学习和了解区块链 | 区块链 – 书摘

区块链的诞生给了我们解决另一个宏大问题的机会——如何用数学方法定义信用。

区块链是什么

区块链的本质是一种去中心化的记账系统,而比特币正是这个系统上承载的“以数字形式存在”的货币。
比特币只是记账的表征,而区块链就是其背后的一套由信用记录以及信用记录的清算构成的体系。

如果区块链是一个实物账本,那么区块就相当于账本中的一页,区块中承载的信息就是这一页上记载的交易内容。
记账系统中接入的每一台计算机都可以称作节点。
所谓的竞争记账,就是以每个节点的计算能力(“算力”)来竞争记账权的一种机制。
算力竞争是如何做到的?又由谁有权判定竞争的结果呢?区块链系统是通过一个称为“工作量证明”(ProofOfWork,POW)的机制完成的。
在中本聪的设计里,每轮竞争胜出并完成记账的节点将可以获得系统给予的一定数量的比特币奖励。这个奖励的过程同时也是比特币的发行过程。
这个过程很像现实生活中黄金开采的过程,因此被人们形象地称为“挖矿”。

共识机制是区块链技术的核心,它使得区块链这样一个去中心化的账本系统成为可能;而价值载体是区块链技术的潜力所在,它使得区块链技术的应用领域远不止数字货币。这两个核心因素是区块链内生能力得以扩展的关键。
在去中心化的结构体系中,由于系统的各个参与方地位平等,当出现分歧的时候,参与的每个主体都在遵守商业规则的基础上,按照实现自己利益最大化的原则行事,同时在客观上推动了整个市场的繁荣。

所谓公有链,是指比特币区块链这样的完全去中心化的、不受任何机构控制的区块链;而私有链则是指存在一定的中心化控制的区块链。

除了数字货币,区块链还可以承载股权、债券、产权、版权、公证、合约、投票等可以用数字形式进行价值存储或转移的任何东西。

多重签名技术有着广泛的应用空间,一个最直观的场景就是类似于支付宝的应用,卖家、买家和作为担保的第三方可以构建一个多重签名的交易,约定其中至少两方取得一致才能决定资金的流向。

为方便数字资产在不同区块链间互相转移,侧链(Sidechain)技术应运而生。简单地说,侧链就像是一条条通路,将不同的区块链互相连接在一起,以实现区块链的扩展。侧链完全独立于比特币区块链,但是这两个账本之间能够“互相操作”,实现交互。
本质上,区块链是不同数字价值的载体,而侧链技术则是连接不同区块链的通路。

区块链带来的新机遇

数字货币产业链
1. 挖矿产业
2. 交易平台:在比特币网络上发生的交易数量也与日俱增。
3. 钱包与支付
4. 数字媒体

互联网金融
互联网金融是新技术条件下金融手段的演化,它并不会改变金融服务的内涵。
互联网金融的发展速度主要取决于互联网技术的发展速度,而不是金融自身的发展速度。
所谓信息,就是传播中的知识差,这个差别包括信息的完整度和时间差。造成信息不对称的原因主要有两种,一个是信息的传播渠道,另一个是个体间处理信息能力的不同。信息是否对称直接制约市场的效率,应该说,互联网金融无法彻底解决信息不对称的问题,但是,它可以降低信息不对称的程度。
区块链能帮助金融行业有效地提升效率和降低风险。
区块链将为互联网金融的腾飞奠定技术基础。

物联网与共享经济
物联网的定义包含了两层意思:其一,物联网是在互联网基础上进行延伸和扩展的网络,其核心和基础仍然是互联网;其二,该网络的用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,可进行信息交换和通信,也就是物物相连。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
共享经济:从所有权到使用权
物联网核心困难:
1. 数据存储:隐私,安全等。
2. 数据流动
区块链技术可以通过可靠的数学加密算法保护用户的隐私。区块链将使设备实现自我管理和维护,使整个系统变成一个去中心化自组织的体系。可以实现无需信任的、点对点的价值传输,可以实现安全的分布式数据分享,进而构造出一个健壮且可扩展的物联网。

新一代基础设施:未来的价值互联网不可能是“某一条”或“某一种”区块链可以涵盖的,它必然是不同功能、不同特色的很多区块链共同形成的一个生态体系。

区块链的应用场景

数字货币:比特币
众筹:低费率,采用发行代币的方式进行众筹更容易流通,透明的规则和审计。
清算、结算与审计:1. 增加透明度,降低信任成本。2. 过程自动化,较少中间环节。3. 分布式账本,防御单点故障。4. 满足监管和审计的要求。
智能合约:根据区块链可编程的特点,人们可以将合同变成代码的形式放到区块链上,并在约定的条件下自动执行,这就是所谓的智能合约。
版权与许可:1.突破地域限制。2.更低的成本。3.更灵活的许可条件。
公正与记录:区块链本身作为一个达成共识的链条,任何登记在区块链上的有价值信息都是公开透明的,并且相对于传统的方式,记录的安全性和有效性都得到了极大的提升。
更多:实际上,作为一种可以传输价值的协议,区块链可以应用于一切与价值相关的领域。

区块链技术原理

区块链中的密码学:
1.椭圆曲线算法
2.SHA-256哈希算法
3.对称加密算法
4.Base58编码

区块链组成
区块链数据里最基本也是重要的几个概念是地址、交易、区块、网络。比特币用地址来标识一笔交易的支出方和接收方。所有的交易最终需要被记到统一的账本上,而这个账本是通过区块确认并完成的。每一个新区块的产生,都会被打上时间戳,最终生成按照时间前后排列并加以记录的电子交易证明。每个独立节点之间又通过比特币网络来建立联系,这样就组成了一个去中心化、分布式的电子交易记录时间戳服务器系统。
比特币通过构造这个分布式时间戳服务器来解决双重支付问题。

共识算法
比特币所有的节点都遵循统一的协议规范。协议规范(共识算法)由相关的共识规则组成,这些规则可以划分为两个大的核心:工作量证明与最长链机制。所有规则(共识)的最终体现就是比特币的最长链。

工作量证明(POW)可简单地理解为一份证明,用来确认你做过一定量的工作。监测工作的整个过程通常是极为低效的,而通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量,则是一种非常高效的方式。

比特币网络要求所有节点都遵循一个协议(共识),所有保存到本地的区块链必须是被本地节点验证通过的最长链。由于区块链的每个区块必须引用它的前一个区块,所以最长链是最难推翻的。

侧链技术
所谓“侧链”(又称楔入式侧链),是相对于主链而言的,是平行于主链的另一条区块链。它们通过“双向锚定”(Two-WayPegging)来建立关联,实现主链与侧链之间价值的双向转移。可以在侧链上使用主链资产,并通过侧链来弥补主链功能的不足。虽然它们具有双向转移的能力,但它们是隔离的,即使侧链中的加密被破解(或恶意设计),所有的损害也都只限于侧链本身。

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