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解讀區塊鏈技術原理,信任是一切交易的核心

更新時間:2019-09-18 11:33:12  【打印此頁


  作為區塊鏈技術(Blockchain)的應用之一,比特幣已經從去年六月份的665美金漲到今年的3561美金(9月16號)。雖然近期中國關閉比特幣交易所的消息使得比特幣的價格重挫30%,一度跌破3000美金,但這兩天比特幣價格又開始走強。劍橋大學研究表明,現今已有近10萬家商家接受比特幣支付,包括微軟、戴爾、eBay等。全球有將近5百萬個比特幣或類似虛擬貨幣的使用者。今天這篇文章將解讀比特幣背后的新技術-區塊鏈。


比特幣交易所


  基本概念


  區塊鏈(Blockchain)是把加密交易數據(區塊)按照時間順序進行疊加(鏈)生成的永久、不可逆向修改的記錄。其本質是一個去中心化的分布式賬本(DistributedLedger)。在日常交易中,往往面臨一些信任問題,也即到底是買家先付錢還是賣家先發貨。為了解決這個問題,現有的做法通常是通過第三方的信任擔保來執行交易。例如我們在淘寶上的購物流程大概是:買家下單并把錢打給支付寶-->賣家發貨-->買家確認收貨-->支付寶把錢打給賣家。在這個過程中,由支付寶作為中間商(Broker)來擔保。其實,不僅在電商領域,在金融以及大宗商品的交易中多數都是通過中間商作為信用擔保來進行的。通過中間商的做法顯然降低了交易效率,而且如果我們考慮極端情況,假如支付寶跑路了或者是拿了錢卻不承認你的交易怎么辦?那有沒有一種不需要中間商,大家又不用擔心信用的交易方式呢?答案是肯定的,這就是我們要討論的區塊鏈技術。


  技術原理


  在區塊鏈的世界是不需要支付寶的,買家和賣家將直接進行交易,這條交易記錄會被存儲并同步到區塊鏈網絡上的每一臺電腦,我們可以這樣理解,每個參與者都擁有一份所有人的交易記錄且該記錄不可被更改。


去中心化交易模式



  去中心化的模式


  當然,讀者可能會問:沒有了權威的中心化代理,怎樣保證每筆交易的準確性和有效性呢?下面筆者將用一個簡化的借貸模型來概述區塊鏈是怎么解決這個問題的。假如A借給B100塊錢,這個時候,A在人群中廣播“我是A,B欠我100塊錢!”,同時B也在人群中廣播“我是B,A借給了我100塊錢!”,此時路人甲乙丙丁都聽到了這些消息,因此所有人都在自己的賬本中默默記下了“A借給了B100塊錢”。這個時候一個去中心化的系統就建立起來了,這個系統中不需要銀行,不需要支付寶,不需要借貸協議和收據,甚至不需要人與人的信任關系。如果B突然改口說“我不欠A錢!”,這個時候人民群眾就會站出來說“不對,我的賬本上記錄了你某天欠了A100塊錢!”。除非你可以更改區塊鏈網絡中超過半數電腦以上的交易記錄(可以認為不可能),否則區塊鏈上的驗證機制足夠辨別出真正的交易記錄,這就是區塊鏈的不可更改性。在這個系統里面,不需要通過中心權威機構確認和查詢,這叫去中心化。每個人都能通過電腦看到所有人的交易記錄(轉賬記錄)以及財產余額,這叫透明性。當交易發生時,每個人都可以查看交易雙方的資產跟余額,這就是區塊鏈的交易可驗證性。人跟人之間的交易,不需要相互的姓名、身份證號等其他個人隱私的東西,只要你的簽名就行了(這個簽名只是一串獨一無二的數字字母組合,跟個人信息無關),這就是匿名性。


  當然,在真實的區塊鏈中,賬號都是一個一個的地址,并不是現實生活中的人,否則每一位黨政高官的財產都公開了,也不會出現洗錢這種非法行為。那我們怎樣把區塊鏈上的賬戶跟現實中的個人聯系起來呢?也即我們都知道區塊鏈中的某個賬號有1000個余額,但是現實中誰有權來使用這個賬號呢?這就涉及到另一個技術叫非對稱加密技術,現實中的每個人都擁有一個私鑰(一串密碼)可以用來使用區塊鏈上的某個賬戶,這個私鑰不可以泄露,否則他人可以用這個私鑰使用你的賬戶。這里我們不會詳細的介紹非對稱加密技術是怎樣實現的,讀者只需要知道個人可以通過一個私鑰來使用區塊鏈上的賬號,從而保證了區塊鏈的匿名性以及安全性。


  發展概略


  從2008年區塊鏈開始提出到現在,這項技術也在不斷演變。2011年出現了類似于比特幣的萊特幣(Litecoin),萊特幣提供了四倍于比特幣的交易速度。2015年出現了以太坊(Ethereum),以太坊的一項重大創新叫智能合約(SmartContract),可以通過編程來設置一些交易條件,一旦滿足了這些條件就可以自動觸發交易。同時,在以太坊的系統上,程序員可以發行自己的虛擬貨幣。以太坊的出現標志著區塊鏈進入了2.0時代。2016年出現了另一種貨幣叫Zcash。在該系統上,交易是公開的,但是交易的雙方以及金額可以不被公開。至今已經出現了幾百種區塊鏈系統以及流通的虛擬貨幣,我們預計,隨著未來的商業需要,會出現更多的其他的具有不同特性的系統。


區塊鏈系統


  商業滲透


  在區塊鏈的世界,像經紀人和銀行中介機構不再是必要的。不僅如此,傳統公司的結構以及運營流程都會發生重大改變。個人、組織、機器將在設計好的算法上面自由的交易,這是區塊鏈帶來的巨大商業潛力。正如互聯網開啟了雙邊通信,區塊鏈開啟了雙邊的交易?;チ蟠蠼檔土肆擁某殺?。同樣,區塊鏈將顯著降低交易成本。例如,一個股票交易可以在微秒內執行,通常無需人工干預。然而,真正的股權結算(Settlement)往往需要一個星期。原因在于現有的交易系統并不能自動驗證交易者的資產,每個人都有自己的賬本,無法被核算驗證,取而代之的是一系列的中介機構作為資產的擔保人來使交易快速發生。也正是這種中間機構的存在導致用戶的股票購買結算延后一周左右。但是在一個區塊鏈系統中,賬本被復制到每個人的電腦,改變一個副本的交易記錄,所有其它的副本會同時更新。當交易發生時,交易金額和資產會在所有人的賬本上記錄下來。每個人都可以去驗證交易者的資產,不需要第三方中介機構來驗證或轉移所有權。如果一支股票的交易發生在區塊鏈的系統上,它會在幾秒鐘內得到清算,并且安全可靠。


  我們認為有三個因素影響著基礎技術在商業上的演變。首先是新奇(Novelty),也即這種技術本身不是已有的技術的衍生,而是一種完全創新的模式。第二個因素是復雜度(Complexity),例如,只有一個成員的社交網絡是沒有多大用處的;只有當更多的用戶參與進來,這個網絡的復雜度提升了,互聯網的價值才會顯現出來。最后一個是效率(Efficiency),商業模式永遠是在提高效率的情況下追求經濟的新增長點。區塊鏈就擁有了這三種屬性,首先,他的概念雖然和互聯網如出一轍,但是應用場景從通信搬到了交易。其次,區塊鏈的復雜度跟互聯網是一個級別的,正如每個人都需要通信,每個人或者企業也需要通過交易來滿足個人需求或者商業增長。最后,區塊鏈大大降低了交易成本和時間,它可以替換掉中間商(Middleman)的角色,使交易會變得快速、安全、有效。


  區塊鏈不需要一個權威組織來對交易雙方的信任進行擔保,取而代之的是網絡上的每一個人都可以監督及驗證每一筆交易,從而很好的從技術上解決了交易的信任問題。區塊鏈的偉大之處不在于它克服了多么復雜艱深的技術,相反,區塊鏈的基礎技術并不復雜,幾十年前就出現了。然而,區塊鏈真正的魅力在于從技術上創建了一個不需要信任的交易系統。盡管區塊鏈目前在商業上的滲透并不夠深入及廣泛,但我們已經看到區塊鏈開始在不同行業,不同地區嶄露頭角。



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