如何深度理解区块链

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理解区块链什么是区块链? 一、一个权力分散且完全自治的系统. 区块链本质上是一个基于P2P的价值传输协议,我们不能只看到了P…

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理解区块链

什么是区块链?
   一、一个权力分散且完全自治的系统。 区块链本质上是一个基于P2P的价值传输协议,我们不能只看到了P2P,而看不到价值传输。 同样的,也不能只看到了价值传输,而看不到区块链的底层技术。可以这么说,区块链更像是一门交叉学科,结合了P2P网络技术、非对称加密技术、宏观经济学、经济学博弈等等知识,构建的一个新领域——针对价值互联网的探索。 那什么是价值互联网 ? 价值互联网可以是当下如日中天的电子商务所衍生的支付业务。 但,真的只是支付领域吗? 很显然这是不够的,一级资本市场,实体资产确权与转移,证券登记交割、征信与反欺诈。我们再仔细想想,我们的各大电商平台的专业差评师,恶意刷单还少吗? 如今的金融领域,除了支付比较便利之外,在其他绝大部分的业务中,我们就像是被套着锁链走路一样,我们反复确认,反复审核,反复监督,我们反复构建一个又一个的大大小小的高可用集群,保证线上服务的可靠性与连续性,我们雇佣一个又一个的安全工程师,交付一个又一个的渗透测试项目。 为什么? 因为作弊的成本太低了,低到只要改数据库的一行记录就可以提取上百万的资金。 现在考虑第二种情况,采用什么样的算法(共识模型)能够提供一个可信任的环境,使: n  每个节点交换数据过程不被篡改;交换历史记录不可被篡改; n  每个节点的数据会同步到最新数据,且承认经过共识的最新数据; n  基于少数服从多数的原则,整体节点维护的数据本身客观反映了交换历史。 区块链本质上就是要解决以上第二种情况的一种技术方案,更确切的说应该叫分布式的冗余的链式总帐本方案。 包含一个分布式数据库 n  分布式数据库是区块链的物理载体,区块链是交易的逻辑载体,所有核心节点都应包含该条区块链数据的全副本 n  区块链按时间序列化区块,且区块链是整个网络交易数据的唯一主体 n  区块链只对添加有效,对其他操作无效 n  基于非对称加密的公私钥验证 n  记账节点要求拜占庭将军问题可解/避免 n  共识过程(consensus progress)是演化稳定的,即面对一定量的不同节点的矛盾数据不会崩溃。 n  共识过程能够解决double-spending问题 一个区块链至少分为三层,最底层是一些通用的基础模块,比如基础加密算法,网络通讯库,流处理,线程封装,消息封装与解码,系统时间等; 中间一层是区块链的核心模块,一般包含了区块链的主要逻辑,如P2P网络协议,共识模块,交易处理模块,交易池模块,简单合约或者智能合约模块,嵌入式数据库处理模块,钱包模块等等; 最上面一层,往往都是基于Json Standard RPC的交互模块,基于Json-RPC,我们还可以做出更好的UI界面,也可以是一个web-service。 如果区块链支持智能合约,可能还要分更多的层,比如增加BaaS层,区块链上的智能合约提供自治的服务,比如下面这张以太坊的架构图(来自Google,仅作参考):

这种分层更加关注的是区块链本身的分层,即业务上的视角,而不完全是技术的。

二、共识算法与分布式

  所谓区块链共识过程,在上文有所提及,是指如何将全网交易数据客观记录并且不可篡改的过程。

  目前"三巨头"分别使用不同的共识算法(Consensus Algorithm)。

  比特币使用工作量证明PoW(Proofof Work)。

  以太坊即将转换为权益证明PoS(Proofof Stake)。

  比特股使用授权权益证明DPoS(DelegatedProof of Stake)。

  以上这些算法我称之为“经济学”的算法,所谓经济学的算法,是指让作弊成本  可计算,且让作弊成本往往远大于作弊带来的收益,即作弊无利可图,通过这种思想构造一个用于节点之间博弈的算法,并使之趋向一个稳定的平衡。

  相对应的我们还有计算机领域的分布式一致性算法,例如Paxos、Raft,我也称之为传统分布式一致性算法。

  他们之间的最大区别是:系统在拜占庭将军(Byzantine GeneralsProblem)情景下的可靠性,即拜占庭容错(PBFT算法支持拜占庭容错)。

  然而无论是Paxos还是Raft算法,理论上都可能会进入无法表决通过的死循环(尽管这个概率其实是非常非常低的),但是他们都是满足safety的,只是放松了liveness的要求, PBFT也是这样。

  下面是一些传统分布式一致性算法和区块链共识过程的异同点。

  先来看相同点:

  • Append only

  • 强调序列化

  • 少数服从多数原则

  • 分离覆盖的问题:即长链覆盖短链区块,多节点覆盖少数节点日志

  • 这是不同点:

  • 传统分布式一致性算法大多不考虑拜占庭容错(Byzanetine Paxos除外),即假设所有节点只发生宕机、网络故障等非人为问题,并不考虑恶意节点篡改数据的问题;

  • 传统分布式一致性算法是面向日志(数据库)的,即更通用的情况,而区块链共识模型面向交易的,所以严格来说,传统分布式一致性算法应该处于区块链共识模型的下面一层。

考虑上面的不同点,结合公有链和联盟链的特征,我们有:

  • 联盟链:半封闭生态的价值网络,存在对等的不信任节点,如某某协会成员之间。

  • 公有链:开放生态的价值网络,这层主要是为行业链和私有链提供全球交易网络。

  • 由于联盟行业链其半封闭半开放特性,使用Delegated Proof of XXX 是可行的,可以考虑以传统一致性算法作为基础加入拜占庭容错/安全防护机制进行改进也是可以的。

  • 而针对公有链,PoW/Pos/DPos等“经济学”的算法可能是最优算法

技术上,以上不同的共识算法,我们很多新开发区块链都相应的支持一个特性:共识模块可插拔,以应对不同场景下的要求。

公有链提供可信可靠的价值传输网络,上面可以继续组建去中心化应用(DAPP)或者部署联盟链,甚至传统数据库都行,在上层搭建C端应用。

三、数字资产与价值流通网络

未来区块链发展的示意图:

ref: Metaverse元界白皮书-CN(概要)

“三巨头”中,比特币在“数字货币”处,比特股在“去中心化交易所”附近,以太坊在“去中心化组织”处。

而实际上,区块链和现实的接触点,还在图示位置。

所以区块链仍是一个正在成长的事物,结合图5,我们希望构建一个基础设施完善的价值传输网络,上层应用丰富的区块链生态,仍然需要付出巨大的努力。

下一步目标,是将资产数字化(类比资产证券化),例如我们可以将珍稀物品(艺术品/古董)数字化、知识产权数字化、票据基金等收益权数字化,将极大的提升市场运作效率,配备智能合约,甚至人工智能,可编程社会不再是梦想。

区块链技术在互联网身份认证方面如何应用?

在我们的设想中,首先什么是身份?

身份不单单是一个ID号,一个密码,而是一个使用者所有的操作记录集,这个记录集的代号才是身份。

正如账户丢失,然后申诉一样,申诉的内容才是真正定位到你这个人。区块链也一样,它需要一样ID,同样它也需要自动验证你历史记录的合法性。

目前互联网的身份认证是依赖公安系统的,最简单的方案就是把公安系统中的身份系统映射到区块链中。

另外一个方案也是用户自定义记录集,根据交易历史核对身份。当然再更远的未来,结合人工智能,区块链可能有更好的表现。

实时交割数据如果放到联盟链中,联盟链的数据是否要最终同步到公有链?按分享所说,联盟链的数据对公有链来说是不可信任的,联盟链和公有链中数据是什么关系?

不可能所有机构都愿意把资产放到公有链上的,一定会出现并存的现象。

理想的情况当然完全使用公有链搭建去中心化应用。

联盟链和公有链直接的数据是单纯的引用关系,我认为开放的关键数据集,如用户身份应该沉淀到公有链,让用户自己管理,而机构比较私有的关键数据,应该使用访问权限将它与公有链隔离,所以联盟链的数据和公有链的数据我认为是互补的。

也就是说,联盟链的数据是否要同步到公有链,这个要是视机构本身的需求而定。另外,公有链的外部数据引用,我们称之为data-feed,这个东西就要把人的因素引入了,比方说法务,律师,政府机构等等,作为一个仲裁者帮助引用数据,好坏可以让市场评价信用,正如对一个机构评级一样,如果这样就很透明开放了。

有一些很有趣的实体项目比如智能门锁,无人租车,这些都是线下项目,怎么做到互联互通呢?

首先区块链的项目都是跨平台的,也就是说嵌入式设备可以依托区块链的低信用成本的优势,自动记账,可以是联盟链的,也可以是直接基于某个公有链的DAPP,这些账本是共享的,这些数据在发生引用关系的时候,可以进入公有链通道,打通两者关系。

其次,任何具体的区块链项目,都是需要依托一个公有链进行的,正如现在很多落地项目都是基于“三巨头”,然而其实目前并没有一个让大家都特别满意的标准,让大家都服,所以我我们还要拭目以待。

深入了解区块链

今年以来,随着区块链概念被广泛关注,人们对区块链热潮的质疑声也不断增多。除了早期入局的行业大佬因为圈钱、割韭菜行为遭到“千夫所指”,区块链领域也暴露出不少问题。

首当其冲的是安全问题。过去一年中,全球多家数字货币交易所遭到黑客攻击,不少投资者数字货币资产被盗且难以追回;今年5月,EOS平台被发现高危漏洞,更是让很多人重新审视区块链的安全问题。

除了安全问题,数字货币交易所“中心化”、“集权”的现状也和区块链技术去中心化的初衷格格不入。数字货币交易所是区块链生态中极其重要的组成部分,但业内对它们的抱怨声越来越多。

今年7月,新华社就区块链的投资价值专门发文,文章称,在数字货币领域,一定程度存在泡沫、甚至集资欺诈现象。文章援引深圳市互联网金融协会秘书长曾光的观点称,区块链技术仅仅是对现有的信任机制能够起到一定程度的优化作用,其是否具有不可替代性仍有待观察。

业内观点认为,区块链技术发展需要经历3大阶段。首先是技术实验阶段,这一阶段区块链只被一些小众的极客群体关注,时间跨度从比特币诞生开始,持续到2012年左右;之后,区块链概念被主流人群了解,这一阶段从2012年持续到2017年;第三阶段才是产业真正落地的时期,此时区块链技术不断成熟,与更多应用相结合,开始创造价值,但可能需要比以往更长的时间周期。

火币资深分析师肖晓接受全天候科技访谈时称,目前区块链底层技术的一些瓶颈还没有解决,比如可拓展性方面,还没有达到能承载大规模商业应用的程度。因此,区块链应用场景大规模落地短期内还无法看到,除了分布式存储、身份认证等通用技术方案可行性较高,应用落地总体还处于很早期的阶段。

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