漫谈区块链

发布于: 修改于: 雪球转发:0回复:0喜欢:5

一、何为区块链

区块链是去中心化、去信任的不可篡改的分布式数据库。区块链包括“区块”和“链”,区块存储数据信息,链是通过密码学算法以区块生成的时间先后顺序关联起来。

去中心化是相对于传统的以中心存储、需要中心服务器的存储方式,参与区块链的每个节点都负责记录、存储区块链的数据信息,共同形成整个区块链信息,每个节点的地位是相同的,数据采取分布式的存储方式。如图所示。

去信任化是指区块链技术,不同于传统的对中心和交易对手信任的交易方式,而是通过特殊的密钥验证技术,实现相互间的安全交易,不需要可信任的中心“裁判”,甚至不需知道交易对手是谁。而且由于其加密和认证技术,每个交易需要区块链上所有区块共同认证通过,所以篡改区块链进而发送虚假交易信息的难度非常大。

二、区块链的四大核心机制:数据结构、分布式存储、加密算法、共识机制

1、数据结构。区块是区块链网络上记录交易数据的数据包,区块通过网络共识机制验证并确认区块中的交易,每个区块上包含了哈希值、时间戳、交易记录等信息。区块链存储数据是将任意长度的二进制通过哈希算法映射为较短固定长度额二进制值,即哈希值。

上述说到,区块链是以加密算法将各区块串联在一起,这是区块链的宏观数据架构。微观上,各区块存储的信息分为块头和块身两部分,块头记录该区块的元信息,包括当前版本号、父块(父块是区块的前一个区块)的哈希值、时间戳、随机数、哈希根(Merkle Root)对应的哈希值等数据,块身是记录一定时间内区块链生成的详细数据,包括当前区块经过验证的、区块创建过程中生成的所有交易记录以及区块链广播的其他信息,块身记录数据是通过哈希树也称默克尔树(Merkle Tree)形式存储,每个数据相当于树叶,所有树叶归于根节点形成唯一的该区块的哈希根(Merkle Root)对应的哈希值,存储于块头中。

区块从何而来呢?区块是每个节点通过超大工作量的算力不断暴力解决设定的问题(俗称的挖矿),节点通过算力获得随机数(Nonce),验证随机数是否是设定问题的答案,如果某节点找到了正确的随机数,就生成了新的区块,该节点则获得加密货币作为奖励。以比特币为例,一个比特币区块奖励12.5个比特币,当前,约每隔10分钟就诞生一个区块,矿工就获得12.5个比特币。每个区块的比特币奖励额每四年减半(主要是因为算法难度加大),由于算力有限,比特币总量也是有限的,为2100万个。

第一个区块叫创始区块,而一个区块的高度就是该区块和创始区块的之间的块数。区块链按层级可分为数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层。其中数据层、网络层、共识层为必备。

2、分布式存储。分布式存储是指将数据存储于区块上并通过开放节点的存储空间建立的一种分布式数据库。区块链的数据结构、所有的交易信息和当前状态等数据副本均由区块链的所有节点共同存储和维护,也就是每个区块都拥有区块链的所有信息副本。上面也提到,具体存储数据方式,是通过哈希树也称默克尔树(Merkle Tree)形式存储。

3、加密算法。区块链主要采取非对层加密技术,一个交易公钥和私钥共同解密。公钥和私匙是通过一种算法得到的密钥对,公钥是密钥对中向全网公开的部分,通常用于加密会话密钥、验证数字签名或加密可以用相应的私钥揭秘的数据。私钥是指与公钥地址哈希值相关联的密钥。公钥类似于小区门禁,私钥类似于小区每户的钥匙。

交易发起方如果发起某个交易,首先系统按照哈希算法生成私匙和公钥的密钥对,公钥由私钥产生,公匙生成过程不可逆,其通过公匙无法倒退出私匙。交易发起方用私匙对交易签名并同公匙一起向全网广播,各节点收到后用公匙验证是否合法,整个过程各节点无需知道私匙,仅用公匙验证。以比特币为例,私匙代表对比特币的控制权。

4、共识机制。共识机制是区块链节点就区块信息达成全网一致共识的机制,可以保证最新区块添加至区块链上,节点存贮的区块信息一致并可以抵制恶意篡改。目前的共识机制主要有工作量证明(挖到矿的人独享奖励,例如比特币)、权益证明(按挖矿的投入量每人都分一定奖励)、权益授权证明、燃烧证明、开发者证明等等。

三、“老王”通俗讲解区块链

老王我试着将珠链比成区块链,形象的讲解。用绳子串起的珠链,每个珠子是一个“区块”,绳子的连接方式就是“链”,每个珠子都存取了该串珠链从创始初期的所有信息,包括前一个珠子(父块)的信息,该珠子产生时间戳、以及整个珠链的交易记录信息等,交易信息是通过哈希树形式存贮(即树根、树干、树叶都代表不同的哈希值)。

珠子从何而来?珠子是匠人通过规定的方式打磨原始珠胚,每打磨一次相当于获得一个“随机数”进行解题,当珠子打磨的与样本型号一样时就获得允许串上珠链(就相当于获得了正确的随机数,完成工作量证明,生成新区块),这样整个珠链长度加一,相当于区块链高度加一。而打磨好该珠子的匠人获得相应奖励(比如几个馒头),这个奖励就对应区块链中的比特币。第一个珠子是创始珠,对应创始区块,某个珠子的高度是其与创始区块的珠子数。

存储的信息对应区块链的数据层;连接珠子的绳子,如何串,串成什么花样,每个珠子间间隔多少,这些就对应区块链的网络层;采用什么型号的工具进行打磨,采用什么材质的珠子算是共识层,以及只允许打磨好每个珠子的人获得对应的奖励,这些都算是这个珠链的规矩(即共识机制),共同对应区块链的共识层;每个串珠子上珠链的匠人获得馒头建立是激励层;把珠子涂上不同颜色则对应区块链的合约层;把珠子与其他装饰品搭配,形成好看的摆件或是装饰品,则就是区块链的具体应用。

每个珠子都上都存储有该珠链的构成信息、所有交易记录等信息的副本,并相对开放,且互相印证,对应区块链的分布式存储。

每个匠人间如果要进行交易,需要首先启动其拥有支配权的珠子,产生公钥和私钥,私钥用来确定馒头给哪个匠人,而公钥则告诉各各匠人(珠子),必须所有珠子用公钥验证交易合法准确后,该珠子对应的馒头才转移给另外一个珠子对应的匠人。

只允许与样本型号相同的珠子串上,且按照珠子打磨好的前后顺序串上,以及只允许打磨好每个珠子的匠人获得对应的奖励,这些都算是这个珠链的规矩,也就是对应区块链的共识机制。

最后谈下区块链技术的应用,个人认为区块链技术在支付结算、征信以及供应链金融上定有巨大应用空间。不过作为区块链技术衍生的代币,代币不属于数字货币,也不可成为真正的货币,例如比特币,其产生是由挖矿产生,不是由央行发行,也没有某国国家主权作为信用担保,所以必然动摇了央行的货币发行地位,更谈不上国家获得铸币税的可能,动摇了国家主权对货币乃至整个金融体系掌控的重要工具。另一方面,代币一般数量有限,且产生过程有时间规律,不能想当年的国家信用货币一样可以由货币管理当局调控总量,代币如果作为货币的话,会带来通缩的压力,对商品的价格体系也会带来较大冲击。$海联金汇(SZ002537)$$聚龙股份(SZ300202)$$飞天诚信(SZ300386)$

更多内容请关注公众号:羽观论金