區(qū)塊鏈的核心技術分析

柏樂飛

摘?要：區(qū)塊鏈技術，不會存在任何中心機構(gòu)和中心服務器，所有交易發(fā)生在每個人電腦或者手機上安裝的客戶端應用程序中。實現(xiàn)點對點直接交互，節(jié)約資源，使交易更自主化、簡易化，又排除被中心，區(qū)塊鏈可以理解成一種公共記賬的技術方案，系統(tǒng)是完全開放并且透明的，賬簿對所有人公開，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。區(qū)塊鏈采取單向哈希算法，每個新產(chǎn)生的區(qū)塊嚴格按照時間線形順序推進，時間的不可逆性、不可撤銷導致任何試圖入侵篡改區(qū)塊鏈內(nèi)數(shù)據(jù)信息的行為易被追溯，導致被其他節(jié)點的排斥，造假成本極高，從而可以限制相關不法行為。

關鍵詞：智能合約;共識機制;密碼學原理;分布式賬本

中圖分類號：F23?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.17.040

1?區(qū)塊鏈的主要技術

1.1?智能合約

簡單說就是傳統(tǒng)合約數(shù)字化網(wǎng)絡化版本。它們不僅是區(qū)塊鏈上運行的計算機程序，還滿足在源代碼中寫入條件時自行的執(zhí)行。智能合約編寫一旦寫好就會被用戶信賴，合約條款就不會被改變，所以合約是不能更改的，并且任何人也不能修改。

1.2?共識機制

所謂的“共識機制”，就是一套方法論來讓參與者能形成共同認識。比如在線下生活中，美國通過投票來選總統(tǒng)，整個投票選舉的過程和方法論集合，就是一種共識機制，讓整體美國人對誰來當總統(tǒng)達成一個共識。而“共識機制”又會被稱為“共識算法”。

區(qū)塊鏈的共識機制有很多，但是沒有一種共識機制是完美無缺的，這也意味著沒有一種共識機制適合所有應用場景，各共識機制都有其優(yōu)缺點，有些共識機制也是為解決一些特定的問題而生，以下是幾個主要的共識機制說明。

1.3?密碼學原理

比特幣錢包中包括了一個私匙和一個公匙，簡單的來說私匙就像我們自己的銀行賬戶密碼，只有通過這個密碼才能打開我們的賬號去轉(zhuǎn)賬，而公匙就是我們的賬號，當我們把賬號發(fā)給別人對方才可以轉(zhuǎn)賬給我們。而私匙和公匙的單一轉(zhuǎn)換性確保了轉(zhuǎn)賬來源方的私密安全。什么叫單一轉(zhuǎn)換性？就是說只有私匙可以轉(zhuǎn)化為公匙，公匙不能反向轉(zhuǎn)化為私匙。私匙是一串隨機選擇的數(shù)字，通過橢圓曲線運算（elliptic curve multiplication），轉(zhuǎn)化成另一串數(shù)字，也就是公匙。接著，再通過一則單向性哈希密碼方程（one-way cryptographic hash function），得到比特幣地址。在這兩個運算當中，因為他們均非對應方程，也就是說輸入值（input）只會有一個對應的輸出值（output），但輸出值會有多個對應的輸入值，所以沒有人能通過公匙反方向追查私匙，確保了私匙的安全性。

1.4?分布式賬本

分布式賬本是一種在網(wǎng)絡成員之間共享、復制和同步的數(shù)據(jù)庫。分布式賬本記錄網(wǎng)絡參與者之間的交易，比如資產(chǎn)或數(shù)據(jù)的交換。

分布式賬本技術的一種實現(xiàn)是開源 Hyperledger Fabric 區(qū)塊鏈。

2?未來發(fā)展趨勢

區(qū)塊鏈將對未來大的經(jīng)濟社會產(chǎn)生巨大的影響，有望重塑人類互聯(lián)網(wǎng)活動形態(tài)。區(qū)塊鏈近期的發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面。

（1）鑒于公有鏈的安全性及交易量與日俱增對現(xiàn)網(wǎng)容量之間的平衡問題，未來區(qū)塊鏈的應用領域?qū)⒁月?lián)盟鏈、私有鏈或混合鏈為主。比特幣模式增加了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡的維護成本，對于低價值、低風險的交易來說并非完全適用?？紤]到效率及安全的提升，未來將是以聯(lián)盟鏈、私有鏈、或由聯(lián)盟鏈和私有鏈組成的混合鏈組成。

（2）多中心化。區(qū)塊鏈可以構(gòu)建可信任中心體系，把分散獨立的各自單中心，提升成多方介入的統(tǒng)一多中心，提高信任度、傳遞效率，減少交易成本。即在信息不對稱、不確定的環(huán)境下，建立滿足各種活動賴以發(fā)生、發(fā)展的“信任”生態(tài)體系。

（3）從金融創(chuàng)新帶動其他行業(yè)應用突破。

區(qū)塊鏈的應用領域?qū)⑾葟膶灰赘鞣接邢嗷ソ⑿湃蔚男枨螅植蝗菀捉⑿湃侮P系的領域切入，如金融、證券、保險等領域。隨著應用普及和社會認知度的提高，區(qū)塊鏈將逐漸向社會各領域滲透。比如區(qū)塊鏈已經(jīng)初步的應用于政治選舉、企業(yè)股東投票、博彩、預測市場等領域。

（4） 智能合約的社會化。

未來，任何契約型的約定都實現(xiàn)智能化，利用智能合約能夠保障所有約定的可靠執(zhí)行，避免篡改、抵賴和違約。除了將社會中的有形資產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字智能資產(chǎn)進行確權(quán)、授權(quán)和實時監(jiān)控外，區(qū)塊鏈還可應用于社會中的無形資產(chǎn)管理，如知識產(chǎn)權(quán)保護、域名管理、積分管理等領域。

3?展望

區(qū)塊鏈首先解決的是信任成本，從而使得交易成本能大幅降低。其次區(qū)塊鏈通過密碼學理論解決了互聯(lián)網(wǎng)的價值傳輸，卻不是傳統(tǒng)的信息復制。區(qū)塊鏈是一種工具，然而，它和大多數(shù)人描述的不同，它不僅是一個創(chuàng)造無政府主義或者絕對自由和平等的工具，還能夠去中心化的工具。不是使用了區(qū)塊鏈就會帶來絕對的去中心化，而是，在目前這種幾乎任何服務或者應用都必須通過中心化的方式提供的社會中，提供一種中心化的方式之外的，能夠提供某種程度上去中心化的服務的選擇。

研究咨詢公司 MarketsandMarkets 在專題調(diào)研報告1中預測，2016 年至 2021 年之間，全球區(qū)塊鏈市場應用和方案供應商的復合年均增長值將達到最高。這類供應商的業(yè)務包括支付、文件證明、交易和其它用于提高企業(yè)運作效率的方案。

從地區(qū)市場角度分析，2016 年北美區(qū)塊鏈市場所占份額最高。2016 年到 2021 年期間，亞太地區(qū)的復合年均增長率將實現(xiàn)最大化，澳大利亞和中國將優(yōu)先從區(qū)塊鏈技術的諸多潛力中獲益。

未來，區(qū)塊鏈技術主導下的娛樂和媒體行業(yè)發(fā)展速度將持續(xù)加快，醫(yī)療健康、物聯(lián)網(wǎng)、供應鏈等行業(yè)應用則緊隨其后，它獨有的特性使得應用范圍越來越廣。

4?總結(jié)

區(qū)塊鏈是一個由去中心化網(wǎng)絡中，基于公式算法而達成的不可篡改的賬本。通過加密數(shù)字簽名（Cryptographic Signing），并用“賬本”將記錄連在一起，就形成了一個鏈條，這就是區(qū)塊鏈和分布式賬本技術的不同。同時，基于區(qū)塊鏈的具體應用，大眾和用戶有機會就其結(jié)構(gòu)、運行等方面闡述自己的觀點，甚至施加影響。

基于blockchain有了更通用的應用平臺以太坊（Ethereum），不限于作為貨幣（CryptoCureency），要點就是信用點，程序作為contract，這就是AI政府的前身，天網(wǎng)的真正形態(tài)。

信用點可以用來控制權(quán)限，作為非貨幣獎勵獎勵懲罰各種行為，調(diào)控整個社會，比貨幣作用更廣泛，有更多區(qū)分層次。

用程序，smart contract來協(xié)調(diào)人的合作，條件公開，大家都服氣，減少官僚制度損耗，很多政府職能都能被這替代。

人們逐漸習慣之后，就是讓主機管理社會，最后成為天網(wǎng)了。管理社會，智能不是關鍵，制定規(guī)則，執(zhí)行規(guī)則是關鍵。

參考文獻

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