区块链到底是什么

比特币的传奇尚未落幕，另一个传奇就已经开启：2015年7月，高德纳发布了新一年的技术成熟度曲线图。从图中可以清晰地看到：比特币所代表的加密货币（cryptocurriencies）和虚拟货币交易（Cryptocurriencie Exchange）逐渐从2014年炒作的顶峰期跌落到大众普遍失望的谷底。

资料来源：http://www.gartner.com/newsroom/id/3114217
中文版链接：https://www.zhihu.com/question/21314303

然而，出乎意料的是，整个产业并未衰落。截至2016年2月19日，全球比特币相关产业投资额度仍然逐渐升温，突破10亿美元。这其中以完成两轮融资的OKcoin为首的7家中国公司也格外引人注意，带领着中国区块链产业的发展。这也显示了资本与市场的整体乐观。正如中国古人所说的，“阴极阳生”。一种新的技术让投资者和业界再次看到了曙光，那就是Blockchain（区块链）。这是一个并不常见的现象。一般而言，当一项技术衰退的时候，除非它的生命周期非常长，能极大地激励人类的期待和梦想，比如人工智能，它能极大地勾起科研界、技术界的梦想。从20世纪60年代，从海曼·明斯基（Hyman Minsky）时代一直发展到今天的阿尔法狗时代。但大部分创新技术一跌下去就被淘汰了。比特币、加密货币这种技术之所以能硬挺到今天，非常重要的因素就是背后的区块链技术又再次把它拉动了起来。

比特币与区块链是父与子关系吗

对于比特币与区块链，有两种常见的错误概念，在业界广为传播：

错误观念1：比特币与区块链是父与子的关系；

错误观念2：区块链是比特币的一个意外发现和生成物，带来出乎大家所料的惊喜，之前没有人料到这一切。

事实上，作为比特币实现的底层技术，区块链的产生是伴随着比特币一道出现的，称之为父与子的关系极其不准确。其次，与其说意外，倒不如说是“蓄谋已久”。早在2010年，在后来的比特币核心开发者Gavin Anderson（盖文·安德森）的讨论帖中，中本聪就指出自己为什么在比特币初始代码版本wallet.dat中嵌入一种非常简单的脚本（Gavin发现后曾一度陷入紧张不安中）。

中本聪说：“我很多年前就已经在思考，是否可以让（比特币）支持多种交易类型，包括：托管交易、债券合同、第三方仲裁、多重签名等。如果比特币未来能够大规模发展，那么这些交易种类都将是我们未来想探索的，但是在一开始设计时就应该考虑到这些交易，这样奖励才能够实现。”

事实上，正如后来的研究者分析发现，这些结构的应用早已超出了数字货币，甚至可以扩展到任何类型的交易方式，例如各种基于智能合约的应用。其实可以套用设计中的专门术语说，“区块链”是比特币的“可供性”，这种载体提供了一种更为广阔的交互的可能性。

中本聪版本的第一版“比特币区块链”的基础协议非常简单：通过盖时间戳，各方一同记账、一同公证，每10分钟确认一次，形成记录全网这10分钟所有正确的一个账本数据库“区块”，然后每个合法的区块连成一个个链条，形成分布式的、大家一致同意的账本数据库，这就是“区块链”。

资料来源https://camo.githubusercontent.com/e8e2a0c15c17b066e7f17056f7697819b9a1aa33/687474703a2f2f766974616c696b2e63612f66696c65732f626c6f636b5f706963747572652e706e67

区块链本质上是一个去中心化的分布式账本数据库，是比特币的底层技术，和比特币是相伴相生的关系。区块链本身其实是一串使用密码学相关联所产生的数据块，每一个数据块中包含了多次比特币网络交易有效确认的信息。

每当有加密交易产生时，网络中有强大运算能力的矿工（Miner）就开始利用算法解密验证交易，创造出新的区块来记录最新的交易。新的区块按照时间顺序线性地被补充到原有的区块链末端，这个账本就会不停地增长和延长。

通过复杂的公共钥匙和私人钥匙的设置，区块链网络将整个金融网络的所有交易的账本实时广播，实时将交易记录分发到每一个客户端，同时还能保证每个人只能对自己的财产进行修改。当然，账本里也有别人的交易记录，虽然可以看到数值和对应的交易地址（基本上这是由一段冗长的乱序字母和数字组成），但是如果不借用其他技术手段也根本无法知道交易者的真实身份。

如果从不同的技术角度来剖析，我们可以这样看待区块链：它是一种数据库、一种分布式系统，也是一种网络底层协议。

（1）数据库。区块链是一种公共数据库，它记录了网际间所有的交易信息，随时更新，让每个用户可以通过合法的手段从中读取信息，写入信息。但又有一套特殊的机制，防止以往的数据被篡改。

（2）分布式系统。区块链是一种分布式系统，它不存储放置在某一两个特定的服务器或安全节点上，而是分布式地存在于网络上所有的完整节点上，在每一个节点保留信息备份。

（3）网络底层协议。区块链是一种共识协议，基于这种协议，可以在其上开发出数目繁多的应用。这些应用在每一时刻都保存一条最长的、最具权威的、共同认可的数据记录，并遵循共同认可的机制进行无须中间权威仲裁的、直接的、点对点的交互信息。

层出不穷的其他数字货币

由于区块链最先被应用于数字货币——比特币，所以各方的开发设计者很容易想到，运用或改造这种区块链技术（加密算法、处理时间、区块大小等）可以造出新的数字货币，我们不妨称之为1.0时代。1.0时代中各种数字货币层出不穷，截至2016年2月28日，统计显示已知的有688种，从分文不值到估值上亿美元。我们简要介绍除比特币以外排名靠前的三种。

资料来源：http://coinmarketcap.com/

1. 以太坊（Ethereum）

以太坊是下一代密码学账本，支持众多的高级功能，包括用户发行货币、智能协议、去中心化的交易、普遍认为的第一个完全的去中心化自治组织（DAOs）或去中心化自治公司（DACs）应用。使以太坊与众不同的是实现这些功能的方式。以太坊并不是把每一单个类型的功能作为特性来特别支持，相反，以太坊包括一个内置的图灵完备的脚本语言，允许通过被称为“合同”的机制来为自己想实现的特性写代码。一个合同就像一个自动的代理，每当接收到一笔交易，合同就会运行特定的一段代码，这段代码能修改合同内部的数据存储或者发送交易。高级的合同甚至能修改自身的代码。

2. 瑞波币（Ripple）

瑞波币是Ripple网络运行的基础货币，就像比特币一样可以在整个网络中流通，而不必局限于熟人圈子。瑞波币引入网关系统，它类似于货币兑换机构，允许人们把法定货币注入、抽离Ripple网络，并可充当借贷双方的桥梁。

3. 莱特币（Litecoin）

莱特币与比特币相比具有三种显著差异：第一，莱特币网络大约每2.5分钟（而不是10分钟）就可以处理一个块，因此可以提供更快的交易确认；第二，莱特币网络预期产出8400万个莱特币，是比特币网络发行货币量的四倍之多；第三，莱特币在其工作量证明算法中使用了由Colin Percival（科林·珀西瓦尔）首次提出的Scrypt加密算法，这使得相比于比特币，在普通计算机上进行莱特币挖掘更为容易（在ASIC矿机诞生之前）。每一个莱特币被分成100000000个更小的单位，通过8位小数来界定。不同于比特币，Scrypt所具有的内存密集特性让莱特币更适合用图形处理器（GPU）进行“挖矿”。为Scrypt实施的FPGA（现场可编辑逻辑门阵列）和ASIC（专用集成电路），相比于比特币使用的sha256，更为昂贵。

区块链的实际应用

比特币也许是区块链上最著名的应用，除了比特币以及以它为代表的数字货币之外，近年来也涌现出了许多其他应用。我们也将会在后面的章节展开财产、物流、存储、选举等各方面应用案例的详细说明。这里仅仅给出部分例子，略微彰显它广阔的前景：美国在线零售商Overstock就基于区块链开发了一个名为“tØ”的股权交易平台。在同一领域，纳斯达克宣布与Chain达成合作协议：它们正试图用区块链来颠覆股票交易市场。与此同时，高盛和巴克莱等金融机构目前也在联手创业公司，为市场开发一种基于区块链的新框架。

许多创业公司又在此基础上更进了一步，计划利用区块链来交易实体资产。比如，Bitproof和Blocknotary试图通过在区块链上记录合同交易来颠覆这些行业，他们不是在公证人面前完成房屋买卖，而是将合同保存在公共账单上。

另外，Colu正在利用区块链，通过数字令牌（digital token）来管理资产——数字令牌可以开启在线服务或实体资产。

这项技术还可以被应用于知识产权领域。例如，Verisart正在利用这种分散式技术来验证艺术作品的真伪。它给艺术作品相应的版权编码，然后将它们记录在区块链中。另外，Proof of Existence还利用公开账单追踪用户创建的档案。

区块链还可以用来验证人的身份。ShoCard会给个人身份信息编码并进行保存，还能实现合同的智能化管理：这得益于这种分散式基础设施，一旦满足了某些条款，合同会得到自动处理。IBM目前正在开发这种应用，该公司还公布了与三星ADEPT的合作计划——ADEPT是一个在物联网领域使用区块链技术的概念验证。

区块链的颠覆特点

“如果我知道我将在何处死去，我将不去那个地方，这样我就可以得到永生。”这是著名投资人查理·芒格（charlie Munger）经常引用的一句俏皮话，其中充满了深深的、反向思考的智慧。如果我们今天希望了解区块链的种种特性所带来的去中心化、分布式等对于传统的颠覆，我们不妨思考以下两个问题：传统的方式意味着什么，或者说中心化意味着什么？ 集中式又意味着什么？我们设想一个例子，假定在10000年前，我手里有一个贝壳，对方有一袋盐，我俩简单直接地换走，而我们不需要知道过多对方的信息，也不需要知道对方的家庭住址、身份证、信用等冗余信息。我的东西对他有价值，他的东西也对我有价值，我就可以直接跟他请求交换。但后来随着社会的不断发展，复杂以及不必要之物充斥到我们的价值传输网络中。现在，我们做一个非常简单的交换过程，必须依赖银行或下面例子中的钱庄。首先把我们的价值转化为银行记账单位，然后通过一个中心化的节点银行，进行这种价值的传输。

我们看一下极端中心化集中式的处理方式。

第一步，登记你（持贝壳少年）的姓名、年龄、身份证、住址、工资，提供给中心化钱庄。

第二步，登记他（持盐少年）的姓名、年龄、身份证、住址、工资，提供给中心化钱庄。

第三步，你把贝壳寄往钱庄。

第四步，卖盐的少年把盐寄往钱庄。

第五步，钱庄把盐寄给你。

第六步，钱庄把贝壳寄给对方。

第七步，钱庄把你们两人的信用值各自+1，并在钱庄内保管你们的信用记录。

而去中心化、分布式处理方式：你和少年交换盐和贝壳，并不需要太多其他信息，交易地址、金额记录登记更新到区块链上。

我们不难看出，在某些特定的场合，去中心化分布式处理，不仅更加便捷，而且也更加自主。你并不一定需要一个掌握你所有信息，甚至与交易无关的毫不必要的信息的中心化代理（钱庄）来协调处理你的一切交易。这不仅是不安全、不便捷的，还可能造成信息不对称，甚至被“中心”反向控制，因此也是不必要的。

贝尔的电话技术、20世纪90年代的互联网的颠覆性来源于它们所带来的便利，对人类生活和行为的巨大改变。有了电话和手机，我们就可以端对端及时发送信息进行通信；有了互联网、微信和QQ，语音、文字、视频等“信息”和“数据”才可以方便传播，使人们之间的联系和联络更加直接、便捷。总体而言，传递“消息”的网络已经非常发达、直接、便捷、流畅。但是现在我们在传递钱、资产这样的“价值资产”时，我们的网络还处于一个十分臃肿、低效的状态，某些方面甚至不如原始社会时贝壳与盐等物物交换的网络。

可以发现，区块链就是一个“去中介化”的“价值传输网络”。如果说“拜占庭将军问题”揭示出了我们分布散落的个体节点之间信息传达与协同的困难，那么区块链就是一种解答，迄今为止最有力、最清晰、最具有现实性的一种解答。它解构了信任代理（中介）存在的必要，提供了另一种点对点直接交互的可能。就像我们在原始社会中一样，真诚地面对面地交互，不需要任何中介，甚至不需要双方的信任，只需要有限的了解，便可以来去匆匆，相忘于江湖，其中的交互皆留给底层。这使交易乃至于一切交互更方便、更有效率。在一个一个点看，这只是个体之事，但从更高的维度看，它也使大规模的、无中介的协同交互成为可能。不再需要强权、巨大中介的集中智能处理，而智能则隐于底层、隐于链条、隐于各处。它不是庞然大物似的存在，但又细微地无所不在，这种智能终将重新塑造出我们商业、文化乃至整个社会的未来。