區(qū)塊鏈與機(jī)器信任

邱元陽(yáng)

新的事物新的概念層出不窮，以至于有些名詞已經(jīng)流行了，但還沒有確切的定義。區(qū)塊鏈（Blockchain）就是這樣。如果搜索“區(qū)塊鏈”，可以搜到很多區(qū)塊鏈的意義、前景、新聞等，卻不見明確的定義。百度百科中對(duì)區(qū)塊鏈的解釋也只是一種描述性的文字：區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。這里面的“共識(shí)機(jī)制”則是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間建立信任、獲取權(quán)益的數(shù)學(xué)算法。

普通大眾對(duì)區(qū)塊鏈的認(rèn)識(shí)則一般是來(lái)自于比特幣（Bitcoin）。我們見到最多的描述就是：“區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)”。數(shù)字貨幣為什么要采用區(qū)塊鏈技術(shù)，這其實(shí)就是為了解決網(wǎng)絡(luò)中的“信任”問(wèn)題。

我們先來(lái)看一個(gè)經(jīng)典的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信協(xié)議問(wèn)題——拜占庭將軍問(wèn)題：拜占庭是東羅馬帝國(guó)的首都，羅馬帝國(guó)國(guó)土遼闊，為了防御外敵入侵，每個(gè)軍隊(duì)都分隔很遠(yuǎn)，將軍之間只能靠信差傳遞消息。戰(zhàn)時(shí)拜占庭軍隊(duì)內(nèi)所有將軍必須達(dá)成共識(shí)，再?zèng)Q定是否進(jìn)攻。但在軍隊(duì)內(nèi)可能存在叛徒和間諜左右將軍們的決定。這時(shí)候，在已知有成員謀反的情況下，其余忠誠(chéng)的將軍在不受叛徒的影響下如何達(dá)成一致的協(xié)議？

拜占庭問(wèn)題最早由萊斯利·蘭伯特提出，其含義就是在存在消息丟失的不可靠信道上如何通過(guò)消息傳遞的方式達(dá)到一致性。如果將這個(gè)問(wèn)題量化和抽象為數(shù)學(xué)模型，是可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的解決算法的，從而解決共識(shí)和信任問(wèn)題。例如，引入一個(gè)困難的需要一定時(shí)間求解的工件量計(jì)算，限制網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)時(shí)刻中被提出的進(jìn)攻時(shí)刻數(shù)目，再將所有求解出的工件量證明逐一加入，形成一個(gè)越來(lái)越長(zhǎng)的鏈條，及記錄所有參與攻擊時(shí)刻哈希計(jì)算的將軍、計(jì)算的工作量證明、關(guān)于工作量證明的計(jì)算等的總目錄。這就是中本聰最初提出的區(qū)塊鏈的技術(shù)原理，并作為一種使數(shù)據(jù)庫(kù)安全而不需要行政機(jī)構(gòu)授信的解決方案首先被應(yīng)用于比特幣，成為比特幣的核心組成部分。但直到2016年，“區(qū)塊”和“鏈”才終于合并定格為一個(gè)詞：“區(qū)塊鏈”。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)非安全環(huán)境中的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，沒有中心服務(wù)器，也沒有中心節(jié)點(diǎn)，所以它是一個(gè)去中心化的系統(tǒng)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)依靠集體維護(hù)，全民參與記賬，系統(tǒng)會(huì)把一定時(shí)間段內(nèi)最快最好的記錄寫入賬本，分發(fā)給其他人進(jìn)行備份。這樣雖然效率低了，但是具有極大的安全性。由于每個(gè)區(qū)塊都包含一個(gè)時(shí)間戳和一個(gè)與前一區(qū)塊的鏈接，基于哈希函數(shù)和非對(duì)稱加密的設(shè)計(jì)使得數(shù)據(jù)不可篡改，記錄在一個(gè)區(qū)塊中的數(shù)據(jù)將不可逆，因此很難作弊?；诠ぷ髯C明機(jī)制的共識(shí)算法則用來(lái)與新增數(shù)據(jù)達(dá)成共識(shí)。但區(qū)塊鏈最重要的還是解決了中介信任問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了在沒有任何中介機(jī)構(gòu)參與的情況下，完成雙方可以互信的交易行為。這就使得基于互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器信任取代了基于行政機(jī)構(gòu)的人的信任。

區(qū)塊鏈的技術(shù)特點(diǎn)和激勵(lì)機(jī)制使它可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，但它沖擊最大的，還是金融領(lǐng)域。去中心化的機(jī)器信任機(jī)制對(duì)于金融脫媒有著巨大的誘惑和潛能，從這個(gè)角度看待區(qū)塊鏈，我們甚至要重新審視貨幣的價(jià)值。

“生于互聯(lián)網(wǎng)，死于區(qū)塊鏈?！钡高@句話不會(huì)成為某些互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的讖語(yǔ)。