區(qū)塊鏈組成機(jī)制解讀

1.節(jié)點(diǎn)

區(qū)塊鏈可以說(shuō)是互聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)版本，和互聯(lián)網(wǎng)一樣是由不計(jì)其數(shù)的節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)而組成。人們可以可以通過(guò)一臺(tái)安裝了相應(yīng)區(qū)塊鏈應(yīng)用軟件（比如比特幣核心）聯(lián)網(wǎng)電腦或手機(jī)成為這個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)，從而參與這個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用的具體社會(huì)合作活動(dòng)。比如，當(dāng)用戶下載比特幣核心這款軟件后就可以加入比特幣網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行比特幣生產(chǎn)和價(jià)值交易。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的節(jié)點(diǎn)形成了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的實(shí)體結(jié)構(gòu)。

但區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)比互聯(lián)網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)更加復(fù)雜，它不僅具有互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的機(jī)器屬性，還有市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中經(jīng)濟(jì)人的屬性——即這些節(jié)點(diǎn)會(huì)追求個(gè)人利益最大化以及會(huì)對(duì)各種機(jī)制做出反應(yīng)。實(shí)際上，市場(chǎng)就是由眾多的交換者組成，這些交換者也是市場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。

總之，區(qū)塊鏈中的節(jié)點(diǎn)是互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和市場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的綜合，具有人機(jī)兩方面屬性。因此，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)不僅僅是像互聯(lián)網(wǎng)那樣是一種技術(shù)，更是一種治理制度。為了方便各位理解，我們避開(kāi)技術(shù)細(xì)節(jié)，從機(jī)制層面來(lái)分析并嘗試用區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)來(lái)改造打車(chē)軟件滴滴的案例來(lái)輔助說(shuō)明。

2. 交易、記賬、token（憑證）、智能合約

歷史證明市場(chǎng)機(jī)制是人類社會(huì)最好的大規(guī)模分工協(xié)作機(jī)制，公司的存在是為彌補(bǔ)市場(chǎng)機(jī)制中交易成本過(guò)高的不足。而區(qū)塊鏈的出現(xiàn)大大降低了交易成本，從而使市場(chǎng)機(jī)制進(jìn)一步延伸到社會(huì)的毛細(xì)血管中。

市場(chǎng)機(jī)制的核心之一便是廣泛存在的自由交易，區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間最基礎(chǔ)的交互也是自由交易。信息交流、轉(zhuǎn)賬匯款、買(mǎi)賣(mài)商品等這些都是屬于交易，這些都可以在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生。交易的目的是大家各取所需達(dá)到價(jià)值的重新分配。交易可以進(jìn)行的前提是價(jià)值的量化和記賬法支持。

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，人們用貨幣價(jià)格來(lái)量化商品的價(jià)值，用貨幣的轉(zhuǎn)移來(lái)對(duì)交易價(jià)值轉(zhuǎn)移進(jìn)行記賬。比如張三從李四那買(mǎi)了一個(gè)蘋(píng)果，花了5元錢(qián)。首先這個(gè)蘋(píng)果的價(jià)值被量化成5元，其次李四得到的5元鈔票正是一種記賬的憑證（即整個(gè)社會(huì)欠了李四價(jià)值5元的商品）。在這一過(guò)程中，人民幣就是token的一種，它是一個(gè)交易體系中衡量?jī)r(jià)值和記賬的標(biāo)準(zhǔn)單位。

在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中往往會(huì)發(fā)行獨(dú)立的token（同樣地，一個(gè)人持有的token就代表該人可以在這個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中索取對(duì)應(yīng)token價(jià)值的服務(wù)）。這種token是區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)內(nèi)衡量?jī)r(jià)值和記賬的標(biāo)準(zhǔn)單位，但和人民幣等法定貨幣又有很大區(qū)別：

第一，區(qū)塊鏈token的發(fā)行是根據(jù)該區(qū)塊鏈所預(yù)先設(shè)定的算法體系來(lái)決定（改變這一算法體系就像很多憲政國(guó)家大規(guī)模***一樣困難），相對(duì)于人民幣等法定貨幣來(lái)說(shuō)，token的發(fā)行更加理性和可預(yù)測(cè)（歷史上大多數(shù)國(guó)家的法定貨幣都存在超發(fā)和濫發(fā)現(xiàn)象，但區(qū)塊鏈的token基本不存在這種情況）。

第二，區(qū)塊鏈token是一種可被精確細(xì)分的電子憑證，沒(méi)有像紙幣那樣的實(shí)體。

第三，區(qū)塊鏈token還具有股票的性質(zhì)。這體現(xiàn)一個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)會(huì)發(fā)行限定數(shù)量的token（比如比特幣總發(fā)行量為2100萬(wàn)個(gè)），隨著該區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)被使用的越來(lái)越多，那么該區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)整體的價(jià)值就越來(lái)越大，該區(qū)塊鏈的token價(jià)值也會(huì)隨之升值。這也是當(dāng)前各種炒幣投機(jī)現(xiàn)象的根源——炒幣抄的其實(shí)就是一種新型股票，它對(duì)應(yīng)了該區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值。

在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中，每一筆交易都伴隨著token的轉(zhuǎn)移——由一位所有者轉(zhuǎn)移到另一位所有者。每個(gè)人都會(huì)在交易過(guò)程中留下自己的電子簽名并形成唯一隨機(jī)數(shù)列供下一次交易使用，這樣每一單位token的交易就會(huì)形成一個(gè)可以溯源的交易鏈。交易鏈的存在讓整個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)價(jià)值流動(dòng)變得清晰，也加強(qiáng)了這個(gè)體系的抗篡改性。

交易總是與合約的產(chǎn)生同時(shí)發(fā)生。從合約歷史的發(fā)展角度可以分為三種類型：口頭合約、書(shū)面合約和智能合約。口頭合約指的是日常生活中廣泛存在的約定，比如兩個(gè)人約定明天下午去看電影。書(shū)面合約是一般是在法律框架下簽訂的協(xié)議，比如小明從小紅那里借了5元錢(qián)時(shí)打的一張欠條。智能合約是在法律框架下并使用了代碼邏輯來(lái)自動(dòng)履行的合約，最常見(jiàn)的是炒股中股民設(shè)定股票拋售的價(jià)格，一旦股票價(jià)格達(dá)到這一數(shù)值，則會(huì)自動(dòng)拋售。

智能合約相比于傳統(tǒng)書(shū)面合約是一次巨大的飛躍，它大大降低了交易成本，從源頭上防止了客觀類型交易中道德風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，最重要的是它的大范圍使用讓整個(gè)人類社會(huì)走向更加理性——由原先的法制理性擴(kuò)展到法制理性和代碼理性相結(jié)合。

智能合約基于區(qū)塊鏈可編程的屬性和去中心化屬性實(shí)現(xiàn)的，它屬于交易的一個(gè)環(huán)節(jié)，只能大范圍存在于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中。這是因?yàn)閰^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有一個(gè)權(quán)力獨(dú)大的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須遵守該區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)憲法并接受其他節(jié)點(diǎn)的即時(shí)監(jiān)督制約，從而保證了智能合約的即時(shí)理性和即時(shí)公正（不遲到的理性和公正現(xiàn)象）。

反之，在傳統(tǒng)組織類型中，由于中心節(jié)點(diǎn)受到的約束來(lái)自于法律和市場(chǎng)等后知后覺(jué)的監(jiān)督制約，從而讓中心節(jié)點(diǎn)本身成為智能合約可信性最薄弱的一環(huán)，充滿了道德、市場(chǎng)、經(jīng)營(yíng)等的風(fēng)險(xiǎn)因素。因此，傳統(tǒng)組織的智能合約必然無(wú)法和區(qū)塊鏈智能合約競(jìng)爭(zhēng)。

3. 共識(shí)機(jī)制

在前面我們分析了區(qū)塊鏈中沒(méi)有引入第三方信用中介以及層級(jí)的管理體制，這就意味著所有的節(jié)點(diǎn)必須是對(duì)等的，不存在固定的中心節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)之分（如果存在的話，則會(huì)慢慢形成一種第三方信用中介和層級(jí)管理體制）。在打車(chē)業(yè)務(wù)中會(huì)產(chǎn)生很多交易，由于在這個(gè)打車(chē)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中不存在像滴滴這樣的固定的信用和數(shù)據(jù)中介，原先由滴滴公司處理交易數(shù)據(jù)及資金價(jià)值分配的職能必須交給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)來(lái)行使。

那么，有哪個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)完成這樣的職能？這就需要在創(chuàng)建這個(gè)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)時(shí)預(yù)先設(shè)定一個(gè)共識(shí)機(jī)制，從而明確滿足什么條件的節(jié)點(diǎn)可以來(lái)完成交易數(shù)據(jù)（也就是記賬）。例如比特幣的共識(shí)機(jī)制是POW（工作量證明），即通過(guò)節(jié)點(diǎn)的CPU進(jìn)行隨機(jī)散列運(yùn)算（可以理解成用電腦去求解一道很難的方程式），CPU的算力越強(qiáng)則越可能更快地得出正確結(jié)果，從而成為記賬的節(jié)點(diǎn)。（類似于開(kāi)采金礦，設(shè)備攻功率更大的開(kāi)采商則越可能收獲更多的金礦，所以這一個(gè)過(guò)程在比特幣中也叫做挖礦）。

還有很多其他的共識(shí)機(jī)制，比如以太坊的權(quán)益證明機(jī)制（POS）、EOS的委托權(quán)益證明機(jī)制（DPOS）和實(shí)用拜占庭容錯(cuò)機(jī)制（PBFT）等。但不論共識(shí)機(jī)制的形式如何變化，萬(wàn)變不離其宗的是它通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來(lái)選擇更加誠(chéng)實(shí)可靠的記賬節(jié)點(diǎn)。

4. 激勵(lì)機(jī)制

由于節(jié)點(diǎn)都是趨利避害追求利益最大化的經(jīng)濟(jì)人，記賬會(huì)消耗節(jié)點(diǎn)精力上或經(jīng)濟(jì)上的成本，因此必須有一套激勵(lì)機(jī)制來(lái)覆蓋這一成本并給節(jié)點(diǎn)帶來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)收益。很多區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)都會(huì)給予處理交易的節(jié)點(diǎn)兩方面的獎(jiǎng)勵(lì)：一方面是交易費(fèi)（當(dāng)然也是以token形式發(fā)放），另一方面是獲得新發(fā)行的token。

比如在比特幣中，完成處理交易處理的節(jié)點(diǎn)一方面會(huì)消耗電力成本，另一方面會(huì)獲得交易費(fèi)和新發(fā)行的比特幣作為獎(jiǎng)勵(lì)。這個(gè)過(guò)程就相當(dāng)于礦工挖礦，雖然消耗了一些體力，但獲得了價(jià)值更大的工資和挖到的金礦，從而有促使礦工保持熱情和動(dòng)力投身于挖礦事業(yè)中。

5. 區(qū)塊和鏈

在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中不存在固定記賬的節(jié)點(diǎn)，因此通過(guò)共識(shí)機(jī)制選出來(lái)的節(jié)點(diǎn)是臨時(shí)的，它只能處理在規(guī)定時(shí)間內(nèi)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這就像一輪又一輪的比賽，在一輪比賽獲勝的節(jié)點(diǎn)獲得這輪比賽時(shí)間中區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的處理權(quán)（記賬權(quán)）。

在比特幣中，每十分鐘進(jìn)行這樣一場(chǎng)基于POW共識(shí)機(jī)制的比賽，得出一個(gè)處理這十分鐘比特幣網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)處理交易數(shù)據(jù)（記賬）的結(jié)果就是形成一個(gè)新的具有唯一編號(hào)的區(qū)塊（類似于賬本上記錄賬目的頁(yè)面），并將該區(qū)塊向全網(wǎng)廣播，一旦得到其他節(jié)點(diǎn)的認(rèn)可，那么該區(qū)塊就會(huì)被加在上一個(gè)區(qū)塊的末尾，這樣便逐漸形成了一條由區(qū)塊組成的鏈。

由于區(qū)塊都是基于上一個(gè)區(qū)塊生成的，如果有人想篡改一個(gè)區(qū)塊上的數(shù)據(jù)，那么它就要重新生成后面所有的區(qū)塊并被其他節(jié)點(diǎn)所認(rèn)可。這就決定了惡意篡改的成本非常高，且篡改的收益遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于成本，因此區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)具有不可篡改的特點(diǎn)。

6. 分布式儲(chǔ)存機(jī)制

區(qū)塊鏈組織中信息包含兩種——記賬信息和一般信息。記賬信息是反映組織中價(jià)值流動(dòng)的信息；一般信息就是除了記賬信息以外的其他信息，比如一篇論文、一系列經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、一張圖片等，其本身就是一種價(jià)值。由于沒(méi)有中間機(jī)構(gòu)的中心數(shù)據(jù)庫(kù)存在，所有的數(shù)據(jù)必須由節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)。區(qū)塊鏈采用了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的儲(chǔ)存模式，讓每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可儲(chǔ)存區(qū)塊鏈所有數(shù)據(jù)。

這很類似于細(xì)胞存儲(chǔ)DNA的機(jī)制——每個(gè)細(xì)胞都擁有生物體的整套DNA，而區(qū)塊鏈中的節(jié)點(diǎn)就相當(dāng)于細(xì)胞，節(jié)點(diǎn)中儲(chǔ)存的信息就相當(dāng)于DNA。在實(shí)際應(yīng)用中，為了節(jié)省儲(chǔ)存空間和提高讀取信息的效率，很多輕節(jié)點(diǎn)只儲(chǔ)存了區(qū)塊鏈信息的散列值，也就相當(dāng)于儲(chǔ)存了區(qū)塊鏈這個(gè)詞典的索引。

這種儲(chǔ)存機(jī)制的目的在于：

（1）讓數(shù)據(jù)具有冗余性，防止數(shù)據(jù)的丟失；

（2）讓每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以成為數(shù)據(jù)管理員，從而起到對(duì)篡改數(shù)據(jù)行為的監(jiān)督防范作用，進(jìn)一步奠定節(jié)點(diǎn)在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)治理的監(jiān)督權(quán)力。在區(qū)塊鏈打車(chē)應(yīng)用中，我們可以通過(guò)一個(gè)客戶端查詢所有的交易記錄，并且在我們的客戶端上有權(quán)限下載所有的這些交易記錄。

7. 隱私模式

分布式儲(chǔ)存機(jī)制讓隸屬于某區(qū)塊鏈的所有節(jié)點(diǎn)都可以查詢?nèi)拷灰子涗?。為了保護(hù)用戶隱私，區(qū)塊鏈必須有一套合理的隱私模式來(lái)保證使用區(qū)塊鏈的用戶個(gè)人隱私不被泄露。區(qū)塊鏈的隱私模式如下：

不同于傳統(tǒng)隱私模型，區(qū)塊鏈的新隱私模型中將交易信息和用戶的身份信息之間的通過(guò)匿名映射的方式對(duì)應(yīng)起來(lái)，以保證區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)只可對(duì)交易信息的可見(jiàn)性，而不可據(jù)此追溯出是由誰(shuí)發(fā)出的交易信息，從而保護(hù)了用戶隱私。