一文读懂区块链技术

2022年1月24日更新

区块链是非常安全、可靠的去中心化网络，人们可以在分布式账本中记录交易行为、储存数据和交换价值，整个过程不受任何中心化机构的控制，而是由分布在世界各地的计算机进行维护。

区块链是底层技术，决定了加密生态和Web3的核心价值主张。它不仅为比特币保障了安全，还为智能合约的价值奠定了基础。

区块链的核心价值主张就是以信任最小化和无需许可的方式交换价值，过程中无需任何第三方。最基本的用例就是一方向另一方付款或转账。

比如说，Bob想要向Alice发送一笔付款。Bob如果用传统支付系统，就需要先把钱转给第三方（即：银行或金融机构）。这个第三方会全权托管这笔资金，并将钱转给Alice。如果Bob使用区块链转账，就可以绕过中间方，直接把钱转给Alice，而且可以充分确保钱成功转到了对方账户中。转账流程采用了去中心化的模式，没有任何中间方干预，而且基于密码学、加密技术、数学和物理学保障了整个过程的确定性。

用户通过区块链和传统银行系统转账流程的区别。

本文将深入讨论区块链的概念，运行方式，与传统中心化系统的区别，以及它将如何重塑社会信任。

是谁发明了区块链技术？

类似于区块链的协议实际上早在上世纪80年代就被发明出来了，并且在90年代用于验证文档中的时间戳。而第一个真正的去中心化区块链则是由一个或以群化名为“中本聪”的人在2008年的《比特币白皮书》中提出的。

区块链技术是比特币网络的底层技术，比特币开源软件在2009年发布。值得一提的是，比特币白皮书其实并没有提及“区块链”一词，这个概念是由后来推动这项技术的人们发扬光大的。

区块链是如何运行的？

账本就是记录经济行为的笔记本或电脑文档。账本可以追踪账户余额或整个经济体中的资金转账情况。如今，大多数账本都是由银行等中心化实体掌控的。这些中心化实体负责维护这些账本，并将其储存在自己的数据库中，外人无法访问。

而区块链则是一个数字化账本，由去中心化的计算机网络负责储存和维护。网络中的每个计算机（即：节点）都运行同样的软件，并维护、储存和验证同一个账本的副本。公链使用其原生资产（即加密资产）为节点提供经济激励，鼓励节点积极通信，最终就账本的有效性达成一致意见（即共识）。

用户提交交易，将价值从一个账户转移到另一个账户，以此对账本添加内容。用户的账户被称为公钥或公有地址（public address），每个公钥都有对应的私钥。公钥就像是电子邮箱地址，而私钥就像是密码，持公钥的人必须输入密码（注：这个密码也叫数字签名），才能从账户转账出去。

待执行的交易会被打包进“区块”中，然后网络中的每个节点都会对这些交易进行处理和验证。让所有节点都验证交易是为了确保帐本中的变更得到重复验证。钥中必须存放足够的资金并且数字签名必须正确无误，交易才能顺利执行。

一旦区块被确认，就会附加在不断扩大的分布式账本中。账本就是由一个个区块基于密码学连接而成的，因此被命名为“区块链”。节点提供服务会获得交易费或新创建的加密货币作为奖励，这也称为区块奖励。

区块链有许多不同的设计模式，每种模式都有其优缺点。

• 网络访问权限和参与——不同区块链网络的开放程度或限制门槛有所不同。其中公链是完全开放的，私有链是完全封闭的，而联盟链则开放权限但限制参与。这三种是主要的区块链类型。
• 共识机制——区块链可以通过不同的方式对交易达成共识。最常见的共识机制包括工作量证明（比特币）、权益证明（Tezos）以及权威证明（大多数私有链）。
• 功能设计——区块链目前无法做到十全十美，往往需要在安全性、可扩展性和去中心化这三个维度做出一定取舍，这个问题通常被称为“不可能三角”。其他重要的功能包括隐私和交易最终确定等。

区块链具有哪些价值？

区块链具有以下中心化账本所不具备的价值：

• 安全性——如果区块链的去中心化水平达到一定高度，即使网络中存在恶意攻击，也几乎无法使不合法的交易通过验证。
• 不可篡改性——一旦区块得到重复验证，就会成为不可篡改的账本的一部分，账本越大就越难篡改。
• 可靠性——区块链是覆盖全球的分布式网络，全天24小时不间断运行。区块链永远在线，而且不受地域或政治因素限制。
• 点对点——区块链没有中间方榨取交易价值，各方可以直接展开交易，无须担心任何对手方风险（注：对手方风险指合约对手方不履约的风险）。

总的来说，区块链为交易各方创造了一个安全、可靠且防篡改的经济交易基础架构。传统交易模式依靠可信第三方来控制对手方风险，而区块链则依靠高确定性的开源软件严格执行指令来控制风险。区块链帮企业免除了对账负担、取消了不必要的中间方并降低了对手方风险，因此极大提升了企业效率。

区块链可以实现哪些用例？

互联网是分享数据的平台，数据的应用方式更是多种多样，比如电子邮件、即时消息、电信和社交媒体等。区块链和混合型智能合约催生出了Web3生态，而Web3同样具有价值交换的功能，可以应用于许多独特的场景，通过一系列用例为终端用户实现价值，并最终对社会产生积极影响。

货币系统

比特币证明了无需许可的公链可以建立自己的货币政策以及自给自足的金融生态。比特币是比特币区块链的原生货币，本身具有分销机制和经济激励机制，网络无需中间方就可以自动运行。比特币的货币供应总量设置了上限，而且这个上限无法被任何人操控。比特币的总量为2100万枚。由于比特币具有通缩的货币属性，因此一些人认为它是比具有通胀属性的法币更稳健的价值储存工具。

智能合约

以太坊展示了公链如何作为一台安全可靠的世界计算机处理智能合约。用户在这个场景中不追踪资金流向，而是向区块链发送一条指令，即“如果发生事件X则执行行动Y。”区块链随即执行这个指令（即智能合约），基于输入的数据输出结果（即转移价值）。这个功能催生出了全新的去中心化金融（DeFi）生态。DeFi生态不仅无需许可，还为用户保障了金融服务的透明性。

资产通证化

有一些项目用区块链进行资产注册。开发者可以用智能合约创建独特的非同质化通证（NFT），通证代表了真实世界中的资产所有权，比如房产、汽车和收藏卡片等。区块链可以验证资产所有权的真实性，公开资产的生命周期并打破地域限制，盘活资产流动性。

企业中间件

区块链可以作为中间件，在两个或以上的企业数据库之间同步数据，并且确保敏感数据不会被发布在公链上。公链永远不下线，可以轻松审计，无法被操纵，而且无需许可就能访问。因此，企业可以在公链上储存数据，以互相通气，了解对方所采取的行动。数据会采用一种叫作“零知识证明应用”的隐私保护技术来储存，只有协议相关方才能理解数据的真实意思。这个证明可以作为企业流程状态的统一参考框架，比如：买卖双方签订的批量折扣条款。

永久记录

区块链上可以储存历史记录，而且记录无法被篡改。拥有高度可信的记录可以减少由于不同数据库之间的偏差而导致的冲突摩擦。区块链上的记录可以永久保存，这将有助于更好地追踪金融合约、储存医疗记录以及查看身份信息等。

各种具体的功能

区块链可以用来实现各种具体的功能。举个例子，去中心化的节点网络可以打造出分布式在线流媒体、不可篡改的网络游戏或文件存储等功能。与BT下载一样，区块链也发挥了去中心化网络的优势，可以实现共享。

区块链游戏

区块链可以通过NFT来追踪并验证资产所有权。NFT可以代表游戏内物品和收藏品的所有权。游戏玩家的流动性不受限制，可以在去中心化市场中交易游戏资产，并完全拥有这些游戏资产。这将催生出完全由社区所拥有的区块链游戏。未来可能会出现各种互操作性的区块链游戏或甚至元宇宙，游戏玩家还将可以跨不同游戏交易游戏资产。

供应链

区块链是不可篡改的分布式数据库，可以提高供应链各方的可追溯性和协调性，并更快速、更高效的交付产品。所有各方都会同步一份区块链账本的拷贝，因此任何人都可以检查账本中的错误和交易状态，并以此对交易对手方进行问责。任何一方都不能随意改写历史数据，因为要这么做就必须改写区块链网络中所有节点同步的区块。

保险

区块链、智能合约和预言机相结合，将有潜力解决传统保险缺乏透明性的问题，可以为所有参与者简化保险流程，并覆盖无法购买传统保险的市场。智能合约可以基于if/then逻辑自动执行保单，并且取代传统保险理赔流程，充分保障透明性和可靠性。

区块链技术将开创未来

在过去的十年中，区块链技术从前沿探索逐渐发展出了各种有意义的应用，为全球众多用户带来了价值。虽然区块链行业仍处于早期发展阶段，但区块链智能合约应用的爆发式增长势必在未来将颠覆众多传统行业，并通过信任最小化的应用以及基于加密事实的确定性协议创造出各种新的行业。

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