【区块链】BlockChain技术与应用初探(扫盲篇)


去年在对外经贸研修金融课程时期,得知了比特币这个东西,后来又因为比特币而接触区块链这项技术,从17年3月开始研究至今,这里分享一些这个领域的心得,帮助大家扫盲。

区块链起源

1991年,由Stuart Haber和W. Scott Stornetta第一次提出关于区块的加密保护链产品,随后分别由Ross J. Anderson与Bruce Schneier&John Kelsey分别在在1996年和1998年发表。与此同时,Nick Szabo在1998年进行了电子货币分散化的机制研究,他称此为比特金。2000年,Stefan Konst发表了加密保护链的统一理论,并提出了一整套实施方案。

2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念,在随后的几年中,成为了电子货币比特币的核心组成部分:作为所有交易的公共账簿。通过利用点对点网络和分布式时间戳服务器,区块链数据库能够进行自主管理。为比特币而发明的区块链使它成为第一个解决重复消费问题的数字货币。比特币的设计已经成为其他应用程序的灵感来源。

到2014年,“区块链2.0”成为一个关于去中心化区块链数据库的术语。对这个第二代可编程区块链,经济学家们认为它的成就是“它是一种编程语言,可以允许用户写出更精密和智能的协议,因此,当利润达到一定程度的时候,就能够从完成的货运订单或者共享证书的分红中获得收益”。区块链2.0技术跳过了交易和“价值交换中担任金钱和信息仲裁的中介机构”。它们被用来使人们远离全球化经济他们预计,使隐私得到保护,使人们“将掌握的信息兑换成货币”,并且有能力保证知识产权的所有者得到收益。第二代区块链技术使存储个人的“永久数字ID和形象”成为可能,并且对“潜在的社会财富分配”不平等提供解决方案。14 -15截至2016年,区块链2.0链下交易仍旧需要通过Oracle,使任何“基于时间或市场条件[确实需要]的外部数据或事件与区块链交互”。

在2016年,俄罗斯联邦中央证券所(NSD)宣布了一个基于区块链技术的试点项目。许多在音乐产业中具有监管权的机构开始利用区块链技术建立测试模型,用来征收版税和世界范围内的版权管理。2016年7月,IBM在新加坡开设了一个区块链创新研究中心。2016年11月,世界经济论坛的一个工作组举行会议,讨论了关于区块链政府治理模式的发展。据Accenture的一份关于创新理论发展的调查中显示,2016年区块链在经济领域获得的13.5%使用率,使其达到了早期开发阶段。在2016年,行业贸易组织共创了全球区块链论坛,这就是电子商业商会的前身。

2017年,今年更是区块链快速发展的元年,越来越多的区块链技术项目正在通过ICO的形式进行快速落地,且投资市场十分十分十分....火爆,甚至疯狂ing!!!

区块链特性

  • 去中介化,降低成本,方便快捷。
  • 一旦信息被记录,就会被永久存储且永远不能被更改。
  • 除了保护私人信息,在信息交互过程中各参与方的身份也是匿名的。

背景

互联网上的贸易,几乎都需要借助可资信赖的第三方信用机构来处理电子支付信息。这类系统仍然内生性地受制于'基于信用的模式'。

区块链技术是构建比特币区块链网络与交易信息加密传输的基础技术。它基于密码学原理而不基于信任,使得任何达成一致的双方直接支付,从而不需要第三方中介的参与。

传统互联网交易模型

一个低俗易懂的例子:

过去A向B借10万元,需要找第三媒介C做信用担保,同时要找D来专业记账,如果有人修改了D的账本,那么所有的记账就乱套了。

区块链交易模式

而使用区块链技术,A再向B借10万元,只需要在群里吼一声,通知到所有人,并且大家都在自己的账本上记下A欠B 10万元,这笔交易就完了,这个系统中不需要银行,不需要借贷协议和收据。

而如果A突然站出来说,我不欠B钱,这时候,群里的大伙就会群起而攻之。区块链上的信息都是共享且透明的,无法做假账,黑客无法下手。

简而言之:区块链就是一种,利用去中心化的信任机制,集体维护一组数据库账簿可靠性的技术方案。

区块链分类

公有链

无官方组织及管理机构,无中心服务器,参与的节点按照系统规则自由接入网络、不受控制,节点间基于共识机制开展工作。

Eg
- 小米链
- 小企链

私有链

建立在某个企业内部,系统的运作规则根据企业要求进行设定,修改甚至是读取权限仅限于少数节点,同时仍保留着区块链的真实性和部分去中心化的特性。

Eg:
- R3CEVCorda
- Hyperledger project

联盟链

由若干机构联合发起,介于公有链和私有链之间,兼具部分去中心化的特性。

Eg:
- Chinaledger

区块链的工作原理

大多数数字货币都是借鉴比特币的原理和机制,这里就拿比特币来做一下集中介绍。

比特币的交易机制

是十分钟产生一个区块,意思就是每隔十分钟计算机就打包全网交易进入一个区块。而矿工就是在打包游戏中争夺区块链记账权的人,谁能最快准狠解开SHA256这个数学命题的值,谁就赢得了这个十分钟区块的打包记账权。而这十分钟里的每一笔交易,都会被盖上一个timestamp一时戳,当然了,矿工的工作不是白辛苦的,一旦谁赢得了打包权,谁就将获得25个比特币作为奖励(当然现在不会奖励这么多了,一个比特币现在=20000 rmb)

比特币信用系统建立的过程

  • 1.每一笔交易为了让全网承认有效,须广播给每个节点(矿工)
  • 2.每个矿工节点要正确无误的给这十分钟的每笔交易盖上时间戳,并记入那个区块。
  • 3.每个矿工节点要通过解SHA256难题去竞争这个十分钟区块的合法记账权,并争取得到二十五个比特币的奖励(头四年是每十分钟五十个比特币,每四年递减一半);
  • 4.如果一个矿工节点解开了这十分钟的SHA256难题,ta将向全网公布ta这十分钟区块记录的所有盖时间戳交易,并由全网其他矿工节点核对;
  • 5.全网其他矿工节点核对该区块记账正确性,没有错误后他们将在该合法区块之后竞争下一个区块,这样就形成了一个合法记账的区块单链,也就是比特币支付系统的总账——区块链。

一般来说,每一笔交易,必须经过六次区块确认,也就是六个十分钟记账,才能最终在区块链上被承认合法交易。

交易过程

  • 第1步:所有者A利用他的私钥对前一次交易(比特货来源)和下一位所有者B签署一个数字签名,并将这个签名附加在这枚货币的末尾,制作成交易单。

Key:B以公钥作为接收方地址

  • 第2步:A将交易单广播至全网,比特币就发送给了B,每个节点都将收到的交易信息纳入一个区块中。

Key:对B而言,该枚比特币会即时显示在比特币钱包中,但直到区块确认成功后才可用。目前一笔比特币从支付到最终确认成功,得到6个区块确认之后才能真正确认到账

  • 第3步:每个节点通过解一道数学难题,从而去获得创建新区快权利,并争取得到比特币的奖励(挖矿得币,就是此过程)

Key:节点反复尝试寻找一个数值,使得将该数值、区块链中最后一个区块的Hash值以及交易单三部分送入SHA256算法后能计算出散列值X(256位)满足一定条件(比如前20位均为0),即找到数学难题的解。(因此,挖坑需要算力给力的CPU和显卡)

  • 第4步:当一个节点找到解时,它就向全国广播该区块记录的所有改时间戳交易,并由全网其他节点核对。

Key:时间戳用来证实特定区块必然于某特定时间是的确存在的。比特币网络采取从5个以上节点获取时间,然后取中间值的方式为时间戳

  • 第5步:全网其他节点核对该区块记账的正确性,没有错误后他们将在该合法区块之后竞争下一个区块,就这样形成了一个合法记账的区块链。

交易实现后,新区块形成的过程

  • 1.新的交易需求广播到所有节点。
  • 2.每一个节点把新的交易需求收集到一个区块中。
  • 3.每一个节点开始不断生成随机字符串,计算随机数答案。
  • 4.当一个节点得出的答案与随机数配对时。它将它生成的区块广播到所有节点。
  • 5.节点对于交易进行验证,当该区块所包含的交易有效时,所有节点接受该区块。
  • 6.节点开始创建新区块,并将刚刚接受的区块的哈希散列添加进去,一个新的区块就创建好了。

挖矿的机制

目前在主要分为两类:

  • pos(proof of stake)权益证明机制和
  • pow(proof of work)工作量证明机制。

工作量证明机制即按照做工作量的多少来获得奖励。这一点带来的弊端是算力很容易集中化。

区块链应用方向

金融方向(主要)

  • 产权保险
  • 共享经济
  • 智能合约
  • 股票交易
  • 存在性证明
  • 公共记录
  • 私人记录
  • 实物资产

非金融方向(一片蓝海)

  • 为企业提供信任证明
  • 建立可信物联网
  • 医疗信息加密

PS:当然,区块链还有一大不容忽视的应用方向,就是营造了一个数字货币市场,且涌入了一大波币民进行炒币的投机活动。

我本人对此的态度是:崇尚区块链技术本身,对于炒币请理智对待。

但是介于周围朋友都很热衷于这块,后面我会单独新开一篇博客介绍,尽请关注:
《【区块链】BlockChain技术与应用初探(实战篇)》

国家有关政策

央妈的态度,恩,这也许是大部分投资者最关心的东西了。。。

世界格局

如果站在世界和国际的视角来看,前景还是一片乐观的:

参考文献

声明:枫言枫语 | 版权所有,违者必究 | 如未注明,均为原创 |

本网站采用CC BY-NC-SA 3.0国际化协议进行授权

转载:转载请注明原文链接 - 【区块链】BlockChain技术与应用初探(扫盲篇)


只有汗水不会欺骗你