區(qū)塊鏈?zhǔn)侨绾芜\(yùn)作的

何為“區(qū)塊鏈”？

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N特殊的數(shù)據(jù)庫，僅接受數(shù)據(jù)添加（無法刪除或修改）。區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)確實(shí)像是區(qū)塊組成的鏈條，區(qū)塊內(nèi)是添加至數(shù)據(jù)庫的信息。每個(gè)區(qū)塊都有一個(gè)指針，指向前一個(gè)區(qū)塊；通常還會(huì)或多或少地包含交易信息、時(shí)間戳和確認(rèn)區(qū)塊有效的其他元數(shù)據(jù)。

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基于區(qū)塊相連的方式，錄入的數(shù)據(jù)不允許編輯、刪除或修改。任何區(qū)塊的改動(dòng)都會(huì)使后續(xù)的區(qū)塊失效。

區(qū)塊鏈如何運(yùn)作？

至此，區(qū)塊鏈似乎沒有什么過人之處。您可能會(huì)想，區(qū)塊鏈會(huì)比一般的電子表格好在哪里？區(qū)塊鏈真正能發(fā)揮所長(zhǎng)的場(chǎng)景是允許用戶圍繞著共享真相源頭進(jìn)行協(xié)作，而不必彼此信任。在分布式網(wǎng)絡(luò)中，沒有任何一方可以劫持布置周密的區(qū)塊鏈。

用戶若要運(yùn)行和獨(dú)立驗(yàn)證區(qū)塊鏈的狀態(tài)，必須下載特定的軟件。軟件啟動(dòng)后，便會(huì)接入其他電腦上的實(shí)例，目的是上傳或下載信息（例如，交易、區(qū)塊）。新用戶下載一個(gè)區(qū)塊，檢查它是否按照系統(tǒng)規(guī)則而創(chuàng)建，然后將相關(guān)信息傳遞給其他點(diǎn)。

于是，我們得到了由成百上千、甚至是上萬個(gè)實(shí)體組成的生態(tài)系統(tǒng)。這些實(shí)體稱為“節(jié)點(diǎn)”，全部運(yùn)行同一個(gè)數(shù)據(jù)庫副本并對(duì)此進(jìn)行同步更新。數(shù)據(jù)庫資源因而變得非常充足，隨時(shí)可以使用。

信息是如何添加到區(qū)塊鏈？

如果區(qū)塊鏈允許錄入虛假的財(cái)政信息，權(quán)威性便會(huì)遭到削弱。與此同時(shí)，分布式系統(tǒng)內(nèi)沒有管理員或領(lǐng)導(dǎo)者負(fù)責(zé)維護(hù)賬本，如何確保參與者正直行事呢？

中本聰提出的“工作證明”系統(tǒng)允許任何人向網(wǎng)絡(luò)提議添加區(qū)塊。用戶提議區(qū)塊時(shí)，必須犧牲算力來猜測(cè)協(xié)議所規(guī)定的解決方案（此步驟需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次散列，產(chǎn)出一個(gè)低于特定閾值的數(shù)目）。

這個(gè)過程稱為“挖礦“。若礦工猜對(duì)結(jié)果，所建造的區(qū)塊（由節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的未確認(rèn)交易構(gòu)成）便會(huì)延續(xù)到鏈上。礦工也會(huì)因此得到區(qū)塊鏈原生代幣作為獎(jiǎng)勵(lì)。

使用單向函數(shù)進(jìn)行散列，意味著僅憑輸出數(shù)據(jù)幾乎不可能猜出輸入數(shù)據(jù)。然而，如果有了輸入數(shù)據(jù)，驗(yàn)證輸出數(shù)據(jù)是輕而易舉的事情。如此一來，任何參與者都可以驗(yàn)證礦工產(chǎn)出的區(qū)塊是否正確，拒絕那些無效區(qū)塊。若偽造了無效區(qū)塊，礦工無法得到報(bào)酬，同時(shí)浪費(fèi)了挖礦資本。

與此同時(shí)，加密貨幣系統(tǒng)對(duì)公共/私有密鑰技術(shù)的依賴確保無人能夠使用不屬于自己的資金。貨幣與密鑰（僅為擁有者所知）綁定，只可通過有效簽名認(rèn)證資金轉(zhuǎn)移才能正常使用。

工作證明是最廣為踐行的共識(shí)機(jī)制，但絕非唯一。對(duì)于 權(quán)益證明等其他共識(shí)機(jī)制的探索日益增長(zhǎng)。然而，這些替代機(jī)制尚未有真正意義地部署于實(shí)踐中（盡管混合共識(shí)機(jī)制已經(jīng)存在了一段時(shí)間）。

誰發(fā)明了區(qū)塊鏈？

不可變數(shù)據(jù)鏈的基礎(chǔ)理念可以追溯至九十年代初期。研究員W. Scott Stornetta和Stuart Haber發(fā)表了名為“How to Time-Stamp a Digital Document（如何為數(shù)字文件添加時(shí)間戳）”的文章，探討如何將時(shí)標(biāo)技術(shù)有效應(yīng)用在文件中，確保文件無法編輯或篡改。

然而，Stornetta和Haber的方法存在漏洞，仍要求用戶信任第三方才可實(shí)施。區(qū)塊鏈技術(shù)凝聚了其他計(jì)算機(jī)科學(xué)家的創(chuàng)意，中本聰則被譽(yù)為前文所述的“工作證明”之父。

如需更深入地了解區(qū)塊鏈的發(fā)展歷程，不妨閱讀我們的另一篇文章《區(qū)塊鏈的歷史》。

區(qū)塊鏈有什么用途？

加密貨幣只是區(qū)塊鏈技術(shù)的冰山一角。隨著去中心化貨幣的發(fā)展，許多人認(rèn)識(shí)到去中心化運(yùn)算的潛力。Bitcoin 等第一代區(qū)塊鏈引入共享的交易數(shù)據(jù)庫，而 Ethereum 等第二代產(chǎn)品則帶來了智能合約——這些程序運(yùn)行在區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)之上，管理加密貨幣的條件轉(zhuǎn)移。

智能合約免除中央服務(wù)器運(yùn)行代碼的必要，意味著避免了中介在托管層面造成中央點(diǎn)故障。用戶可以審核軟件（若代碼開源），而開發(fā)者可以將合約設(shè)定成不可禁用或修改。

區(qū)塊鏈的其他用途包括：

加密貨幣 – 作為財(cái)富轉(zhuǎn)移的強(qiáng)大媒介，數(shù)字貨幣不會(huì)產(chǎn)生單點(diǎn)故障，無需把關(guān)和中介。用戶可以向全球各店的人發(fā)送或收取資金，所需時(shí)間遠(yuǎn)低于普通銀行轉(zhuǎn)賬（手續(xù)費(fèi)往往也是微乎其微）。加密貨幣無法偽造，交易亦無法逆轉(zhuǎn)或凍結(jié)。

有條件支付 – Alice與Bob彼此不信任，但他們想就一場(chǎng)體育比賽打賭。兩人均向智能合約發(fā)送 10 ETH，而智能合約通過oracle獲取數(shù)據(jù)。比賽結(jié)束后，智能合約評(píng)估賽果，然后將 20 ETH 支付給Alice與Bob之間的勝出者。

分布式數(shù)據(jù) – 區(qū)塊鏈面臨著若干個(gè)擴(kuò)容問題。然而，區(qū)塊鏈可以選擇與分布式存儲(chǔ)媒介整合來管理文件。訪問控制可借助智能合約，而數(shù)據(jù)則托管于鏈下容器中。

證券 – 基于區(qū)塊鏈的證券型加密貨幣盡管會(huì)引入一定程度的交易對(duì)手風(fēng)險(xiǎn)，但它能夠帶來金融業(yè)急需的改進(jìn)，為當(dāng)下的證券領(lǐng)域注入新的流通和便攜能力，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)代幣化（如財(cái)產(chǎn)和股權(quán)）。

區(qū)塊鏈可以應(yīng)用在什么方面？

區(qū)塊鏈技術(shù)能夠滿足大量用例。下面列舉了部分例子，你亦可在幣安學(xué)院內(nèi)了解更多。

供應(yīng)鏈：高效率供應(yīng)鏈?zhǔn)窃S多成功企業(yè)的核心，關(guān)系到商品如何從供應(yīng)商流入消費(fèi)者。然而，傳統(tǒng)方法難以協(xié)調(diào)特定行業(yè)的多方利益相關(guān)者。利用區(qū)塊鏈科技可引入不可逆數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上建立互操作生態(tài)系統(tǒng)，將無數(shù)行業(yè)的透明度提升至新高度。

游戲：玩家依賴游戲公司控制的服務(wù)器。終端用戶并不享有真正的所有權(quán)，游戲資產(chǎn)僅存在于特定標(biāo)題的參數(shù)內(nèi)。若采取區(qū)塊鏈運(yùn)作模式，用戶將能能夠擁有自己的資產(chǎn)（以同質(zhì)化/非同質(zhì)化代幣的形式），獲得與其他玩家、市場(chǎng)交易的能力。

醫(yī)療：區(qū)塊鏈技術(shù)的透明和安全為儲(chǔ)存醫(yī)療記錄提供理想平臺(tái)。醫(yī)院、診所和其他衛(wèi)生服務(wù)供應(yīng)商等醫(yī)學(xué)行業(yè)組成各自為政，如果依賴中心化服務(wù)器會(huì)將敏感信息置于脆弱的狀態(tài)。若加密的個(gè)人醫(yī)療記錄得以安全保管在區(qū)塊鏈上，病人既能保護(hù)自己的隱私，還可以輕松地將信息分享給任何希望使用全球數(shù)據(jù)庫的機(jī)構(gòu)。

匯款：通過傳統(tǒng)銀行進(jìn)行跨國匯款非常麻煩，不僅手續(xù)費(fèi)昂貴，冗長(zhǎng)的結(jié)算時(shí)間亦無法滿足緊急交易的需求，主要原因是中介網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)綜復(fù)雜。加密貨幣和區(qū)塊鏈則可以避開中介生態(tài)系統(tǒng)。目前，多個(gè)項(xiàng)目正在利用區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廉價(jià)、快速的轉(zhuǎn)賬。

數(shù)字身份：處于數(shù)字時(shí)代的我們急需一個(gè)數(shù)字身份的解決方案。物理身份證明容易偽造，對(duì)于許多人而言亦難以獲取。所謂的“自主身份”可以掛扣在區(qū)塊鏈賬本上，與身份所有者綁定；身份所有者可以有選擇地對(duì)第三方公開個(gè)人信息，而無需犧牲個(gè)人隱私。

物聯(lián)網(wǎng)：部分人推測(cè)，越來越多的現(xiàn)實(shí)設(shè)備能夠接入互聯(lián)網(wǎng)，不管在家用或工業(yè)用場(chǎng)景中都將對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)產(chǎn)生極大的助長(zhǎng)作用。這些設(shè)備的增長(zhǎng)需要一個(gè)新的“機(jī)對(duì)機(jī)（M2M）”支付經(jīng)濟(jì)，依賴高吞吐的微支付系統(tǒng)作支撐。

治理：由于分布式網(wǎng)絡(luò)可以自行決定系統(tǒng)內(nèi)的規(guī)范形式，不難想象區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于地方、國家、甚至是跨國的去中介治理。區(qū)塊鏈治理保障所有網(wǎng)絡(luò)參與者能夠參與決策，提供透明的施政概況。

慈善：在接受資助時(shí)，慈善機(jī)構(gòu)時(shí)常遇到阻礙。新興加密貨幣型慈善借助區(qū)塊鏈技術(shù)突破這些限制，利用技術(shù)的固有特性提升透明度、國際參與度和壓縮成本，從而最大限度地?cái)U(kuò)大慈善的影響力。

結(jié)語

公共區(qū)塊鏈屬于免許可系統(tǒng)，意味著參與者不必經(jīng)歷驗(yàn)證程序。有了比特幣和其他加密貨幣，用戶只需下載開源軟件即可加入網(wǎng)絡(luò)。

基于區(qū)塊鏈賬本的高度開放性，難以禁止任何人參與，亦幾乎不可能將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)切斷。因此，區(qū)塊鏈對(duì)于任何類型的用戶都具有吸引力。

區(qū)塊鏈在金融交易領(lǐng)域最受歡迎；若能部署于眾多其他行業(yè)，未來可能為這些行業(yè)帶來好處。
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