1.2　10分鐘搞懂區塊鏈，你信不信？

珍珠項鏈、打麻將，這些貌似與區塊鏈風馬牛不相及的事情恰恰是你認識區塊鏈的基礎。一個形象的說法，區塊鏈就是一群人共同維護的一個大賬本。

區塊鏈是一種分布式賬本技術（DLT，Distributed Ledger Technology），通過共識機制發動節點來共同記賬。為防止共識信息被篡改，通常情況下，區塊鏈會采用鏈狀數據結構，使用密碼學技術進行數據存儲。

技術從來都不是獨立存在的，這一點在區塊鏈技術中體現得淋漓盡致。區塊鏈第一次創造性地將密碼學、分布式、博弈論、P2P協議等技術有機地組合在一起，使其具備去中心化、賬務公開、不可篡改、可追溯等特點。

區塊鏈最大的創新是第一次用技術解決了人類的共識問題，用理性的技術為人類建立信任提供了方法。

1.2.1　區塊鏈并沒有你想象的那么難懂

區塊鏈是“化名”為中本聰（Satoshi Nakamoto）的一個人或者一群人智慧的結晶。從2018年以后，區塊鏈逐漸被大眾所津津樂道，每個人都在問區塊鏈是什么？

區塊鏈誕生于比特幣，隨著區塊鏈技術的不斷發展，區塊鏈技術在商業中的價值已經超過了數字貨幣本身。

區塊鏈是什么，有點類似一串珍珠項鏈，其中每顆珍珠都有固定的位置，拿走任何一顆珍珠，其他珍珠的位置都會發生變化。每顆珍珠就相當于一個區塊，將珍珠用線串起來就形成了區塊鏈。當然這樣的比喻不是非常貼切，只是為了方便大家理解。

第一個區塊鏈應用——比特幣，它的工作原理類似打麻將，4個礦工自發地組織在一起，通過擲骰子（碰撞一個隨機數）確定誰來記賬，誰獲得了記賬權誰就得到了相應的獎勵，其他3個礦工對這筆賬目進行確認。

一個形象的說法，區塊鏈就是一群人共同維護的一個大賬本。

這個賬本與我們之前使用的賬本不同，由于它是一群人來記賬，因此修改這個賬本的難度會比較高。

我們傳統的信息系統，無論是銀行系統，還是我們熟悉的支付寶、微信，使用的數據庫都是集中式、中心化的，所有的數據安全都依賴于某一個組織（例如阿里）的可信度，以及這個組織背后的技術是否過硬，管理是否足夠嚴格。

而區塊鏈則不同，它是通過共識機制發動大量的節點來共同記賬，并且這些節點之間地位平等。由于區塊鏈采用了一群人共同記賬的方式，使數據難以篡改。在區塊鏈技術中，要修改數據必須得到半數以上節點的同意才可以修改數據，相對于傳統中心化單個節點說了算的記賬方式，使用區塊鏈技術進行記賬可以提高大家的信任度，而這種信任機制的建立不依賴于某個組織、個人，而是依賴于區塊鏈技術本身。圖1-12展示的是中心化賬本與分布式賬本的區別。

舉一個例子，在一個村子里，張三借給李四1萬元人民幣，原來的方式就是張三給李四打一張借條，或者找一個雙方都信得過的人作為見證人。現在有了區塊鏈，同樣是張三借給李四1萬元人民幣，我們會發動所有的人都來記賬，每個人都會在自己的本子上記一筆賬“張三借給李四1萬元人民幣”。按傳統的記賬方式，一旦李四的借條丟了，或者張三賄賂了這位見證人，這筆借款都有可能收不回來。但有了區塊鏈，由于全村人都記賬，這筆借款就變得無法抵賴了。

所以，區塊鏈實際上就是分布式賬本技術（DLT，Distributed Ledger Technology）。

那么，問題來了，憑什么全村人都幫李四來記這一筆賬，只是人緣好是不能讓全村人都來記賬的，我們必須有一套機制來獎勵這些人。這就有點像農村的紅白喜事，全村人都來幫忙，原因是以前大家生活條件都不好，只要村中有紅白喜事，當事人都要大擺宴席答謝村里人，這其實就是一種獎勵機制。

同樣，區塊鏈要讓一群不相干的人來共同記賬，因此需要一套獎勵機制，也就是經濟刺激，讓參與記賬的人可以獲得經濟上的回報。但問題是，只要有經濟刺激，就會有人作弊。為了防止有人作弊，區塊鏈引入了共識機制，以確保參與者無法作弊。比特幣和現在的以太坊使用的共識機制是工作量證明機制（Proof of Work，PoW）；Bitshares、Steem、EOS采用的是代理權益證明機制（Delegate Proof of Stake，DPoS）。

為防止共識信息被篡改，典型的區塊鏈會采用鏈狀數據結構進行數據存儲（圖1-13）。

區塊鏈是一個連續增長的數據結構，每個區塊都包含了前一個區塊的哈希值。為了保證區塊鏈的安全性，區塊之間按照時間順序，結合密碼算法進行數據存儲。

因此，區塊鏈也是一個“歷史記錄不可篡改的數據庫”。

傳統數據庫可以增、刪、改、查（CURD），而區塊鏈只能增加和查詢，不能修改、不能刪除。

去中心化是區塊鏈最重要的特征，指的是區塊鏈在不依賴中心化組織的條件下，參與方（節點）可以通過共識機制達成一致，使區塊鏈天然具備信任的基礎。賬務公開是區塊鏈技術中一個常用方法，為了使參與方都可以記賬和驗證，通常情況下會將賬務公開廣播給全網。可追溯特性是基于密碼學的區塊鏈鏈狀數據結構保證的。為了確保交易的唯一性，有效防止雙重攻擊，使用時間戳技術為每一筆交易加蓋時間戳。

技術從來都不是獨立存在的，這一點在區塊鏈技術中體現得淋漓盡致。區塊鏈第一次創造性地將密碼學、分布式、博弈論、P2P協議等技術有機地組合在一起，使其具備去中心化、賬務公開、不可篡改、可追溯等特點。

區塊鏈最大的創新是第一次用技術解決了人類的共識問題，用理性的技術為人類建立信任提供了方法。

1.2.2　區塊鏈只能發幣嗎？

作為一個分布式賬本技術，除了加密貨幣本身的應用之外，智能合約是區塊鏈現在一個主要的發展方向。全世界的精英都將重心放在了智能合約的大規模應用上。

智能合約（Smart Contract）是在20世紀90年代由尼克·薩博（Nick Szabo）提出的理念，由于缺少可信的執行環境，一直沒有被應用到實際產業中。區塊鏈技術的出現給智能合約帶來了新的契機。

由于區塊鏈是一個歷史記錄不可篡改的數據庫，因此將計算機代碼寫在鏈上就可以讓代碼具備“智能”的特點。智能合約本質上就是一段運行在區塊鏈上的代碼，這段代碼具備去中心化、公開透明、不可篡改等特點。

現實生活中，甲乙雙方要進行一筆交易，我們需要簽訂一個合同，在合同中約定合同標的、內容、權利、義務等合同法規定的條款，雙方蓋章簽字，一式兩份。以買賣合同為例，一旦雙方簽訂一份項目合同，后續就要按照合同要求執行。但現實中，由于大家的法律觀念意識不強，經常會出現合同違約，即使簽訂了合同也不會按照合同執行，此時合同就變成了一張廢紙，對雙方都沒有約束力。一旦出現糾紛，就要訴諸法律，由法院來進行強制執行。

那么，有沒有一種更有效的辦法來確保合同的執行呢？答案是將上面的合同內容寫在智能合約中，一旦智能合約中某個條件達成，合約就會自動執行。由于區塊鏈信任的特點，使合約的執行不依賴于人和現有的中心化機構，這樣就可以有效解決傳統合同出現糾紛的問題。

無論是顯式的合同，還是日常生活中的各種交易都是一種契約關系。傳統契約需要簽字、蓋章才具備法律效應。你可以將智能合約想象為一個自動售貨機，使用智能合約就是不依賴人和現有中心化機構，合約可以根據預設的條件自動執行。

基于以太坊進行發幣只是智能合約最初級的應用，現在流行的DAPP（去中心化應用）實際上就是將應用系統中部分核心業務代碼放在鏈上執行。從金融方面開始，區塊鏈智能合約技術已經擴展到政府、供應鏈、溯源、公共服務等行業，是未來數字經濟發展不可或缺的技術之一。

1.2.3　揭開區塊鏈神秘的面紗

從字面上理解，區塊鏈就是區塊連接成的鏈，英文是Block Chain，Block就是區塊的意思，Chain是鏈的意思，合起來就是連接在一起的區塊。比特幣白皮書中，區塊和鏈是兩個獨立的單詞，直到2015年以太坊出現后區塊鏈這個詞才流行起來。

本解決方案起步于一種時間戳服務器。時間戳服務器是這樣工作的：為一組（block）記錄的哈希打上時間戳，而后把哈希廣播出去，就好像一份報紙所做的那樣，或者像新聞組（Usenet）中的一個帖子。顯然，時間戳能夠證明一個數據在某個時間點之前已然存在，否則該數據哈希也就無法生成。每個時間戳在其哈希中包含之前的時間戳，因此構成了一個鏈（chain），每一個新的時間戳被添加到之前的時間戳之后。

去中心化作為區塊鏈一個重要的特點，指的是區塊鏈在不依賴中心化組織的條件下，參與方可以通過共識機制達成一致，使區塊鏈天然具備信任的基礎。去中心化的英文是decentralized，原意如下：

①　將權力從中央轉移到地方政府。

②　將大型組織部門的管理權，從單一集中管理轉移到其他部門，通常情況下給予它們一定程度的自主權。

判斷一條鏈是否去中心化，可以以節點數量、節點的容錯性和有多少人（組織）能夠控制系統來衡量。節點數量越多，系統可以容忍崩潰的節點越多；參與節點的人（組織）越分散，就代表一條鏈的去中心化程度越高，反之，一條鏈就趨向于中心化。

去中心化有時候很容易和無政府主義思想混為一談，根據英文原意，將去中心化理解為多中心化更為合適。

區塊鏈也不是有些人所宣稱的那樣，什么都可以做。事實上任何一項技術都不可能包打天下。以互聯網技術為例，除TCP/IP、HTTP、HTML相關技術外，經過這么多年的發展，互聯網已經融合了云計算、大數據、人工智能等許多技術才走到今天，才讓一項當初只能發郵件、瀏覽網頁、玩游戲的技術演變成一項改變人類文明進程的技術。

區塊鏈作為一個分布式賬本技術，可以應用在很多地方，但在具體業務上，需要和云計算、大數據、人工智能、物聯網等技術結合起來才能滿足實際業務需求。

例如，在商品溯源中，區塊鏈可以從商品源頭信息采集、原料來源追溯、生產過程、加工環節、倉儲信息、檢驗批次、物流周轉到第三方質檢、海關出入境、防偽驗證的全過程進行追溯；將商品信息采用分布式結構存儲在各個節點上，使數據受多方監管，保證鏈上商品信息記錄過程的真實性。區塊鏈數據不可篡改的特點，可以有效保證上鏈商品信息無法篡改，使商品溯源的可信程度大幅度提升，但要避免源頭造假，還需要借助物聯網技術進行數據采集。