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掌握這15個概念,相信可以幫助你了解區塊鏈是什麼、它的運作原理以及相關特徵等信息。

世界上唯一不變的就是變化的存在。

時代的發展變化在互聯網革命后變得更加迅猛——人工智慧剛剛熱了幾年,虛擬現實、大數據和金融科技等一波波新技術概念不斷湧現,讓我們眼花繚亂。

在不斷鼓噪的創新顛覆中,莫名的焦慮感籠罩著所有人,我們都害怕被時代拋下。尤其是作為產品經理的我們,時刻保持對新事物的好奇心是優秀產品經理的一項重要標籤。

所以本文將嘗試帶領大家共同學習區塊鏈產品必學的幾項重要的基礎概念。要始終銘記的是,投資不一定能增值,但知識必能讓我們升值。

一、什麼是區塊鏈?

事實上,區塊鏈是多種計算機技術的新型應用模式。簡單來說,它本質上是一個去中心化的分散式資料庫。區塊鏈與人工智慧、大數據並稱為金融科技的三大巨頭。

區塊鏈通過讓散落在網路中的每一個節點(你我皆可為節點)以某一確定的共識共同參與資料庫的管理,實現數據信息的去中心化分散式存儲。在不需要各節點互相信任的情況下,區塊鏈可以保證系統內數據記錄的完整性和安全性。相比於過去的中心化世界,區塊鏈率先攻破的便是他們的不透明性,杜絕暗箱操作。

「區塊」指的是數據塊,每一個數據塊中包含了一批次網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性和生成下一個區塊。區塊鏈就是由這一個個區塊根據時間順序連接起來的一根鏈條,就像成語接龍一樣,相鄰的成語之間必然存在某種聯繫才能形成成語鏈條。

可以把區塊鏈想象成一份公開的「流水賬」賬本,每個節點都有同一個賬本,大家共同參與記賬,有交易發生時需將交易細節廣播出來,保持各節點賬本數據的同步更新。如果說區塊鏈是一個賬本,那麼每一個「區塊」就是賬本里的每一頁紙。

區塊鏈技術的主要特性:去中心化,不可篡改,可信體系,數據共享,可擴展性以及匿名性。

二、什麼是去中心化?

去中心化的概念很早以前就已經存在,他的含義是指去掉中心媒介實現人與人之間直接交流溝通的一種方式。在去中心化系統里,任何人都是一個節點,沒有任何中心,任何人都可以成為一個中心,每一個節點都處於絕對平等的地位。

人類對去中心化的嚮往和訴求始終在不懈努力著。從更早期的時候來看,民主主義制度的誕生和發展就是人們爭取去中心化政權的象徵。再到現代互聯網來看,UGC產品例如微博,所有的內容和信息不是某一個中心散發出來的,而是由全體的網民共同創造出來的,我們每一個體都是一個獨立的創造的節點。

三、什麼是分散式?

分散式是指由多個分散在不同地域的網路資源組成,用於實現數據和資源共享的系統。

迅雷早期做的P2P下載,實質上就是一種硬碟的共享,把每個人電腦上的一部分硬碟拿來存儲電影文件,需要時再彼此共享。

分散式計算則是一種CPU資源的共享,當需要大量計算工作時再分攤給一個個普通計算機,大家共同參與並最終得到計算結果,極大地提升了計算速度和資源利用。

分散式賬本的概念便隨之自然可以推導得出,每個節點都有一份實時同步的賬本資料庫,節點共同參與記賬,維護賬本的準確性。

四、什麼是點對點傳輸?

區塊鏈技術是基於P2P網路而建立的,P2P就是點對點的意思,因此P2P網路,我們也稱之為點對點傳輸網路。

所謂點對點傳輸也就是存儲-轉發-傳輸。它是以點對點的連接方式,把各個計算機連接起來,這種點對點傳輸的網路結構形式通常為遠程網路和大城市網路所採用,網路的拓撲結構有星形、環形、樹形和網狀形等。

純點對點P2P網路沒有客戶端或伺服器的概念,只有平等的同級節點,同時對網路上的其它節點充當客戶端和伺服器。

五、什麼是比特幣?

2008年11月1日,中本聰在一個討論信息加密的郵件組中發表了一篇文章「比特幣:一種點對點的電子現金系統」,比特幣的概念由此被正式提出。比特幣是一種P2P形式的虛擬加密數字貨幣,點對點的傳輸意味著一個去中心化的支付系統。

除了具備與互聯網相同的去中心化、全球化、匿名性等特徵,比特幣還彌補了互聯網難以實現的缺憾——價值轉移。

比特幣作為區塊鏈技術的第一個落地應用,使用整個P2P網路中眾多節點構成的分散式資料庫來確認並記錄所有的交易行為,並使用密碼學的設計來確保貨幣流通各個環節安全性。

如此一來,人們向全世界任何一端發送比特幣就如同發送電子郵件一樣簡單快捷,同時還能做到成本的最小化。比特幣也因此被應用於跨境支付和全球貿易等國際領域,甚至如今在很多國家,它已經可以直接購買現實生活中的物品了。

與其他虛擬貨幣最大的不同是,比特幣總量恆定,恆為2100萬。在中本聰的設計里,每個區塊初始發行50個比特幣,每21萬個區塊后,每個區塊的比特幣產量減半。而比特幣每十分鐘產生一個區塊,大約四年時間可以產生21萬個區塊。因此約在2045年,99.99%的比特幣將會發行完畢,到2140年,比特幣將無法再進行細分。

比特幣的獨創性和稀缺性吸引了大批投資者。2017年12月17日,比特幣達到歷史最高價19850美元。

六、什麼是挖礦?

比特幣網路是通過「挖礦」來生成新的比特幣的。

所謂「挖礦」實質上是用計算機解決一項複雜的數學問題(比特幣網路會自動調整數學問題的難度),來保證比特幣網路分散式記賬系統的一致性。網路上的每一個節點都可以成為礦工參與挖礦,每十分鐘全網礦工共同計算一道複雜的數學題,誰先計算得出正確答案,比特幣網路就會新生成一定量的比特幣作為區塊獎勵贈予他。

礦工還需將正確答案廣播至全網,便於節點同步賬本的數據。

2009年1月3日,中本聰通過計算機系統挖出了第一個比特幣,作為區塊挖礦獎勵,他獲得了網路新生成的50個比特幣,標誌著比特幣創世區塊的正式誕生。

七、算力/礦機/礦池

算力,也可稱為哈希率,是比特幣網路處理能力的度量單位,即為計算機CPU計算哈希函數輸出的速度。

在通過「挖礦」得到比特幣的過程中,我們的核心任務便是找到其相應的解,而對於任何一個六十四位的哈希值,求解都沒有固定演算法,只能靠計算機隨機的哈希碰撞,而一個挖礦機每秒鐘能做多少次哈希碰撞,就是其「算力」的代表,單位為hash/s。算力值的大小反映了計算機挖礦的速率大小。

礦機,是專門用於挖取比特幣的計算機,這類計算機與普通電腦不同的是會配置上專業的挖礦晶元,多採用燒顯卡的方式工作,耗電量較大,挖礦效率較高。根據「中關村在線」上礦機的銷售數據來看,一台額定算力18TH/s的阿瓦隆礦機售價在1700元左右。

隨著挖礦參與人數越來越多,挖礦的難度也隨之增大,不少個人礦工依靠自己的算力挖出比特幣的可能性越來越低,因此他們組建了「礦池」,將每人的計算機算力集中進入礦池一齊發力,礦池挖到比特幣后根據礦場的算力佔比分配收益,以此反而保證了中小算力的投入產出。

八、什麼是加密演算法?

區塊鏈使用哈希演算法加密,哈希演算法是區塊鏈中保證交易信息無法被篡改的單向密碼機制。

哈希演算法會在接收一段明文(指沒有加密的文字或字元串)后,以一種不可逆的方式將其轉化為一段位數固定的較小二進位值記錄進區塊里,這個二進位值就是哈希值。

哈希值是一段數據唯一且極其緊湊的數值表示形式,倘若只更改一段明文中的一個字母,產生的哈希值都將千差萬別。要找到對應同一哈希值的兩個不同的輸入,從計算系統的角度來說基本是不可能的。

區塊鏈的不可篡改特性由此而來。

九、什麼是共識機制?

為確保區塊鏈上的每一個節點都能按照同樣統一的行為標準記錄和存儲數據,達成全網共識就顯得至關重要。區塊鏈作為一種按時間順序存儲數據的數據結構,可支持不同的共識機制。目前主流的共識機制共有三種:

PoW:工作量證明機制

比特幣網路採用的正是Pow共識演算法。在基於Pow構建的區塊鏈網路中,節點通過計算隨機哈希散列數值解爭奪記賬權,求得正確的數值解以生成區塊從而獲得挖礦獎勵。顧名思義,工作量越大則獲得記賬權的幾率也越大。Pow在實現完全去中心化的同時,卻造成了大量的計算機資源浪費。

PoS:權益證明機制

為降低挖礦難度和提升效率,在2012年,網友Sunny King提出了權益證明機制。在PoS構建的區塊鏈網路中,通過評估節點持有代幣的數量和時長,依照比例來決定節點獲得記賬權的概率。持有代幣越多且時間越長,獲得記賬權的幾率就越大。PoS機制對代幣經濟模型產生了激勵作用,整個網路生態變得更加良性。但仍然難以運用於真正的商業應用場景中。

DPoS:股份授權證明機制

DPoS機制與董事會投票類似,擁有一個內置的實時股權人投票系統,就像系統隨時都在召開一個永不散場的股東大會,所有股東都在這裡投票決定公司決策。

在這樣的區塊鏈中,全體節點投票選舉出一定數量的節點代表,由他們來代理全體節點確認區塊、維持系統有序運行。DPoS與PoS最主要的區別在於節點選擇若干代理人進行驗證和記賬,因此大大縮小參與驗證和記賬節點的數量,從而達到秒級的共識驗證。

十、公有鏈/聯盟鏈/私有鏈

區塊鏈共有三種鏈類型:公有鏈、聯盟鏈以及私有鏈。公有鏈是指全世界任何人都可讀取、發送交易且交易能獲得有效確認的、也可以參與其中共識過程的區塊鏈,即每個人都可以成為其中的節點,各節點均可自由加入和退出網路,並參加鏈上數據的讀寫。

聯盟鏈是指由多個機構共同參與管理的區塊鏈,每個組織或機構管理一個或多個節點,其數據只允許系統內不同的機構進行讀寫和發送。通常情況下,聯盟鏈常用於組織機構間的交易和結算。

私有鏈,指的是需要授權才能加入節點的區塊鏈。私有鏈中各個節點的寫入許可權被嚴格控制,讀取許可權也可視需求有選擇性地對外開放。私有鏈一般適用於企業內部的應用,以及特定機構的內部數據管理與審計等金融場景的應用。螞蟻金服就是應用私有鏈的顯著代表。

十一、擴容/分叉

擴容即擴充區塊容量。比特幣誕生時,中本聰一時也無法決定每個區塊的大小,因為區塊的容量大小決定每個區塊可以記載數據量的多少,區塊容量過小就會導致網路擁堵和交易費用過高等問題,而區塊容量過大則會引起更多的計算資源浪費。基於早期比特幣網路的參與人數較少,中本聰最後臨時將區塊大小限制在1MB。

但從2013年以來,比特幣網路的參與人數和交易量不斷攀升,原本設定的容量已經愈發滿足不了實際的需求。所以比特幣社區開始探索如何給比特幣「擴容」,即通過修改比特幣底層代碼,從而達到提高交易處理能力的目的。

再說分叉。分叉是指區塊鏈在進行代碼迭代時,節點之間發生了意見分歧,從而導致區塊鏈分叉。因為沒有中心化機構,比特幣等數字資產每次代碼升級都需要獲得比特幣社區的一致認可,如果比特幣社區無法達成一致,區塊鏈很可能形成分叉。

根據分叉后的區塊鏈是否能兼容舊區塊鏈,分叉又分為「硬分叉」和「軟分叉」。硬分叉是指當比特幣代碼發生改變后,舊節點拒接接受由新節點創造的區塊從而分叉出另外一條鏈。而軟分叉是指舊的節點願意繼續接受由新節點創造的區塊,所以他們仍然維持在同一條鏈上。

十二、什麼是智能合約?

智能合約(Smart Contract )是一種旨在以信息化方式傳播、驗證或執行合約規定的計算機協議。智能合約的協議可以由一個計算系統自動執行,允許在沒有第三方情況下進行可信交易。它帶來的直接好處就是極大地降低了交易成本,應用於在區塊鏈世界里,智能合約甚至可以幫你「完成交易」。

比方說我們熟悉的自動販賣機就是由多個智能合約組成的系統:購買者投入一定數量的貨幣,選擇商品后,販賣機根據內置邏輯提供商品和找零,兩者間建立了一種強制執行的合約,按照合約規定的協議完成交易流程,隱去了人力成本。

十三、什麼是公鑰/私鑰?

在創建錢包時,比特幣系統會生成一對獨一無二的公鑰和私鑰。公鑰經過一定的演算法可以得到錢包地址,通過錢包地址我們便可進行資產交易,而私鑰就是交易時對這筆交易進行數字簽名,從而證明你擁有交易的輸出權。

私鑰是由32個位元組組成的數組,根據私鑰是可以算出公鑰的,也能間接算出地址,有了私鑰就能使用對應地址上的比特幣。所以私鑰具有極強的隱私特點,因為誰擁有了私鑰,誰就擁有了對錢包資產的掌控權。

公鑰與私鑰組成了一個密鑰對,公鑰是密鑰對中公開的部分,私鑰則是非公開的部分。使用這個密鑰對的時候,如果用其中一個密鑰加密一段數據,必須用另一個密鑰解密。比如用公鑰加密的數據就必須用私鑰解密,如果用私鑰加密也必須用公鑰解密,否則解密將不會成功。它們的組合就是俗稱的非對稱加密方式,是對互聯網世界使用的對稱加密方式(如用戶賬號與密碼)的提升。

十四、什麼是數字貨幣錢包?

表象上看,數字貨幣錢包類似我們常用的實體錢包,是用來存儲我們個人比特幣、以太坊等數字貨幣資產的。然而錢包的核心應是進行安全的密鑰管理,通過對私鑰的防護,間接保護資產安全。因為我們的數字貨幣是存放在密鑰里而不是錢包里的,即使錢包丟失,只要我們還記得密鑰就能找回資產,就能創建新的錢包繼續管理資產。

根據錢包對私鑰的存儲方式又可分為冷錢包和熱錢包。熱錢包通俗來講就是在線錢包,指的是可以通過互聯網訪問私鑰的錢包。而冷錢包是指網路無法觸達到私鑰的錢包,意即離線錢包,具體形態例如沒聯網的手機或電腦、摘抄了私鑰的筆記本等等。

十五、到目前為止,區塊鏈的發展經歷了幾個階段?

目前普遍認為有三個階段:

  • 第一個階段,或稱區塊鏈1.0,以比特幣為代表的數字貨幣領域創新,如貨幣轉移、兌付和支付系統等。
  • 第二個階段,或稱區塊鏈2.0,以智能合約為代表的企業級應用領域,此時更多的是做一些合約方面的創新,是涉及交易方面的商業合同,比如股票、證券的登記、期貨、貸款、清算結算等。
  • 第三個階段,或稱區塊鏈3.0,區塊鏈進入社會治理領域,包括了身份認證、公證、仲裁、審計、物流、醫療、簽證、投票等領域,應用範圍擴大到了整個社會,區塊鏈技術有可能成為「萬物互聯」的一種最底層的協議。

最後的話

當變化來臨時,把頭埋進沙子解決不了任何問題。興許我們一輩子也不需要真正掌握這些高深莫測的技術,但當身邊一切的信息應用和金融產品服務都建立在區塊鏈之上時,我們的閱讀和學習都將幫助我們更好的擁抱一個新世界,認識一個新的價值轉移、無需信任、權利證明的方式。

 

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