法写不终止的程序,如 while(true){}; ), 无法实现类似数组或列表这样的数据结构。
  • 智能合约:以自动的方式,将义务和权利的关系以程序的形式表达出来,其优势是利用程序算法替代人仲裁和执行合同。[4]
区块链2.0的技术架构在1.0的基础上,有了巨大改进,应用层升级为智能合约层,缩短出块时间到16秒(原来十几分钟),对单个区块的信息进行了扩充,加入分叉叔伯块奖励和Gas消耗机制,建立EVM虚拟机等等,具体可以参考[5]。

(5)区块链的应用分类及相应特征
区块链技术按照应用场景分类,如同云技术一样,可以分为公有链、联盟链、私有链:
  • 公有链是指全世界任何人都可以随时进入到系统中读取数据、发送可确认交易、竞争记账的区块链,如比特币,访问门槛低、所有数据默认公开、用户免受开发者的影响);
  • 联盟链是由若干个机构共同参与管理的区块链,低成本运行和维护、高交易速度及良好的扩展性、联盟维护比私有链更具可信度;
  • 私有链是指其写入权限由某个组织和机构控制的区块链,参与节点的资格会被严格限制,交易速度非常之快、给隐私更好的保障、交易成本大幅降低。
三种链受限于蒙代尔三角(去中心化、安全、高效),彼此之间没有绝对的优势和劣势,往往需要根据不同的应用场景来选择适合的区块链类型。

4.区块链都有哪些玩法?
区块链作为如此火的一门新技术,都有哪些玩法了?哪些是正确打开的,哪些又是假冒伪劣了?
(1)正确玩法
  • 金融领域:
    • 互助保险。
    • 去中心化自治金融交易所。
  • 游戏娱乐领域:
    • 区块猫(狗、羊......)
  • 其他
(2)错误玩法
  • 智能合约实现保险自动理赔:这个自动理赔完成不需要智能合约实现,也跟区块链没什么关系,传统的IT系统也能实现。
  • 区块链实现各类商品的防伪:商品信息都是人录入进去的,要想确定商品真伪,只能亲自检验,区块链防伪只能针对链内内生信息实现防伪(不可篡改属性,链外无济于事)。
读到这里,相信你对区块链也有一定了解了,跟区块链小白说拜拜吧!


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