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区块(kuài)链(liàn)是(shì)什么,一文让你看懂区块链的本质?

2018-2-5 23:30


比(bǐ)特币采(cǎi)用区块(kuài)链(liàn)技术,但(dàn)是区块(kuài)链(liàn)并不等同于比特币;全篇基(jī)于(yú)比特币底层区块(kuài)链技术(shù)讲(jiǎng)述,所以,部(bù)分(fèn)模型(xíng)可能不适用于以太坊等。另外,由于文章采用了一定的(de)抽象、类举的叙事方式,中间或多或少(shǎo)有些地方会跟区(qū)块(kuài)链底层严谨的(de)技术实现有出入(rù),如果让你觉得困(kùn)惑,可以在评(píng)论(lùn)下方留(liú)言或者私信我一起探(tàn)讨。最后,也是受(shòu)限于自(zì)己知识结构的不完整(zhěng),这(zhè)篇(piān)文(wén)章(zhāng)会随着(zhe)我对区块链更深入认识后,随(suí)时(shí)进(jìn)行修订,最后更新时间可参考该回答下方的时间(jiān)戳。


首先不要把区块链(liàn)想的过(guò)于高深,他是一个(gè)分(fèn)布在(zài)全球各地、能够协同运转的数据(jù)库存储系统,区别(bié)于传统(tǒng)数据库运作——读写权限掌(zhǎng)握在一个公司或者一个(gè)集权手上(shàng)(中(zhōng)心化的特征),区(qū)块链认为,任何有能力架设服务器的人都可以参与其中。来(lái)自(zì)全球各地的掘金者(zhě)在当地部署(shǔ)了自己的服务器,并连接到区块链网(wǎng)络中,成(chéng)为(wéi)这个(gè)分布式(shì)数据库存储系统中的(de)一个(gè)节点;一(yī)旦加入,该节点(diǎn)享有同其他所有节点(diǎn)完全一样的(de)权利(lì)与义务(去中心化(huà)、分布式的特征)。与此同时,对于在区块链上开展服务(wù)的(de)人,可以往这个系统中的任意的节点进(jìn)行读写操作(zuò),最后(hòu)全世界所有节点会根据某种机制的(de)完成一次又(yòu)依次(cì)的同(tóng)步,从(cóng)而(ér)实现(xiàn)在区块链网络中所有节点的数据(jù)完全一致。

问题的由来

我(wǒ)们反复提到区块(kuài)链是一个(gè)去中心化的系统,确实,「去中(zhōng)心化」在区块链(liàn)世界里面是一个很重要的概念(niàn),很(hěn)多模型(比如账(zhàng)本的维护、货(huò)币的发行(háng)、时间戳的设计(jì)、网络的维护(hù)、节点间的竞争(zhēng)等等(děng)等等(děng))的设计都依赖于这个(gè)中心思想,那(nà)到底什么是去中心(xīn)化呢?在解(jiě)释真(zhēn)正去中心化之前,我们还是先(xiān)简单了(le)解下什(shí)么是中心化吧。

中心化?

回忆一下你在网上购买一本(běn)书的(de)流(liú)程:

  1. 第(dì)一步,你下单并把钱打给支(zhī)付宝
  2. 第二步,支付宝收款后通知(zhī)卖家可(kě)以发货了;
  3. 第三步,卖(mài)家收到支付宝通知之后给你发货;
  4. 第四步,你收到书之后,觉(jiào)得满意,在(zài)支付宝上选(xuǎn)择确认(rèn)收货;
  5. 第五(wǔ)步,支付宝收到通(tōng)知,把(bǎ)款项打给卖家。流程结(jié)束。

你会(huì)发现(xiàn),虽然你是在跟卖家做交易(yì),但(dàn)是,所有的关键流程都是在跟支付(fù)宝打交道。这样的好处(chù)在于(yú):万(wàn)一哪个环(huán)节出问题,卖(mài)家和买家都可以通(tōng)过支付宝寻(xún)求帮助,让支付宝(bǎo)做出仲(zhòng)裁。这就是(shì)一个最(zuì)简单的基(jī)于中(zhōng)心化思维构建(jiàn)的(de)交(jiāo)易模(mó)型,它的价值显著,就(jiù)是建立权(quán)威,通过权威背书来获得多方(fāng)的信任,同(tóng)时依赖权威方(fāng)背后的(de)资(zī)本和技术实力(lì)确保数据(jù)的(de)可靠安(ān)全。

你一(yī)定(dìng)会摆出一个巨大的(de)问号脸 ⊙.⊙?——“通过权威(wēi)背书来(lái)获得多方的信任,同时依赖权威方背(bèi)后的资本和技术(shù)实力确保数据的可靠安全”,真(zhēn)的可以嘛?!

假(jiǎ)如说,支付宝程序发生重大BUG,导致一段时间内的(de)转账记录(lù)全部丢失,或者更彻底一点,支(zhī)付宝的服务(wù)器被金三(sān)胖的一(yī)个导(dǎo)弹全部(bù)炸毁(huǐ)了(le)。而我刚刚转(zhuǎn)出去的100元找(zhǎo)谁说理去,这个时候(hòu),你就成了刀殂上的鱼肉(ròu);支付(fù)宝(bǎo)有良心,会勉为其难(nán)承认你刚刚转账的事实,但他不承认你也没辙,因为确实连(lián)他自己也不知道这笔转账是否真实存在(zài)。

上述就是中心化最大的弊端——过分依赖(lài)中心和权威,也就意味着逐渐丧失(shī)自己的话语权。

去中心化?

那么去中(zhōng)心化的形(xíng)态是(shì)什么样子呢?还是拿刚(gāng)才那个例子继续,我们构建一(yī)个极简的去中心化的交易系(xì)统,看看我们是如何在网络上从不认(rèn)识的卖家手(shǒu)里买(mǎi)到一本书的。

  1. 第一步,你(nǐ)下单并把钱打给(gěi)卖家;
  2. 第二步,你(nǐ)将这条转账(zhàng)信息记(jì)录在自己(jǐ)账本(běn)上;
  3. 第(dì)三步,你将这条(tiáo)转账信息(xī)广播(bō)出(chū)去(qù);
  4. 第四步,卖家和(hé)支付宝在(zài)收到你的转账信息之后,在他们自己的账本上分(fèn)别记录;
  5. 第五步(bù),卖(mài)家发货,同时将发(fā)货(huò)的事实记录在(zài)自己的账(zhàng)本上;
  6. 第六步,卖家把这(zhè)条事实记(jì)录广播出去;
  7. 第七步,你和支付宝收到这条事实记录,在自己(jǐ)的账(zhàng)本上分(fèn)别记录;
  8. 第八步,你收到书(shū)籍。至此,交(jiāo)易流程走(zǒu)完。

刚才“人为刀俎我为鱼(yú)肉”的(de)情况在这个(gè)体系下(xià)就比较(jiào)难发生,因为所有人的账本上都有着完全一样(yàng)的交(jiāo)易记录,支(zhī)付宝的(de)账(zhàng)本服务(wù)器(qì)坏了,对不起卖家的账本还存(cún)在,我的账(zhàng)本还(hái)存在;这些都是这笔交易(yì)真(zhēn)实发生的铁证。

当(dāng)然,在这(zhè)套极简的交易系统中,你已经(jīng)发现了诸多漏洞和不理解,比如说三方当中有一个是坏人,他故意记(jì)录了对他更有利的转账信息怎么办;又比如说消息在传递过程(chéng)中被黑客篡改了(le)怎么办等等等(děng)等(děng)。这在以往的计算机概论或(huò)者(zhě)计算(suàn)机网络书本上(shàng)中(zhōng)可能都有(yǒu)提及到——“类(lèi)两军”和(hé)“拜占庭将军”问题(tí)。这里就不打(dǎ)算赘述,因为暂时跟主线不相关(guān),感(gǎn)兴趣的同学可以去Google或者百度一下,你只需要知(zhī)道,在我们下(xià)面即将展开讲到的区块链系统中,通过巧妙的设计,足以解决上述存在的(de)BUG。

既然话已说到这份上,相信了解一点技术、特别是有运维背景的同学大(dà)概能够从极简交易系(xì)统中窥视到了更多(duō)区块链的一些影子(zǐ)——

  1. 分(fèn)布(bù)式存储,通过多(duō)地备份,制造数据冗余
  2. 让(ràng)所有人(rén)都有能力都去维护共同一份数据库
  3. 让所有人都有能力彼此监督维(wéi)护数据(jù)库的行为

在我看来,你猜测的基本(běn)上没错。其实这些(xiē)就是区块(kuài)链(liàn)技术最核心(xīn)的(de)东西,外人看起来高大(dà)上、深不(bú)可测(cè),但探究其根本发现就(jiù)是(shì)这么简单和淳朴。当然,这里面肯定会有很多很多很多细枝末节的技术需要重构。

如(rú)果你差不多(duō)认同上面的观(guān)点,那我(wǒ)们应该基本上可以达成共识,分布(bù)式部署肯定是构建去中心化网络理(lǐ)所当然(rán)的解决方向——通过P2P协(xié)议将全世界所有(yǒu)节点计算机彼此相互连接(jiē),形成一张密密麻(má)麻的网络;以巧妙(miào)的机制,通过节点(diǎn)之间的交易数据同(tóng)步来保证全球计算机(jī)节点的数据(jù)共享(xiǎng)和一致。

哈哈,说(shuō)的轻巧(qiǎo),“交易数据这(zhè)么(me)重要(yào)的东西,在一个完全不信任的P2P网络节点中以一(yī)种错综复杂的(de)方式传递,数(shù)据(jù)的一致性和安全性谁来(lái)保(bǎo)证,如果说互相监督,他们到底怎么做到?”

好(hǎo)了,不卖关子(zǐ)了(le),下面(miàn)让我们围绕这个最最最最直接的问题开始进入到真正(zhèng)区块(kuài)链(liàn)的世界(jiè),抽丝剥茧(jiǎn)看看它到底(dǐ)是如何一步一步(bù)形成的,又(yòu)是(shì)如何一步一步稳定运转。

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