区块链真相:一文看懂区块链的4大核心技术和4大特性

来源:华章科技 作者:华章科技 人气: 发布时间:2019-09-17
导读:对区块链一知半解的人经常会给他人一种善意的忠告:小心,不要被区块链给忽悠了。实际上,常识告诉我们,忽悠人的经常是人,而不是技术。那么,区块链到底是不是一种好的、值得重视的、不可错过的,甚至是堪称伟大的技术呢?答案不言而喻。 作为技术专家的邹

对区块链一知半解的人经常会给他人一种善意的忠告:小心,不要被区块链给忽悠了。实际上,常识告诉我们,忽悠人的经常是人,而不是技术。那么,区块链到底是不是一种好的、值得重视的、不可错过的,甚至是堪称伟大的技术呢?答案不言而喻。

作为技术专家的邹均介绍,区块链有四大核心技术,第一是P2P网络技术,第二是加密技术,第三是智能合约,第四是共识机制。

区块链真相:一文看懂区块链的4大核心技术和4大特性

 

01 区块链的四大核心技术

1. P2P网络技术

实际上,在区块链出现之前,分布式的P2P对等网络已经是很成熟的技术。今天,我们无论是在互联网上下载电影还是视频,都需要依赖这种名为P2P(即点对点)的网络传输协议。

P2P网络是整个区块链的基础计算架构。在区块链分布式网络中,中央服务器的概念被弱化,即不再需要任何中心枢纽。网络中的各个节点都可以作为一个独立的个体存在。这些节点既能作为提供服务的服务器,也能作为发送请求的客户端。它们不再需要服务器的桥接就可以直接交换资源:从一个节点上发出的信息经过验证会被发送到周边相邻的节点,而每一个相邻节点又会将交易发送到其他的相邻节点,最终扩散到区块链网络中所有的节点上,从而实现用户与用户之间资源的直接分享与利用。

所以,P2P网络技术就是一个非常对等、非常高效的传输协议。成千上万个彼此相连的节点都处于对等的地位,并且可以自由进入和退出网络系统。正是由于P2P网络技术的这个特性,保障了区块链技术是一个分布式的、去中心化的系统。

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2. 加密技术

在加密技术方面,区块链使用的是非对称加密算法。非对称加密,即加密一条信息实际上不是用单个密钥,而是用公钥和私钥两个密钥,它们可以保证在分布式网络中点对点信息传递的安全。

公钥是全网公开可见的,所有人都可以用自己的公钥加密一段信息,生成一个哈希值,来保障信息的完整性、真实性,并保证信息传递双方在不用信任的网络上安全地传输密钥。

私钥是不公开的。信息拥有者要高度保护私钥的安全,因为被公钥加密过的信息只有拥有对应私钥的人才能解密。具体来说,这种非对称密钥的工作原理是,在区块链的信息传递过程中,信息发送方使用私钥对信息签名、使用信息接收方的公钥对信息加密;信息接收方使用对方公钥验证信息发送方的身份、使用私钥对加密信息解密。公私钥加密与解密的成对出现保障了信息的完整性、一致性、安全性和不可篡改性。

邹均介绍,除了非对称加密算法之外,在密码学技术里,还有非对称的数字签名技术、保证数据唯一性的哈希技术、保护信息传递双方敏感信息的隐私保护技术和包括防攻击、身份认证、授权等在内的安全技术。基于密码学产生的安全技术,是区块链的核心安全技术。

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3. 智能合约

“智能合约”这一术语是由法律学者尼克·萨博(Nick Szabo)在1995年首次提出的。他给出的定义是:智能合约是一套以数字形式定义的承诺。大众可以把智能合约理解为一种聪明的合约,它允许在没有第三方监督的情况下进行可信交易,这些交易可以追踪且不可逆转。

邹均对于何为“智能合约”给出了更为生动的解答。他认为,可以将智能合约理解成我们日常生活中经常可以看到的ATM或咖啡机:它们都是在一定的外界触发条件或一定的规则下来自动实现特定功能,并没有任何人为的因素从中干预。在商业活动中,线上交易提出了简化交易流程的要求,同时提供对应的安全保障,而智能合约扮演的角色就是将交易双方的条件设定好、奖惩设定好,让交易双方在区块链上可以自动地、忠实地去执行这些合约,让人工无从对其实施干预。

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4. 共识机制

过去,我们在信任方面付出了极为昂贵的代价,而区块链将难以置信地改变这种情况。共识机制极具变革意义。

在一个分布式的网络里,没有一个中心化的机构,怎么能够形成共识呢?

邹均的答案是,用机器算法来形成共识,这是区块链能够形成信任的一个核心技术。

段永朝的看法是,今天的数字技术通过货币、价值链重构,生产方式重组,提供了共识机制的可能。共识机制的终极目的是把那些有良好愿望、靠谱的人,用一个靠谱的网络锁定在一种靠谱的状态。

“区块链并不是重构信任,而是干掉传统的信任。”段永朝认为,“在区块链时代,过去两百年来因为工业资本主义的发展和经济增长而遗漏的一些重要思想,将重新回到人类视野和舞台中央。这些思想包括三个方面,第一,自由人的自由联合,通过今天的区块链、机器人、人工智能,我们已经可以看到它出现在了未来文明的地平线上。第二,创造、创新和快乐,日益成为人类生活的必需组成部分,它不是必须靠出卖劳动才可能获得的消费品,而是生存的理由、生活的必需。第三,生产体系和价值分配方式,将从过去的先生产后分配、先生产后消费,变成边生产边分配、边生产边消费。”

“所以说,区块链正在孕育一个伟大时代的到来。过去被认为颠扑不破的那些法则、原则通通都可能消散无形,它会被这个越来越连接、越来越信任的世界融化掉。”

“这是一种知足的社会,每天的创造和每天的生产都服从于一个刚刚好的需求。你愉快地生产着你擅长生产的产品,同时你就能够收获你知足的快乐,这样一种伟大的社会,正在地平线上喷薄而出。”段永朝如是说。

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02 区块链的四大特性

区块链的去中心化特性,是个争议性很大的、敏感的问题。有人说去中心化是最伟大的特性,有人说这是个伪命题,还有人说这不是去中心化而是群中心化。

关于这个问题,技术专家邹均从技术方面进行了深度剖析。区块链有四大特性,第一是去中心化,第二是透明性,第三是信息不可篡改性,第四是隐私匿名性。

1. 去中心化

在传统的交易管理中,可信赖的第三方机构持有并保管着交易账本,但建立在区块链技术基础上的交易系统,在分布式网络中用全网记账的机制替代了传统交易中第三方中介机构的职能。简单来说,区块链去中心化的实质就是去中介、去掉人为因素的干预和一些不必要的环节,去掉一个中心或中介来为信任背书。这种去中心化的信任机制可以让人们在没有中心化机构的情况下达成信任的共识。

但区块链也并不是绝对的去中心化。架构不同,去中心化的程度也不同:根据应用场景的不同,可以有完全去中心、多中心和弱中心。就像常说的公有链,它是一个开放给所有互联网用户的去中心化分布式账本,比如比特币、以太坊,都是完全去中心化的公有链架构。但是有些场景中,比如银行之间做的支付交易、跨境支付交易等,实际上是几个银行之间构建一个联盟链,是介于公有链和私有链之间的一种账本结构,是部分去中心化。再如,在一个企业内部构建的私有链中,区块链的共识机制、验证、读取等行为均由一个实体控制并只对实体内部开放,这种架构的中心化程度就是偏高的。

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2. 透明性

区块链的透明性,实际上是指交易的关联方共享数据、共同维护一个分布式共享账本。因账本的分布式共享、数据的分布式存储、交易的分布式记录,人人都可以参与到这种分布式记账体系中来,账本上的交易信息也对所有人公开,所以任何人都可以通过公开的接口对区块链上的数据信息进行检查、审计和追溯。也正是因为区块链分布式共享账本的高透明性,所有关联方都可以确信链上数据库中的信息没有被篡改,也无法被篡改。交易数据的随时可见、可追踪,实现了公众对操作行为合规性的共同监管。

3. 信息不可篡改性

区块链是用一条链来链接的密码学技术,特别是哈希算法,可以保证任何交易都不能被篡改,因为一经修改,整条链都会变化。在区块链上,各个节点都保存有一份账本的信息,最终所有的节点都要去公认出一条最长的链来作为这份账本的最终状态,即一个又一个新产生的区块节点在经过验证后,会不断链接到现有区块链链条的尾端,每个节点也都将拥有一份完整的账本备份。因为链上每个节点的交易信息都要通过对应的每个交易发起人的私钥来签名,所以首先,这个交易是不可能被伪造的,其次,交易信息上链之后,除非所有人公认,或者同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点对数据库的修改是无效的,也是几乎不可能实现的。因此,区块链的信息不可篡改性,是非常有保障的。

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4. 隐私匿名性

隐私匿名性,就是指区块链利用密码学的隐私保护机制,可以根据不同的应用场景来保护交易人的隐私信息,交易者在参与交易的整个过程中身份不被透露,交易人身份、交易细节不被第三方或者无关方查看。

通过密码学的隐私保护机制,区块链技术解决了节点间的信任问题。因为节点之间的交换可以遵循固定的算法,并且区块链中的程序规则会在数据进行交互活动时自行判断活动的有效性,所以链上的数据存储和交互可以在匿名而非基于地址和个人身份的情况下进行。无须通过公开身份的方式即可让对方对自己产生信任,这对信用的累积是非常有帮助的。

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03 区块链精神

有一天大半夜,某知名天使投资人给我发了一条微信:你想想,区块链的精神是什么?我写了一段话给他,他看后发来信息“差不多吧”。我把这段文字又发给蔡文胜,他说“基本上就是这个意思”。回头一看自己写的那段话,我自己都觉得颇为刺激,以至于现在都不愿意把它公开。

相比别的技术,区块链更吸引我的重要的一点是:它是一种有精神的、自带正确价值观的技术。区块链和所有其他技术不同的地方在于,它自带正确的、基于人性和人的深层次需求的价值观;区块链不是来改变世界的,简直是来拯救世界的。

对于精神,有一种惯常的解释是:它是生物体的脑组织里面释放的一种不可见的能量。如何理解区块链精神,理解这种精神有什么好处?

在我们的专家组成员段永朝看来,区块链就是用来解决从农业社会到现在,数千年来人类没有解决的财富分配问题,或者说财富生产和分配背后的公平正义问题。今天,实践走到了理论面前,区块链用大无畏的勇气和技术的支撑,展现了一种公平和效率可以兼得的曙光。

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理解区块链,就要挖掘区块链精神。理解区块链精神,首先要理解互联网精神。段永朝坦言,互联网是20世纪留给21世纪最伟大的馈赠。要理解互联网精神,仍然需要把它放到互联网的精髓之上去理解。

互联网的精髓至少包括三个层面。第一,它代表着新的物种的孕育;第二它代表着万物互联;第三,它意味着一个充分协作与分享的精神和思想的流动。这三个思想,任何一个都足够伟大,但是如果我们把眼光投到当下现实的互联网中就会发现,不管电子商务、移动互联、社交网络还是电子游戏,与这三个伟大思想之间都存在巨大的差距。

而这个巨大的差距,就表现为当今世界的底层逻辑并没有发生根本的变化。在这种情形下,今天的商业逻辑,其实依然没有脱离两百年前资本主义商业逻辑的束缚。在这样的背景下,我们来理解区块链的伟大意义,即区块链就是试图从底层的商业逻辑上重新改写这个世界,它肩负着这样的一种历史使命。

邹均理解的区块链精神是公平、公信、公正、共治、可问责。这体现在区块链上的协议和合约可以被机器忠实地执行;区块链上的交易公开透明,交易状态经过全网的节点共同确认,形成共识;区块链上的交易可追溯、可审计。

对于技术人员来说,区块链实际上是一个全新的、开放的平台。这个平台,强调开放、共赢、创新,按贡献来获取激励,大家都是按照共识来发展。所以,区块链平台里面大部分都是开源的平台,这些平台并没有属于某一家公司。

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