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區塊鏈入門 | “區塊鏈村”里不為人知的秘密……_區塊鏈:HTC價格

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Time:1900/1/1 0:00:00

作者:方軍

來源:大咖領讀?

假設,有一個村子叫“鏈村”,區塊鏈的村子。在一個村子,各家各戶之間自然有些錢財來往,因此就需要記賬。我們來討論:

第一,?從集中記賬到分布式記賬的過程。

第二,?誰負責記賬?

第三,?分布式記賬如何實現不可篡改?

從集中記賬到分布式記賬

第一部分,我們來討論,從集中記賬到分布式記賬。很久很久以前,一個村子里是怎么記賬的呢?沒有記賬。春天,這家人家沒糧食了,找鄰居借幾斤稻谷,到了秋天再還。又或者,村里有的年輕人想要出門做生意,找幾家湊齊本錢,等把貨物賣了就還了。沒有記賬,很容易出現糾紛。比如,欠條丟了,要不回來錢了。

隨著村子逐漸地變富了,村里人家的錢財來往多了,必須要有一個新措施了。村里的一個有威望的大戶人家開始承擔起來大家長的責任,方便起見,我們就把這個大家長叫村長吧。從此,村長幫大家來記賬,他幫村里人記錄下來,某年某月某日,張三向李四借了100兩銀子。某月某日,李四把這筆錢還了。等等。這就是過渡到了集中式記賬。這有不少好處,比如,可以減少很多賬目對不上的糾紛。由村長來記賬有好處,也有不足:比如說,你們兩家要記錄一筆銀子的借款,但是幾次去找村長,他都不在家,沒法記賬。比如說,村長老眼昏花,記錯了。

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在大家的要求下,村長找了一個賬房先生來幫他記賬,這樣,就解決了他不在家的問題。賬房先生算術也比村長好,不容易記錯了。

但一個解決方案往往會帶來新問題,比如,有人偷偷塞錢給賬房先生,讓他偷偷改下賬本。因此,村長不但要承擔賬房先生的工資,還要采取措施防止他做壞事。

由村長和賬房先生來集中式記賬,還有一些其他的不足。比方說,歷代村長記的帳越來越好,幾百年都沒有出問題,因此,村子的人都非常信任,相互借款就不再寫欠條了。但是突然某一天,村長家突然著火了,賬房燒了。這可能是天災,打雷房子著火了。也可能是人禍,比如有人欠了太多的債了,比如村長已經挪用了很多錢,他干脆一把火把村子的賬本燒了。村里人痛定思痛,決定要改革一下記賬方法,干脆不要讓村長記賬了。這就是村子里的第三代記賬方法:-??鏈村的第一代記賬方法,是大家相互之間打個欠條。

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-??鏈村的第二代記賬方法,是靠村長來集中記賬。

-??鏈村的第三代記賬方法,變成分布式記賬。

所謂分布式記賬,就是區塊鏈用的思路。接下來,我繼續用鏈村的故事來為你解釋。

既然村長不可信,那我們就改成信自己。分布式記賬是這么做的:從此之后,村子里每家都替所有人記賬。每家都記錄一個全村的賬本。原來,我們兩個有錢財往來,我們到村長那兒去,請他記賬。村長保管的賬本燒了,村子里一團混亂。現在,你找我借錢一千兩銀子,我們到村口的廣場上去,敲鑼打鼓,說:請大家幫忙在自己的賬本記一下,老張家找老王家借了一千兩銀子。

在現實的村子里,這當然不容易實現,但在計算機世界里,這是很容易實現的,我們在網上給大家都發個通知,每家的計算機都自動地記錄下來。很多人都可以一下子看到分布式記賬的好處:它和集中式記賬一樣有效,如果出現了糾紛,那么按照大多數人家的賬本為準,這和原來大家相信村長的賬本是相似的。但它比村長家的賬本要好,現在我們不用擔心賬本被燒了,因為有很多副本。現在,我們也不用太擔心賬本被有人偷偷涂改了,如果誰要涂改賬本,他得把所有人家的賬本都改了才行。

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這樣的分布式記賬方式,你還要特別注意一點,它是用公開透明來對抗原來老村長或者賬房先生作惡的問題。那么,區塊鏈就是把賬本分散到很多人那里去這么簡單嗎?不是的,因此,我們接著往下挖。

誰負責記賬

這是我們今天第二部分要討論的:誰負責記賬?其實,假設所有人都記賬,即便是在計算機的環境下,也是不可行的。在比特幣系統里,實際上也只是少量的所謂全節點負責記賬,剛剛我去查詢了一下,現在這一刻比特幣的全節點數量是9417個。

用鏈村的故事說,就是不是每家每戶都記錄一個賬本,而是要靠少量的人家來記賬,比起只有村長一家記賬,現在記賬的人數多了,但不會到家家戶戶都記賬那種程度。一個實際能夠運行的鏈村分布式記賬,可能是這樣的,在村口的廣場四周,有了幾十家幫大家記賬的賬房。當老張和老王去廣場上宣布時,這些賬房先生就開始爭奪記賬的權利。他們為什么愿意搶著記賬呢,因為如果誰成功記賬了,我和老王付十兩銀子的酬金。負責記賬的賬房先生,必須檢查確認,老王家的確有一千兩銀子,這個銀子也的確給老張家了。如果沒有這個檢驗,萬一兩家假冒偽造一個借款,后面大家就認為老張家有這筆錢,會帶來很多麻煩。那么,哪個賬房先生可以獲得這個酬金?村民們定下了規則,這些賬房進行一個復雜的計算比賽,誰先算出來,誰就獲得記賬權,獲勝者拿到這筆酬金。

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這在比特幣系統里叫“工作量證明”,工作量,就是進行計算的工作量。講鏈村的故事時,我們也經常形象地說,讓這些賬房先生舉石頭,誰先在一分鐘內把一百斤的石頭舉完100下,就贏得比賽,獲得記賬權,拿到酬金。現在,賬房先生不只是要腦子好、筆頭快,還要體力好。這個類比和比特幣系統是非常像的,比特幣系統的節點要干跟記賬完全無關的事,來爭奪記賬權利,他們都得是“像大力士一樣的賬房先生”。

好,有人第一個舉完石頭,獲得記賬權利了。他要告訴村口廣場的所有賬房先生,我已經算完了,這個獎金歸我了。請大家把我計算的結果,抄錄到你的賬本上去。這個時候,其他賬房先生就要遵守規則,抄錄結果。然后,趕緊去爭奪下一次記賬機會。

但要注意的是,每個賬房先生在把這個賬目抄錄到自己的賬本上之前,每個人都必須再做一遍驗算,驗算正確,才能記錄。如果第一個記賬的人記錯了,那么錯誤立刻就被發現了。這里講誰可以記賬,其實講了三層校驗邏輯,我們來梳理一遍:第一層:老張家找老王家借了一千兩銀子,這件事不能一方去村口說的,必須是雙方共同去村口宣布的。如果一個人去說,我借錢給某某了,就這樣開始記賬,那不得亂套了。第二層:爭奪記賬權,是進行復雜的計算,也有對應的獎金,這使得賬房先生之間有一種按規則進行的良性競爭,這個競爭的作用是保證賬本的正確性。

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第三層:每個賬房先生在記賬時,不管是第一個記賬,還是把別人算好的記錄下來,都要進行驗算,這樣進一步保證了賬本的正確性。

賬本的不可篡改

故事的第三部分,我們來講講,如何保證賬本的不可篡改。這同樣非常重要,剛剛討論的,是保證每次記錄進賬本的信息的準確性,而一個賬本要是安全、可信的,我們還要防止有人偷偷地涂改它。分布式記賬,當然是增加了一點安全性。比方說,過去,一個人要改賬本,只要偷偷撬開村長家的賬房,涂改一下就好了。現在采用分布式記賬,賬本存放在很多家,他就要挨家挨戶地去撬門、涂改,難度大大增加。

這看起來很有說服力,但你要注意,這并不是區塊鏈記賬主要的防篡改措施。其實,如果的確有一個很厲害的小毛賊,他能夠撬開所有的賬房,把所有的賬本都改了怎么辦?

區塊鏈有更高級的防篡改措施。“區塊鏈”這個名字,是兩個詞的組合:區塊和鏈。區塊,就是數據塊,用賬本類比就是賬本里一頁。鏈,就是用密碼學的方法把這些數據區串在一起,它的一個關鍵特征是,如果你要改較早之前的一頁賬本上的內容,你必須把后面每一頁都改了。這個把賬本的頁串在一起的方法叫“哈希指針”,你可以在《區塊鏈:技術驅動金融》第一章第二節中讀到對它的詳細技術講解。

用鏈村的故事說,假設現在有一百個賬房先生在記賬。有小毛賊想改一頁賬本,首先,他要到一百個賬房先生那里去修改。同時,這一頁后面已經多了100頁。因此第二,它要把這后面每一頁都改了。通過一個簡單的計算就可以看到,難度一下子增加了一萬倍:原來,改一次就好了,現在要改一萬次。你覺得這夠安全了吧?還有更厲害的安全措施。剛才我們討論誰可以記賬的時候說,每次要記賬的時候,大家要通過舉石頭來爭奪記賬權。我們假設說,賬房先生要比賽舉石頭,誰先在一分鐘內把一百斤的石頭舉完100下,才可以記賬。比特幣的區塊鏈的安全措施是這樣的,只要你想修改賬本的這一頁,你必須把石頭按要求再舉100下。難度一下子又增加很多倍,你看,再厲害的小毛賊也無法涂改賬本了。

我們這里打比方說的舉石頭,在區塊鏈的世界中,就是計算機的計算能力,有了這樣的設計,你就發現,即便你有最強大的超級計算機,你也很難攻破區塊鏈,去篡改其中的記錄了。

再深挖下去,區塊鏈還有更多的安全措施來保證賬本的不可篡改,但我想到這里,你已經能夠從原理上理解,區塊鏈這個分布式記賬是怎么安全的了。

比特幣的系統,它現在上面運行的比特幣高達1300億美元,一定有很多黑客想攻破它,把別人的比特幣涂改寫到自己的地址中去,但事實證明,在過去十一年,都沒有人能夠攻破它。在可見的未來,它都很難被攻破,它甚至永遠都無法被攻破。

小結一下。今天,我們用鏈村的故事來給你講解區塊鏈的原理。我們講了三點:

第一,?我們講了鏈村的記賬方法的演變,從集中式記賬到分布式記賬;

第二,?我們講了誰可以記賬,這里的做法主要是用來保證第一次記錄到賬本中的信息是正確的。

第三,?我們講了區塊鏈用什么機制,來保證賬本的不可篡改特性。

“鏈”村的故事到這里就結束了,怎么樣?是不是覺得意猶未盡?今年10月,中國宣布,要將區塊鏈作為技術創新突破口,發展區塊鏈產業,這使得,比特幣、區塊鏈不再是跟你沒關系,現在,每個人都需要學習這項新技術、它的應用場景、它的未來價值。

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