可以让你秒懂区块链的一篇文章

  区块链技术是什么?网上能找到无数文章,359度无死角介绍解释论证研究包装区块链技术。唯一缺的1度是,似乎很少有人能看懂,至少史老湿身边的文科妹子没有一个能看懂。让老湿少了不少装大神表现的机会。所以史老湿在这里试着用最湿的语言解释一下区块链技术原理。以下所有胡言乱语的版权全部归史老湿所有,要是再看不懂,史老湿概不对读者的智商负责。

  区块链技术是啥玩意,我们先从整体的角度上给大家个参照对比,建立一个大概印象。然后在介绍内部的主要技术们,让大家知道区块链技术是大致如何运作的。

  从整体的角度上看,区块链技术是啥玩意?在这里,史老湿先要澄清一个概念。区块链技术虽然带有技术两个字,但是其实是一系列子技术按照既定的规则,组成的一个有机系统。打个不大恰当的比方一个区块链系统,像是一个只存在于网络上的机器人。只要物理上不断电、不破坏必要的硬件,这个网络机器人就能够像汽车制造产业链上的金属机器人一样(理论上)永续存在,并且忠实的执行特定的功能。更有趣的是,这个网络机器人具有自己的人格且忠诚到令人发指。它在初始启动时,会接受制造者赋予它的人格。等它正式开始运行后,它的自我人格会排斥包括制造者在内的所有人对它的运行规则的修改,默默的执行它来这个地球上命中注定的使命,直到另一个区块链系统被创造出来代替它。下文为了大家更好的理解,我们给这位网络机器人起名为阿区。

  

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  从一个企业的角度看,区块链技术就是一种革命性的账本技术。

  这位阿区是所有企业老板眼里的完美会计。它不领薪水,不会休假,只需要一点点的电和一些廉价的硬件设备;它不知疲倦且能力超强,除了像传统会计一样能把企业内部各部门所有资产账目记录的清清楚楚,还能顺便把所有员工的时间当成企业的资产一并记录,把ERP、OA、CRM的主要工作全做了;它极端忠诚且安全,不要说黑客了,连老板自己都不能干涉它信奉的规则;它的兼容性极佳,企业内部有新的部分,可以随时连接到阿区的碗里去;它综合使用成本极度低廉,相比于其他同样性能的软件系统,成本可以忽略不计。这样的好“员工”,打着灯笼也难找。

  

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  跳出企业,站在产业链的角度,上面所述的各种优点依然存在。阿区可以执行整条产业链各个企业之间的价值传递协议的作用。

  因为阿区安全可靠,所以各企业都愿意用它来交换资产和业务数据;因为它成本极度低廉,所以同时连接上万家企业也是小菜一碟;更有意思的是,阿区这厮除了极度忠诚外,还兼通人情世故,所有企业上传的资产和数据,需要保密的,它会坚决保密,其他人谁也别想套出来。

  综上所述,阿区(区块链系统)就是这么一个用现有的成熟技术堆砌出来的(网络)机器人,主要用于记录和维护存在于网络上的各种账本,比如资产、业务、数据等。

  阿区具有机械机器人所有的忠实可靠的一面,会无条件的执行既定的规则。比机械机器人跟进一步的是,阿区具有独立人格,会排斥后天的规则修改。这种修改可能来自于黑客,更可能来自于创造者、所有者和运营者。

  同时,阿区又有兼通人情世故的一面。它的很多特性天然的符合当下世界的商业伦理。它的很多初始化借口也可以让初始创造者可以根据各行各业的的需要,定制出完美的商业应用。

  那么接下来史老湿就带大家了解一下阿区的主要部件和运作机理。

  从私人财产诞生的那一刻起,人类便研究记账方式。结绳、借条、合约、第三方见证等,都是历代古人常用的记账方式。这些记账方式用于登记交易、便于清算和标示资产归属。但是这些记账方式,还没有发展成为账本系统,因为此时还不存在统一的账户这个概念。

  

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  正儿八经的账本技术,是从银行诞生的那一刻开始的。曾经辉煌的晋商票号将传统线下的账本技术发展到了极致。这时有了原始的账号概念,也产生了相对进步的加密技术、信用保证、内部风控等机制。

  进入到信息社会后,计算机和互联网彻底改变了账本技术。新的电子账本技术容量、性能、功能都已经远超了传统账本,但是也诞生的新的问题。且不说黑客带来的安全问题,和与计算机互联网一直伴生的暴力攻击的问题。银行这个中心 化组织正在从原来大家拍手欢迎的技术革新者演变成利用垄断截取暴力的恶霸。

  以上总总,既得利益者总希望能够在原有的体系上修修补补,继续维护中心化系统的暴利。而技术理想主义者,则在思考用手里的技术去颠覆这套看上去很稳定的系统。于是就诞生了区块链技术。

  “罗马不是一天建成的”----某个西方人说的

  “区块链不是一天之内发明的”----史老湿说的

  区块链系统中,所用到的各个子技术,都有一个逐渐完善的过程。

  非对称加密技术,20世纪中即开始研究,逐渐成熟,并产生了公认的sha64、sha256标准。用密码学的原理解决了传递信息的过程中被破解的风险。

  分布式账本和共识技术。在当年风靡男生电脑的BT下载上得到了验证和成熟,果然下片又快又好,还不会被封禁。间接捧红了苍井空、小泽玛利亚等一批网红前辈。

  

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  区块链技术作为一种革命性的技术,需要解决账本系统所要面临的所有问题。一套账本系统,可以大致分为账户系统、记账系统、数据库系统三个部分,下面就分段阐述。

  (备注:本文旨在科普,所以只讲大的原理。在原理框架下,每一种区块链系统都会提出自己的各种优化算法,本文坚决忽略不计)

  1. 账户系统

  在账户这一块,主要需要解决用户密码失窃和传递的交易信息被破解的问题。区块链系统在这一块用的技术和现有银行网银系统用的技术在原理上市类似的,都是基于sha256标准的非对称加密技术。

  非对称加密是相对于对称加密来说的。传统的对称加密中,加密和解密用的是共同的密码本。这样简单的密码本很容易被破解。另外,要在网络上传递信息,那必须在网络上某个地方存储这个密码本,用于计算机加密和解密。就增大了密码本黑窃取的风险。

  

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  在非对称加密中,每个用户有两本密码本,一本简单的,一本复杂的。简单的密码本标记身份ID,我给你传递消息的时候,会将消息和我的ID一起,用你的简单密码本加密。这个密文,只有用你的复杂密码本才能打开。而这个复杂密码本,并不需要存储于网络。这就安全多了。复杂的密码本,并不是必须放在网上,在银行里,大家网银的U盾就是一种复杂密码本。

  

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  非对称加密的算法现在很成熟了,完美的解决了在账户端这边得了两个问题。理论上,非对称加密只能用暴力攻击才能破解。

  2. 记账系统

  当客户端发起一笔交易后,需要由一个非客户端能控制的“管理员”来进行记账。

  记账中,需要确认客户端发起的交易是“可行的”。比如账户上的钱是否余额足够,是否有人伪造交易等。在银行系统中,银行的主服务器,就承担了这么一个角色。在这些功能方面,区块链技术有提出一些独特的改进,但本质上和银行的系统大同小异。

  区块链技术在记账方式上的创新,主要是在“去中心上”-----防止银行这个“管理员”被收买,甚至是管理员主观作恶。解决的方法,就是引入共识机制,可以用两张图来表达:

  这两张图表达的很简单也很明白了。总体的原理就是放宽记账者的准入条件,将原来由一个中心系统记账的方式,变成可以让很多节点共同记账。然后再引入类似投票表决的机制达成一致。比特币是让所有参与挖矿的算力都有记账的可能,井通是共识表决机制。

  在共识机制下,除非收买或者黑掉一半以上的常委,或者一半以上的常委有作恶的倾向,不系统还是会正确记账。系统被破解的概率大大增加。

  那么,区块链上的常委存在于哪里?有各种方式。比特币和以太坊系统都信仰全民公投。全民公投的意思是任何计算机,都可以加入系统成为一个常委。全民公投的好处是系统的节点超多,同时破解介乎没有可能。全民公投的缺点是,呵呵,让一个不识字且口吃的人当常委去决断国家大事,这个效率肯定出问题,毕竟他手里的那一票是神圣不可侵犯的。这次英国脱欧的公投,大家就免费看了一次大笑话。

  在共识机制上面,井通就采用了类似人民代表大会的制度。其背后的理念还是精英治国。不像现实世界中,有些人可以靠能力以外的关系、马屁等因素上位。计算机世界很单纯,上位的条件就是谁的性能好、安全系数高,贡献度高等硬指标。因此在互联网这个理想国中,精英治国的效率会比全民公投的效率高无数倍。

  3. 数据库系统

  数据库系统主要记录了所有账户中的资产和历史上发生的交易记录。如何防止账本数据库被黑?区块链上引入了分布式账本技术。分布式账本技术在另一个软件中,用的非常好。就是以前的BT下载。下起片子来,真是又快又好。分布式账本的大致原理是这样的。传统的下载呢,就是我的PC机和网站服务器之间的链接。如果网站服务器上的片源给改了,那我下的东西就不对了。BT第一次引入了P2P下载的技术,让所有下载方都可以上传。只要我的电脑上有片源,也可以成为别人下载的服务器。这样我下片的时候,可能会从几百个节点同时下。关键是这几百个节点还会时不时的对下账。黑客要从源头篡改片源,至少要换掉一半以上。成本极高。

  4. 防暴力破解---“区块”+“链”

  区块链系统的基层数据传递基于的是密码学算法,其安全性由数学来保证;区块链的上层依据共识机制运转,防止了独裁者被黑或者主观作恶,依靠的是系统的冗余度来指数级提高黑客的攻击成本。但是,无论是从数学还是系统冗余度的角度看,还是存在暴力攻击的可能。

  什么是暴力攻击?非对称加密,也是有密码的。我把所有可能的密码全部试一遍不就成了?

  区块链技术中防暴力破解的关键,在于“区块”+“链”。

  区块链平台每隔一段时间都会将这段时间发生的交易打包成一个区块,这就是“区块”这个概念的来源。所有的区块会按照发生时间,堆成类似汉诺塔这样的堆栈。上面的区块里面包含下面所有区块数据的“烙印”。算法造成的实际效果,就是要更改某一个历史的区块,必须将该区块上面的区块全部更改,不然上面区块里面的“烙印”就不对了。

  注意,这类更改行为,必须在下一个新区块下来之前完成,不然还得把新区块里的“烙印”也换了。比特币是10分钟,井通是5秒钟。以目前全世界的算力情况,近乎于不可能。我们承认,将全世界的算力都用来暴力破解井通的话,可能在200多年后破解掉其中一个区块。问题是5秒……

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