深入淺出區(qū)塊鏈系統(tǒng)：第一章

what you should know about blockchain

考慮的大家現(xiàn)在很多都是碎片化閱讀，不知道大家如何谤辜，反正如果我是在在只有很短一段時間里蓄坏，不太容易切換狀態(tài)靜下心來讀一篇洋洋灑灑的長文章。因此此系統(tǒng)會保持短小精悍丑念，把整套分成一系列小文章涡戳，每個文章有分成若干個段（sections）。既KISS原則脯倚，查看這里什么是KISS.

目前區(qū)塊鏈（blockchain）應該是在最近比較火的新技術之一了渔彰，這個不光在銀行金融行業(yè)，也在其他諸多行業(yè)逐漸成為熱點推正。區(qū)塊鏈基于被認為是繼互聯(lián)網(wǎng)之后最重要的技術發(fā)明之一恍涂。看到過很多關于區(qū)塊鏈的文章植榕，要么是太過于學術再沧，要么又局限于某個行業(yè)領域。對于一般人來說不太容易去理解其所以然尊残。因此炒瘸，筆者提筆自己寫一個關于區(qū)塊鏈的系列文章，以方便大家寝衫。

比特幣

說到區(qū)塊鏈就不得不提比特幣顷扩。在進入討論blockchain之前，先上張圖片慰毅。

這個是在說雷曼兄弟公司的破產(chǎn)隘截，背景是發(fā)生于2008年金融危機。當時被媒體及世人厭惡的貪婪，低效的傳統(tǒng)金融體系垮塌婶芭，與此同時东臀，不知道是不是巧合，比特幣（bitcoin）誕生了（其實電子貨幣已經(jīng)有幾十年的歷史了）雕擂。

比特幣啡邑，就像是美元贱勃，人民幣一樣是個貨幣井赌，只是這個是數(shù)字化的貨幣，沒有一個具體的國家或者機構(gòu)管理贵扰。既然是貨幣就要拿來用仇穗，要流通。當有任何變動戚绕，就會產(chǎn)生所謂的 money in money out纹坐， balance changed。即這些比特幣的變動舞丛，最新的余額是多少耘子，等都要記錄下來。在現(xiàn)實世界中球切，這些記錄在具體你的每個銀行賬戶中谷誓，由一些監(jiān)管機構(gòu)監(jiān)視并確保準確性。

但是比特幣是個電子貨幣吨凑，沒有一個具體的營業(yè)監(jiān)管機構(gòu)捍歪。怎么破？

這時區(qū)塊鏈就被發(fā)明出來（大約是在2009年）鸵钝，區(qū)塊鏈起源于比特幣糙臼，就是當比特幣從一個人轉(zhuǎn)移到另一個人時，用于記錄這些變動恩商。換句話說变逃，區(qū)塊鏈（Blockchain） 就是比特幣（bitcoin）的不可變動（immutable）的記賬系統(tǒng)。

記賬

有人可能會覺得“記賬系統(tǒng)”太過于籠統(tǒng)怠堪，不太明白揽乱，因此首先這里說一下什么是記賬，舉個例子研叫，你在淘寶上買東西锤窑，整個過程需要有多個記賬操作，包括可能需要在購物車里添加一條記錄嚷炉，你買好了需要在商家那里記一筆賬渊啰，然后支付時需要記下一筆，快遞再需要記錄一筆。如果你買的不是一般的小東西绘证，比如是一個房子隧膏，那樣還要在相關管理部門還要記錄一筆。
有沒有發(fā)現(xiàn)這個是非常低效的嚷那，需要花費很多的重復資源的過程胞枕？換句話說，這些低效都是最終都要轉(zhuǎn)嫁到我們消費者頭上魏宽。區(qū)塊鏈卻在設計之初很好的解決上面這些弊端腐泻。

什么是區(qū)塊鏈

區(qū)塊鏈是專門針對比特幣設計開發(fā)的記賬系統(tǒng)，用于所有比特幣的記賬队询。因為區(qū)塊鏈本身良好的設計派桩，區(qū)塊鏈被服務于比特幣僅僅只是一個用例和開端，其還可以用于很多地方蚌斩。

記住這幾個詞可以幫助理解什么是區(qū)塊鏈

• chain/鏈铆惑。 像下面這個圖，數(shù)據(jù)的組織是由一個一個大小相同的塊(block)組成一個鏈條(chain)送膳，就像是DNA里每個基因有機的組織在一起员魏。
  
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下面使用一個例子來解釋一下。當有如下三個操作時就會在區(qū)塊鏈中添加三條記錄叠聋。

• 去中心化撕阎，或者說是“分布式” ， 也就是具體的這些記賬數(shù)據(jù)是分布式的散落在各個節(jié)點晒奕，而且每個節(jié)點都存有一份所有的交易闻书。這樣有個好處，就是每個交易有多份副本脑慧，互相之間可以對比查對魄眉，那些欺詐，篡改數(shù)據(jù)就沒有可能了闷袒。其實坑律，傳統(tǒng)金融業(yè)有一個問題就是各個金融機構(gòu)間互相的不信任，想像一下在2008年金融危機時囊骤，各個金融機構(gòu)競相搶購那些credit default derivatives等產(chǎn)品晃择，就是因為大家對對方的不信任所引起的。

• 挖礦也物。 “礦工”宫屠，其實就是鏈中一個個能夠保存對賬信息的節(jié)點的別名. 當有新的對賬或者交易時，應該就是把數(shù)據(jù)寫到某個節(jié)點滑蚯，然后再需要加入到區(qū)塊鏈中時浪蹂。但問題是“鏈”只有一個抵栈，節(jié)點有很多，到底由哪個節(jié)點來完成這個任務呢坤次？解決辦法就是“打”古劲，看誰厲害。其實就是許多的礦工節(jié)點會互相競爭缰猴，使用一些非常耗費計算資源产艾，后臺使用復雜的算法，最后使用一種叫做 PoW （Proof Of Work,是一種快速斷定工作量的技術滑绒，比如你安排工人來給把一車箱子從倉庫搬到車間闷堡，你并不需要從一開始緊盯著他去搬每一個箱子，只要看到最終的所有的箱子都已經(jīng)在車間蹬挤，即可證明他做完了工作缚窿，可以給相應的報酬了棘幸。這個我們在后續(xù)章節(jié)詳細解釋）的機制來決定最終哪個節(jié)點獲勝焰扳，由它有資格來寫這個區(qū)塊，并加入到區(qū)塊鏈中误续，同時這個獲勝的節(jié)點可以得到相應財務上的獎勵吨悍，即若干的比特幣，這也正是不斷激勵人們投入更加強大計算能力的機器來挖礦的原因蹋嵌。這個過程被比特幣平臺很好的控制節(jié)奏育瓜，也就是大概每10分鐘左右產(chǎn)生一個新的“區(qū)塊”以添加到區(qū)塊鏈路中。

可以參考https://blockchain.info/?currency=CNY栽烂， 這里是以人民幣滾動顯示當前所有挖礦的更新躏仇，下圖是此屏幕截圖。

區(qū)塊鏈的應用領域

金融業(yè)

對于金融業(yè)來說腺办，在進行遠程轉(zhuǎn)賬時一直在使用的所謂“關系銀行”，比如你想要通過中國工商銀行給朋友在澳洲的匯豐銀行的賬戶轉(zhuǎn)賬，這時在中間可能要經(jīng)過在香港的匯豐以及悉尼的銀行等多個第三方機構(gòu)來中轉(zhuǎn)斩个，不光要多花手續(xù)費获高，真正拿到手時可能已經(jīng)1周時間過去了。如果使用區(qū)塊鏈躬拢，轉(zhuǎn)賬其實就是添加一個“對賬”信息塊并加入到區(qū)塊鏈中即可躲履，對方銀行可以立即在鏈中發(fā)現(xiàn)此交易。這樣此過程就流水化（streamline）了聊闯，就跟發(fā)個電子郵件似的工猜。 相對于之前，區(qū)塊鏈會有3個優(yōu)勢菱蔬，（1）不需要經(jīng)過第三方 （2）快 （3）省錢

一般商業(yè)公司

設想一下普通辦公場景篷帅，一般業(yè)務處理都會涉及到許多紙制的表格，文件，請多文件的復印件等等犹褒。一是方便文件信息的傳遞抵窒，記錄，另外一個原因是為了應付內(nèi)部外部的審計叠骑。如果使用區(qū)塊鏈李皇，這些問題都得到很好的解決。比如宙枷，由于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)架構(gòu)掉房，其本身數(shù)據(jù)就是自動審計的。簡言之慰丛，在這個領域卓囚，區(qū)塊鏈有3大優(yōu)勢，（1）數(shù)據(jù)透明（2）數(shù)據(jù)安全性驗證（3）審計诅病。

對于零售行業(yè)

比如說你想知道這個食品是不是有機食品哪亿，而每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)都是散落在各個地方，不便于統(tǒng)一追蹤贤笆。另外蝇棉，數(shù)據(jù)的來源又是多種多樣，又容易被篡改芥永，比如作為一個鉆石加工商篡殷，我是無法確定這批鉆石是不是血鉆。而“區(qū)塊鏈”本身的特性保證了可以跟蹤產(chǎn)品生命周期的每個階段詳細信息埋涧，而且區(qū)塊鏈的“只能添加”的屬性也確保了數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的準確性板辽，不容易被后期篡改。因此區(qū)塊鏈也可以用以政府類的投票棘催，這樣就更加具有合法性劲弦，不可能被人為篡改結(jié)果。

小結(jié)

以上的案例都涉及到一個關鍵詞 “信任”巧鸭。 你不信任供應鏈路瓶您，你不信任 “相關銀行”， 等纲仍。但是你可以信任 “區(qū)塊鏈”呀袱，它是允許多個不同的機構(gòu)一起協(xié)同工作，但是不需要他們之間相互信任郑叠。

FAQ （常問的問題）

這些 “區(qū)塊” 具體是什么樣子的夜赵？

首先每個區(qū)塊包含有一個時間戳，包含一個哈希碼乡革，指向其前面鏈接的區(qū)塊寇僧，然后就是對賬交易數(shù)據(jù)本身摊腋。每個區(qū)塊都有一個唯一編號，生成這個編號是需要大量的計算工作及驗證嘁傀。我們在后續(xù)章節(jié)詳細介紹此功能兴蒸。

什么樣新的塊才能夠加入

當需要添加新的塊時，需要有所有節(jié)點中50%認為正確同意才可以细办。這樣可以保證惡意的數(shù)據(jù)被加入到鏈中橙凳。

每個節(jié)點都存一份不也是有額外的成本嗎

其實在2010年，1P (Peta byte)數(shù)據(jù)存儲一個月是 $80,000/month,預計在2020年笑撞，也就是10年后岛啸，同樣的1P的數(shù)據(jù)存儲一個月只要 $4/month. 可見，存儲本身的成本幾乎可以越來越忽略不計了茴肥。

總之坚踩，BlockChain的出現(xiàn)，是由于人們的預期瓤狐， 技術的進步瞬铸。

所有上面提到的東西，包括此文章的markdown源代碼芬首，mindmap思維導圖等等都可以在我的github上找到赴捞。此文章是我在GitBook上此系統(tǒng)的第一篇，鏈接郁稍。如果有任何建議或者想法，請聯(lián)系我胜宇。

此系列的第二章點這里

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