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什麼是區塊鏈技術?

IBM 曾经提出一个叫做《设备民主》的白皮书,里面提出:到 2050 年,全世界至少有 1 千亿设备会被连入物联网。

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從1.0到3.0:區塊鏈的崛起

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什麼是區塊鏈技術?

现在在科技界流传着这样一句话“币圈一天,人间一年”,这句话调侃数字货币市场的大起大落,也将引新兴的“区块链”技术带入到我们大众的眼帘。

一、什么是区块链?

(1)从产品角度出发

(2)从技术角度出发

二、区块链的运作原理

  1. 数据层:封装了底层数据区块,以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;
  2. 网络层:则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;
  3. 共识层:封装网络节点的各类共识算法;
  4. 激励层:将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;
  5. 合约层:主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;
  6. 应用层:封装了区块链的各种应用场景和案例。所有的二次开发应用都基于这一层面的,就类似于众多的APP基于IOS和安卓底层操作系统一样。

1. 分布式账本——不可篡改性、去中心化

2. 非对称加密和授权技术——匿名性、安全性

3. 共识机制——开放性、自治性

4. 智能合约——不可逆性、强制性

三、区块链为什么会出现?

2008年由中本聪第一次提出了区块链的概念,他创造第一个区块,即:“创世区块”

创世区块 – 原始区块链 ,是一种去中心化的数据库,它包含一张被称为区块的列表,有着持续增长并且排列整齐的记录。每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接:设计区块链使得数据不可篡改 ———一旦记录下来,在一个区块中的数据将不可逆。

The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks(2009年1月3日,财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘)。

巨大价值:区块链实现从信息互联网到价值互联网的转移

为什么说区块链是一个颠覆性的技术?

四、目前它还有哪些问题?三元悖论

以太坊创始人Vitalik提出区块链技术“不可能三角”,是三个因素:

也就是一个区块链的系统,不可能在同一时间,在这三个方面同时取得优化、最佳,它必须以牺牲其中若干个因素去换取在另外一个领域上的提升。也因此产生了区块链的不可能三角,也即“三元悖论”。

1.追求“去中心化”和“安全性”则无法达到“可扩展性”

比特币区块链技术便是一种极致追求“去中心化”“安全”的技术组合。

1)从数据结构上,它采用拥有时间戳的“区块+链”的结构,在可追溯、防篡改上具备安全优势,也易于分布式系统中的数据同步。

2)在数据存储上,它的每一个节点都下载和存储所有数据包,利用强冗余性获得强容错、强纠错能力,使得网络可以民主自治,但同时也带来了巨大的校验成本和存储空间损耗。

3)在并发处理上,比特币区块链技术最终只允许一个 “矿工”获得记账权建立一个交易区块,这种机制可以有效保证一个民主网络运行的安全和稳健,但其实质上是拥有所有数据的整个“链条”在进行串行的“写”操作。

4)在对内容的验证上,比特币区块链让每个节点都拥有所有的内容,同时对区块内的所有内容进行哈希,这增强了:民主性、隐私性、安全性。但是这种整体哈希的设计思路则意味着,不能以地址引用的方式存储数据,否则由于所引用地址上所存储的信息由于并未进行哈希校验而可能存在篡改。

2.追求“可扩展性”和“安全性”则无法完全 实现“去中心化”

“共识机制”角度看:为了在确保“安全”的前提下解决比特币区块链技术所采用的工作量证明方式的低效性,权益证明(Proof of Stake)、股份授权证明(Dele⁃ gate Proof of Stake)等机制被采用。

但是无论是基于网络权益代表的权益证明,还是利用101 位受委托人通过投票实现的股份授权证明,实际上都是对“去中心化”的退让,形成了部分中心化。

联盟链技术只允许预设的节点进行记账,加入的节点都需要申请和身份验证,这种区块链技术实质上是——在确保安全和效率的基础上进行的“部分去中心化”或“多中心化”的妥协。

而私有链技术的区块建立则掌握在一个实体手中,且区块的读取权限可以选择性开放,它为了安全和效率已经完全演化成为一种“中心化”的技术。

3.追求“可扩展性”和“去中心化”则必须 牺牲“安全性”

为了提高效率,P2P 视频播放软件的设计使得一个节点在下载观看视频文件的同时,也不断将数据传输给别人,每个节点不仅是下载者同时也是传输者,使资源的分享形成不再依赖于中央服务器的“去中心化”模式。

同时,由于视频一秒有24 帧,少量图片的局部数据损坏并不影响太多的视觉感官,但是用于数据校验而出现的图像延迟则是不可接受的。于是 P2P 视频播放软件牺牲了“安全”性,允许传输的数据出现少量错误。

总之,从当前的技术条件来看尚无法实现“高效低能”、“去中心化”和“安全”三者皆得的区块链技术。但是若对其一个或若干个要求进行妥协,所产生的新技术 集合由于更符合实际需求,有可能它对实际应用的吸引 力反而增强。

五、未来可能的应用场景有哪些?

现今的商业成本是很高的。

  • 复式记帐法——传统的复式记帐法变成了分布式账本;
  • 有限制度公司——有限公司制度变成了 DAO 分布式自治组织;
  • 保护私有财产的法律制度——保护私有财产的法律制度变成了智能合约。

1. 物联网,会是一个非常有趣的应用方向

IBM 曾经提出一个叫做《设备民主》的白皮书,里面提出:到 2050 年,全世界至少有 1 千亿设备会被连入物联网。

因此 IBM 的结论是:区块链是目前我们想到的管理物联网的最好方案,依靠安全可靠的分布式系统来做底层的物联网管理。

2. 去中心化的交易系统,最近至少在行业内是被追逐的一个目标

比如:Borderless,它提供一个具有极高性能的去中心化交易平台,能够提供一切你所希望在一个交易平台上应该具有的功能。不仅订单的执行在你提交的瞬间就能够完成了,并且还能提供抵押债券让你能够使用杠杆和提供利息,期权合约能够让你对冲你的仓位。

  • 无论是MFGlobal,Mt.Gox,或者是BitStamp,让我们可以看到:如果让第三方保管你的钱会发生什么?
  • 无论它们规模有多么庞大,有多少审计、监管机构或是保险公司,那些全球中心化的银行和交易所,还是每天都充斥着各种欺诈、滥用职权或者盗窃行为。

3. 去中心化存储也是一个非常大的方向

传统的网络下,访问网络或服务器文件都离不开 HTTP 协议。

现在有一种基于区块链的分布式存储式技术叫做 :IPFS (星际文件系统:Inter Planetary File System),这个概念非常棒,未来有可能会取代传统的 HTTP 协议。IPFS 将文件碎片化存储在距离用户最近的计算机或服务器中,这样加载速度就会大幅提升。

区块链:一项具有颠覆式影响的技术

blockchain1

如今,这份期望终于有了结果。8月22日,沃尔玛携手雀巢、联合利华等九家大型食品、零售企业,加入IBM食品安全联盟,共同探索可通过区块链技术让食品生态系统受益的新领域,并优先发展这些领域,提升全球供应链的信息追踪和安全治理能力。IBM区块链商业发展副总裁Brigid McDermott表示,“我们试图利用区块链让整个(食品)生态系统更透明性,让人们拥有更安全的食品供应链。”食品安全联盟的成员之一,克罗格的企业食品技术和合规性副总裁 Howard Popoola认为,沃尔玛对于区块链技术应用的成功经验赋予了这项技术“合理性”。“食品行业已经准备好迎接这样的解决方案了,”他讲道。

边看边学,什么是区块链?

边看边学. 什么是区块链?

区块链技术以多种方式实现去中心化的安全和信任。首先,新块总是按时间顺序线性存储。也就是说,它们总是被添加到区块链的“末端”。在将一个区块添加到区块链末尾之后,除非大多数网络已达成共识,否则很难返回并更改该区块的内容。这是因为每个块都包含自己的hash,以及之前块的
hash 以及前面提到的时间戳。哈希码由数学函数创建,该函数将数字信息转换为一串数字和字母。如果以任何方式编辑该信息,则哈希码也会更改。

要成功进行此类黑客攻击,需要黑客同时控制和更改 51% 或更多的区块链副本,以便他们的新副本成为多数副本,从而成为商定的链。这种攻击还需要大量的金钱和资源,因为他们需要重做所有的块,因为它们现在有不同的时间戳和哈希码。

比特币与区块链

区块链技术由 Stuart Haber 和 W. Scott Stornetta 于 1991 年首次提出,这两位研究人员希望实现一个文档时间戳无法被篡改的系统。但直到近 20 年后,随着 2009 年 1 月比特币的推出,区块链才有了它的第一个实际应用。

比特币协议建立在区块链之上。在介绍数字货币的研究论文中,比特币的创造者中本聪(化名)将其称为 “一种完全点对点的新型电子现金系统” ,没有受信任的第三方。”

区块链与银行

区块链是如何使用的?

正如我们现在所知,比特币区块链上的区块存储有关货币交易的数据。今天,有超过 10,000 个其他加密货币系统在区块链上运行。但事实证明,区块链实际上也是一种存储其他类型交易数据的可靠方式。

一些已经采用区块链的公司包括沃尔玛、辉瑞、AIG、西门子、联合利华和许多其他公司。例如,IBM 已经创建了 Food Trust 区块链来追踪食品到达其位置的旅程。

银行和金融

也许没有哪个行业比银行业更能从将区块链整合到其业务运营中受益。金融机构只在营业时间内营业,通常是一周工作五天。这意味着如果您尝试在周五下午 6 点存入支票,您可能必须等到周一早上才能看到这笔钱进入您的账户。即使您确实在营业时间进行存款,由于银行需要结算的交易量庞大,交易仍可能需要一到三天的时间来验证。另一方面,区块链从不休息。

通过将区块链集成到银行中,消费者可以在短短 10 分钟内看到他们的交易得到处理——基本上就是将区块添加到区块链所需的时间,无论假期或一天或一周的时间。借助区块链,银行也有机会在机构之间更快速、更安全地进行资金交换。例如,在股票交易业务中,结算和清算过程最多可能需要三天(如果是国际交易,则可能需要更长的时间),这意味着资金和股票在这段时间内被冻结。