一文看懂什么是區塊鏈_以太坊

隨著國家政策的利好，區塊鏈再次獲得了廣泛的關注。由于近期“圈外”朋友經常問我些基礎問題，我整理了這篇文章，主要介紹三件事：什么是區塊鏈？區塊鏈和數字貨幣經歷了怎樣的歷史發展？區塊鏈目前有哪些應用場景，和普通人有什么關系？到底什么是區塊鏈？

讓我們先從一些基礎概念開始。根據百度，區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的新型應用模式。它本質上是一個去中心化的數據庫，同時作為比特幣的底層技術，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊。我們嘗試把“什么是區塊鏈”翻譯成“人話”。定義中提到了區塊鏈的本質——“去中心化的數據庫”。這就和傳統的“中心化數據庫”，在存儲、更新、操作上有了很大的不同。中心化的數據庫可以被想象成是這種形狀：

比如，當我要想用支付寶向淘寶賣家付款，從我打錢到他收款的全部數據請求會由支付寶集中處理。這種數據結構的好處是，只需支付寶一家負責系統的高效、安全運行，其他人無條件相信它就好，不用操心；壞處是，萬一支付寶出了問題，比如被黑客攻擊、服務器被火燒沒了、出現內鬼了、公司跑路了，我們在支付寶里的余額明細等信息就都亂套了。那就有人覺得，這種小概率事件是不是可以用什么技術手段規避下單一性風險，把數據不只交給某一家中心化機構。比如說，每個人都可以存儲和處理數據。那數據庫結構可能長這樣的形狀：

這張圖是“分布式數據庫”的結構示意圖，每個點都是一個服務器，都有平等的權利記錄和運算數據，信息點對點地傳播。乍一看，確實是能抵御某一個節點崩潰產生的風險，但是直覺上也很混亂低效，我的信息到底誰處理，結果又是誰說了算？這時，區塊鏈定義中的“共識機制”要發揮作用了。共識機制主要“規定”了這么幾件事：當接收到數據請求時，誰來處理；誰來驗證結果；怎么防止處理員和檢查者串通作惡等。當一項“規定”被琢磨出來后，可能有人喜歡有人質疑。為了形成更強大的共識，除了把規則編寫得更合理，還要更誘人，讓人們有興趣和動機參與到處理數據這項工作中。這就涉及到了公鏈的激勵機制。等我們后面講到區塊鏈分類和數字貨幣的作用時，再來展開。當我們把一項事務交給一套分布式網絡時，還有一道“心理門檻”：這么多節點能處理信息，我又一個都不認識，他們都有我的數據，我憑什么放心交給他們？這時，加密算法登場。在區塊鏈網絡中，我們發出的數據請求，會根據密碼學原理被加密成為一串接受者完全看不懂的字符。這種加密方式的背后是哈希算法在支持。哈希算法可以把任意類型的數據，快速變成哈希值。這種變化是單向不可逆推、確定又隨機、防碰撞的。也正因這些特性，處理我數據請求的人能幫我記錄信息，卻不知道我是誰，我具體在做啥。聊到這里，去中心化網絡的運作原理就介紹得差不多了。但我們好像漏了一個細節，前面的示意圖像一張網，區塊和鏈在哪？我們為什么要叫它區塊鏈？要想搞懂這件事，需要先掃清幾個知識點：前面的圖片實際是“宏觀”的數據庫的視角，展示了區塊鏈系統處理信息的基本規則和流程。而具體到“微觀”的數據日志的層面，我們會發現，賬本被打包壓縮存儲到了一個個區塊中，并按時間順序串起來，形成了“鏈式結構”，likethis：

第111次以太坊核心開發者共識會議：計劃在未來幾周將EIP-7044等提案合并到Deneb規范中:6月19日消息，Galaxy研究副總裁Christine Kim發文總結第111次以太坊核心開發者共識會議，共識層團隊討論了Deneb升級的最終范圍，驗證者證明與聚合期限的潛在變化，以及將最大有效驗證人余額從32枚ETH增加到2048枚ETH的建議。首先，開發者討論了在Deneb中包含哪些以CL為中心的EIP，Teku開發者Mikhail Kalinin圍繞EIP-6988進行更新，該提案提出了一個代碼更改，以防止強行從網絡中彈出的slashed驗證器被協議選為區塊提議者。開發者還討論了EIP-7044、EIP-7045與EIP-4788三個提案。其中，EIP-7044提出一個代碼更改以改善質押者體驗，確保簽名的驗證器退出永久有效。EIP-7045提出代碼更改以加強網絡的安全性，擴大證明槽的包含范圍。EIP-4788提出一個代碼更改，以改善質押者體驗，它將公開信標鏈區塊的根，其中包含EVM內部鏈狀態信息，供DApp開發者的信任最小化訪問。以太坊基金會研究員AlexStokes表示，計劃在未來幾周內將上述三個EIP合并到Deneb規范中，并鼓勵CL客戶端團隊盡快對其進行審查。

同時，CL客戶端團隊已同意在下一個EIP-4844測試網Devnet6上測試增加的blob數量，并在兩周內就此事做出最終決定。與圍繞最大blob計數的討論相關，Nimbus開發者arnetheduck提出了在上海升級后主網上增加區塊重組的問題。arnetheduck提議考慮更改4秒的最后期限，以聚合驗證者證明并通過網絡發送它們，并決定進一步予以調查。以太坊基金會研究員MichaelNeuder提出取消32枚ETH質押上限，以幫助減少活躍驗證者集的增長。開發者討論了這一變化的潛在缺陷，以及將該提案與智能合約啟動的部分和全部提款直接從EL中啟動的可能性。開發者同意繼續討論在ETH Magicians和Discord上異步更改以太坊驗證器有效余額的實施細節。此外，以太坊核心開發者就Holesky測試網啟動進行了第一次協調電話會議，Holesky預計將在年底前取代現有的Goerli測試網。[2023/6/19 21:46:42]

圖里的每一環可以被看作是一個區塊，很多環節扣在一起就形成了區塊鏈。區塊里存儲的是數據，和普通存儲數據的不同之處在于：在區塊鏈上，后一個區塊里的數據是包含前一個區塊里的數據的。要想學術地解釋區塊中每部分數據的字段有點晦澀，我們試著用一本書來比喻什么是區塊鏈數據結構。我們平時看書，看完第一頁，接著讀第二頁、第三頁……書脊是固定住每頁順序不亂的物理存在，即使書散架了，標有頁碼的每張紙，也可以被確定前后順序。在區塊鏈里面呢，每個區塊都被標注上了頁碼，并且第二頁的內容是包含第一頁的內容的，第三頁的內容包含第一頁和第二頁的內容......第十頁包含了前九頁的內容。這就是說，如果我關注整本書的內容，找到最后一頁看懂就足夠了。就是這樣一個層層嵌套的鏈條，就可以追溯到最本源的數據了。這就順便得出了區塊鏈的一個重要屬性：可追溯性。當區塊鏈中的數據要做更新，即按順序生成出新的區塊時，“共識算法”再次發揮作用。這個算法規定，獲得全網51%以上節點的認可才能構成新的區塊，說白了就是投票，超過半數人同意就可以生成。這就使得區塊鏈上的數據很難被篡改。如果我想強加修改，需要賄賂的人太多了，成本高到不值得。這就是人們常說的區塊鏈的“不可篡改”特性。區塊鏈另一個讓人產生信任感的原因，是有“智能合約”。智能合約，是由計算機程序定義并自動執行的承諾協議，就是用代碼執行的一套交易準則，類似于現在的信用卡自動還款功能，開啟這個功能，你自己什么都不用管，到期銀行會自動扣除你欠的錢。當你的朋友向你借錢，但想不起來還、或者找借口不還時，智能合約就可以防止賴賬。一旦觸發合約中的條款，比如到還錢的時間，或者他的賬戶上有進賬，代碼就會自動執行，不管他愿不愿意，欠你的錢都自動轉回來。讓我們稍作總結，區塊鏈這項技術主打的是去中心化、不易篡改、可追溯，代表了更安全和去信任。但也對應帶來了新的問題：冗余，低效，需要很多節點認同規則并積極參與。區塊鏈和數字貨幣經歷了怎樣的歷史發展？

OpenAI：愿與意大利監管機構合作加強用戶數據保護和使用:金色財經報道，OpenAI在與意大利監管機構的會議中，承諾提高個人數據使用的透明度。OpenAI表示，相信公司符合個人數據保護法律，但也愿意與該機構進行合作。除了加強個人數據使用的透明度，OpenAI還將增強數據主體權利行使機制以及對兒童的保護措施。[2023/4/6 13:48:32]

“干燥”的部分就此告一段落。接下來，我們來聊一聊區塊鏈的正史野史。一項新的技術，往往是為了服務某項任務或目標而生。那么區塊鏈最初是被用在哪里，又是誰先想出來的呢？讓我們把時間拉回2008年。9月21日，華爾街投行接連倒下，美聯儲宣布：把僅存的兩家投資銀行改為商業銀行；希望可以靠吸儲渡過金融危機。10月3日，布什政府簽署了7000億美元的金融救市方案。28天之后，也就是2008年的11月1日，一個密碼學郵件組里出現了一個新帖子：“我正在開發一種新的電子貨幣系統，采用完全點對點的形式，而且無需第三方信托機構。”帖子的正文是一篇名為《Bitcoin:APeer-to-PeerElectronicCashSystem》的論文，署名SatoshiNakamoto。論文以較為嚴謹的邏輯闡述了這套點對點電子現金系統的設計，先是討論了金融機構受制于“trustbased”的問題，再一步步說明如何實現“無需第三方機構”，并精巧地解決掉前人遺留下來的技術問題。兩個月后，中本聰發布了開源的第一版比特幣客戶端，并首次挖出50個比特幣。產生第一批比特幣的區塊被稱為“Genesisblock”，創始區塊被編譯為0區塊，沒有上鏈。中本聰用了6天時間挖出這個塊。這也在bitcointalk論壇中引發討論，比特幣的“信徒”們聯想到了圣經中，“神用六天創造天地萬物，便在第七日歇工安息了”。雖然論文中并未出現decentralized、token、economy等概念，但中本聰詳細解釋了區塊和鏈在網絡中的工作原理。于是，便有了區塊鏈。這篇論文，后來成為了“比特神教”的“圣經”，技術成為信仰的基石，開發者文檔成了“漢謨拉比法典”。之后，比特幣通過交換披薩實現首次現實場景的支付、被美國政府封鎖賬戶的維基解密依靠比特幣奇跡般地生還、中本聰的“放權”與退隱、真真假假的現身和辟謠等等一系列傳說，融合了后人的期許、想象和投機，成為了“圣經故事”。也有人并不滿意“舊約”中描繪的世界，另起教派，將教義寫入白皮書，在比特幣之后的十年中，講述著他們的信仰故事。就像66卷圣經的寫作跨越了1500年，又經過2000年的解讀，基督教分化出33000個枝丫。CoinMarketCap顯示，數字貨幣種類已超過4900種，數字貨幣整體市場規模近1.4億元。比特幣仍以66%的市占率領跑整個數字貨幣市場，近期價格在7200美元/枚附近徘徊。這么多的幣種有著不盡相同的功用，又被分成不同的類別：以比特幣為代表的數字貨幣定位在“數字黃金”，有一定的儲值、避險特性；以以太坊為代表的數字貨幣，成為了其網絡系統中的“運行燃料”；以USDT、Libra為代表的穩定幣，因其低波動，有著良好的支付性；以DCEP為代表的央行發行數字貨幣，一定程度上取代M0，讓商業機構和普通百姓們在沒現金又斷網的時候，也不耽誤收付款。可見，區塊鏈技術發展10年，最初和最“大”的應用就是數字貨幣。數字貨幣也成為了參與者們維護公鏈的誘人獎勵。那么在數字貨幣之外，區塊鏈技術還可以被用在哪里呢？區塊鏈目前有哪些應用場景，和普通人有什么關系？

FTX現任CEO：FTX在SBF統治期間未對錢包的私鑰進行加密:金色財經報道，FTX現任首席執行官John Ray在向美國眾議院金融服務委員會準備的證詞中表示，FTX之前在SBF統治期間沒有對加密錢包的私鑰進行加密，導致“數億美元”容易受到盜竊或其他惡意活動的攻擊。并且他表示自己已采取措施保護價值超過10億美元的數字資產。

非托管錢包提供商Casa的首席執行官Nick Neuman稱，“FTX存儲未加密的私鑰將允許任何具有內部系統訪問權限的員工，或任何能夠獲得系統訪問權限的外部參與者，都可以輕而易舉的移動或竊取客戶資金。”

根據安全公司Halborn和PeckShield的估計，在11月，屬于FTX的交易錢包似乎被黑客入侵，估計損失價值3至4億美元。[2022/12/14 21:43:24]

讓我們再回憶下什么是區塊鏈的本質——去中心化的數據庫，和相應的一些特點：可追溯、公開、匿名、防篡改。那么理論上，傳統的、用得到中心化數據庫的場景，都可以試著用區塊鏈來改造下，看看是否合適。下面，我們來聊幾個成功落地了區塊鏈的行業和場景：區塊鏈可以通過哈希時間戳證明某個文件或者數字內容在特定時間的存在，為司法鑒證、身份證明、產權保護、防偽溯源等提供了完美解決方案在知識產權領域，通過區塊鏈技術的數字簽名和鏈上存證可以對文字、圖片、音頻視頻等進行確權，通過智能合約創建執行交易，讓創作者重掌定價權，實時保全數據形成證據鏈，同時覆蓋確權、交易和維權三大場景。在防偽溯源領域，通過供應鏈跟蹤區塊鏈技術可以被廣泛應用于食品醫藥、農產品、酒類、奢侈品等各領域。舉兩個例子。去年7月，百度發布了百度圖騰，一條基于百度超級鏈的“內容版權鏈”，為圖騰聯盟伙伴提供登記存證、分發交易、維權取證等服務。存在百度分布式存儲系統里的區塊鏈版權登記證書，就像“看不見”的水印，可以一定程度減少“盜圖”現象，讓創作者更樂于分享。今年6月，沃爾瑪與技術合作方唯鏈共同推出區塊鏈可追溯平臺。消費者可通過掃描商品上的二維碼，查看商品供應源和沃爾瑪接收商品的地理位置、物流運輸時間、產品檢測報告、商品及供應商詳細介紹等鏈上信息，買得更放心。

數據：過去24小時全網爆倉1.5億美元:金色財經消息，據Coinglass數據顯示，過去24小時全網爆倉1.5億美元，其中以太坊爆倉5362.70萬美元，占全網爆倉總額的35%。比特幣爆倉3182.30萬美元。[2022/7/24 2:33:37]

區塊鏈可以讓政務數據跑起來，大大精簡辦事流程區塊鏈的分布式技術可以讓政府部門集中到一個鏈上，所有辦事流程交付智能合約，辦事人只要在一個部門通過身份認證以及電子簽章，智能合約就可以自動處理并流轉，順序完成后續所有審批和簽章。區塊鏈發票是國內區塊鏈技術最早落地的應用。稅務部門推出區塊鏈電子發票“稅鏈”平臺，稅務部門、開票方、受票方通過獨一無二的數字身份加入“稅鏈”網絡，真正實現“交易即開票”“開票即報銷”——秒級開票、分鐘級報銷入賬，大幅降低了稅收征管成本，有效解決數據篡改、一票多報、偷稅漏稅等問題。扶貧是區塊鏈技術的另一個落地應用。利用區塊鏈技術的公開透明、可溯源、不可篡改等特性，實現扶貧資金的透明使用、精準投放和高效管理。也舉兩個例子。由部第三研究所指導的eID網絡身份運營機構正與公易聯共同研發“數字身份鏈”，以公民身份號碼為根，基于密碼學算法簽發給中國公民。投入運行以來，eID數字身份體系已服務1億張eID的全生命周期管理，有效緩解了個人身份信息被冒用濫用和隱私泄露的問題。

Odaily星球日報整理的在網信辦備案的5個身份鏈項目今年8月，國家稅務總局深圳市稅務局、騰訊公司公布一年成績單：區塊鏈電子發票已累計開出600萬張，金額達40億元，接入企業超過5300家，覆蓋超過110個明細行業。其中的區塊鏈技術在低成本的前提下，實現了電子發票的不可作偽、按需開票、全程監控、數據可詢。區塊鏈技術天然具有金融屬性支付結算方面，在區塊鏈分布式賬本體系下，市場多個參與者共同維護并實時同步一份“總賬”，短短幾分鐘內就可以完成現在兩三天才能完成的支付、清算、結算任務，降低了跨行跨境交易的復雜性和成本。同時，區塊鏈的底層加密技術保證了參與者無法篡改賬本，確保交易記錄透明安全，監管部門方便地追蹤鏈上交易，快速定位高風險資金流向。證券發行交易方面，傳統股票發行流程長、成本高、環節復雜，區塊鏈技術能夠弱化承銷機構作用，幫助各方建立快速準確的信息交互共享通道，發行人通過智能合約自行辦理發行，監管部門統一審查核對，投資者也可以繞過中介機構進行直接操作。數字票據和供應鏈金融方面，區塊鏈技術可以有效解決中小企業融資難問題。目前的供應鏈金融很難惠及產業鏈上游的中小企業，因為他們跟核心企業往往沒有直接貿易往來，金融機構難以評估其信用資質。基于區塊鏈技術，我們可以建立一種聯盟鏈網絡，涵蓋核心企業、上下游供應商、金融機構等，核心企業發放應收賬款憑證給其供應商，票據數字化上鏈后可在供應商之間流轉，每一級供應商可憑數字票據證明實現對應額度的融資。

調查：超過70%的薩爾瓦多人認為比特幣法并未改善他們的個人財務狀況:金色財經報道，根據最近的一項調查，大多數薩爾瓦多人仍然認為比特幣在他們的國家作為法定貨幣以及比特幣法帶來的所有變化并不有益。當被問及批準在該國使用比特幣作為法定貨幣的比特幣法給薩爾瓦多人熟悉的經濟帶來了哪些好處時，在接受調查的1,272名公民中，71.1%的人回答說它根本沒有給他們帶來任何好處。12.8%的人認為這項措施幾乎沒有給他們的經濟狀況帶來什么好處，而8.9%的人認為比特幣法至少給他們的個人財務帶來了一些好處。只有6.1%的人回答說比特幣給他們帶來了很多好處。（news.bitcoin）[2022/6/7 4:07:19]

舉個例子。由工行、郵儲銀行、11家央企等聯合發起的中企云鏈，自2017年成立至今，已覆蓋4.8萬企業，鏈上確權金額達到1000億元，保理融資570億元，累計交易達3000億元。金融機構收到貸款申請后，可在鏈上驗證合同的真實性、合同有無多次驗證；智能合約自動清結算，降本增效；同時，核心企業的應付賬款可擁有對應憑證，并由一級供應商進行拆分，交至同在鏈上的二、三……級供應商，助其融資；而核心企業也可借此了解全鏈條的運轉是否正常，免除緊急兌付壓力。區塊鏈技術將大大優化現有的大數據應用，在數據流通和共享上發揮巨大作用前面提到的是我們相對熟悉的領域。隨著更多新技術的發展，區塊鏈或許都可以與之結合，在意想不到的交叉領域和現在還無法預料的新場景下發揮作用。未來互聯網、人工智能、物聯網都將產生海量數據，現有中心化數據存儲(計算模式)將面臨巨大挑戰，基于區塊鏈技術的邊緣存儲(計算)有望成為未來解決方案。再者，區塊鏈對數據的不可篡改和可追溯機制保證了數據的真實性和高質量，這成為大數據、深度學習、人工智能等一切數據應用的基礎。最后，區塊鏈可以在保護數據隱私的前提下實現多方協作的數據計算，有望解決“數據壟斷”和“數據孤島”問題，實現數據流通價值。針對當前的區塊鏈發展階段，為了滿足一般商業用戶區塊鏈開發和應用需求，眾多傳統云服務商開始部署自己的BaaS(“區塊鏈即服務”)解決方案。區塊鏈與云計算的結合將有效降低企業區塊鏈部署成本，推動區塊鏈應用場景落地。未來區塊鏈技術還會在慈善公益、保險、能源、物流、物聯網等諸多領域發揮重要作用。

在這場從傳統技術到區塊鏈的試驗過程中，我們發現，當某些場景對可追溯、防篡改、去中心的需求更強，又對區塊鏈的弱項，要求并不高，這樣的領域就蠻適合結合區塊鏈。同時，區塊鏈在演進的過程中，也從人人皆可訪問、高度去中心化的公有鏈，發展出了設有不同權限、由多個中心維護的聯盟鏈，一定程度上平衡了兩種體系的優缺點。聯盟鏈的典型案例有：微眾銀行牽頭金鏈盟開源工作組共同研發的FISCOBCOS、IBM主要貢獻的Fabric、以及螞蟻區塊鏈主導的螞蟻聯盟鏈等等。這些去信任的系統代表了更安全的數據認證和存儲機制，其中的數據是被有效認證的和被保護的。企業或個人可以以數字方式交換或簽訂合同，其中這些合同嵌入在代碼中，并存儲在透明的、共享的數據庫中，在這些數據庫中，它們不會被刪除、篡改和修訂。大膽預測，未來世界的合同、審核、任務、支付都將被具有唯一性和安全性的簽名數字化，數字簽名將被永久地識別、認證、法律化和存儲，并且無法篡改。不需要中介方來為自己的每一筆交易做擔保了，在不了解對方基本信息的情況下就可以進行交易。在提高信息安全性的同時，有效降低交易成本，提高交易效率。總的來講，相比于兩年前，區塊鏈的落地已有不少進展。有不少改進是在系統底層，用戶沒法直接看出用了區塊鏈，實已受惠于它；也有部分應用仍處試點，用戶還未能體驗。未來，區塊鏈有望得到大規模應用，成為互聯網基礎設施之一。希望看到這里的你，已經大致了解了什么是區塊鏈，以及區塊鏈能做什么。我是Odaily星球日報編輯郝方舟，可加nooxika交流，煩請備注公司+姓名+事由。

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