“去中心化”的区块链技术

发布者:谢宗阳发布时间:2023-01-01浏览次数:1408

区块链是计算机网络节点之间共享的分布式数据库或分类帐。作为一个数据库,区块链以电子形式存储信息。区块链以其在比特币等加密货币系统中的关键角色而闻名,用于维护安全和去中心化的交易记录。区块链的创新在于,它确保了数据记录的忠诚度和安全性,并在不需要信任的第三方的情况下产生信任。

典型数据库和区块链之间的一个关键区别是数据的结构模式。区块链以组的形式收集信息,称为包含信息集。块具有一定的存储容量。填充时,它将关闭并链接到先前填充的块,形成一个称为区块链的数据链。添加块后的所有新信息都被编译成新形成的块。一旦填充,该块也将添加到链中。

数据库通常将其数据构造成一个表,而区块链,顾名思义,将其数据构造成一个串在一起的块(块)。当以去中心化的性质实现时,这种数据结构固有地形成一个不可逆的数据时间表。当一个块被填充时,它被固定并成为这个时间表的一部分。当添加到链中时,链中的每个块都被赋予了一个精确的时间戳。

区块链的关键点

区块链是一种共享数据库,其存储信息的方式不同于典型的数据库;区块链将数据存储在块中,然后通过密码学将其连接在一起。随着新数据的进入,它被输入到一个新的块中。一旦块被数据填充,它将被链接到前一个块,这使得数据按时间顺序连接在一起。区块链上可以存储不同类型的信息,但到目前为止,最常用途是交易账簿。在比特币的情况下,区块链被去中心化使用,因此没有人或团体拥有控制权——相反,所有用户共同保留控制权。去中心化的区块链是不可改变的,这意味着输入的数据是不可逆的。对于比特币来说,这意味着任何人都可以查看交易的永久记录。

数据是区块链技术

在数字领域中,各种数据的创建、分类、传播和分配不仅取决于公共过程,还取决于技术。算法决定了你在这里Fb上面看到的更新;新闻办公室依靠信息研究来调查数据的新闻价值。在线期刊、博客和社交网站都被数字化,以获取针对人们的商业广告数据。以太坊区块链是一个去中心化的系统,它承诺通过去中心化和信任来改变数字货币,改善物流,帮助监督数字身份。这些算法基本上是由私人用户进化和使用的。

数据对于社会协调(即服务)至关重要,数字信息是数据的一个高级示例。这意味着数字领域的状态将极大地影响管理和服务。人工智能和区块链平台是这一趋势最明显的代表之一。这些技术正在塑造越来越多的社会协会。政治和货币部门也逐渐受到人工智能和分布式分类帐技术的影响,扩大了包括它们在内的管理部门的可用性、组织和指导。分析师和专家正在预测,信息的力量和强度与现代工业革命一样强大。

什么是去中心化?

如果商品或服务由使用大多数规则的参与者集体运营,则它们是去中心化的。就比特币而言,其属性,如比特币的总供应量,取决于其大多数网络参与者。理解去中心化及其重要性对于理解一般加密货币及其最初创造的原因至关重要。

为什么去中心化很重要?

集中式系统,或实体完全控制的系统,往往成为利益冲突的受害者。这些系统也有一个单点故障,使其更容易受到攻击。去中心化的系统没有单点故障,除非大多数参与者同意,否则不能改变,这大大降低了成功攻击和腐败的可能性。比特币是没有中央权威的系统的第一个真实例子,除了由于互联网服务提供商而部分集中的互联网。

为什么下放权力很重要?

去中心化不是一个新概念。在构建技术解决方案时,通常考虑三个主要的网络结构:集中、去中心化和去中心化。虽然去中心化网络通常用于区块链技术,但区块链应用本身不能简单地归类为去中心化或非去中心化。相反,去中心化是一种滑动规模,应应用于区块链应用的各个方面。更大、更公平的服务可以通过去中心化管理和访问应用程序中的资源来实现。去中心化通常有一些权衡,例如交易量较低,但理想情况下,这些权衡值得他们提高稳定性和服务水平。

去中心化的好处

1.提供一个不需要信任的环境

在去中心化的区块链网络中,没有人必须知道或信任其他人。网络中的每个成员都以分布式账簿的形式拥有完全相同的数据副本。如果成员的账簿以任何方式更改或损坏,将被网络中的大多数成员拒绝。

2.改善数据协调

公司经常与合作伙伴交换数据。相反,这些数据通常被转换并存储在各方的数据孤岛中,只有在需要传输到下游时才会重新浮出水面。每次转换数据时,数据丢失或错误数据进入工作流。通过去中心化数据存储,每个实体都可以实时访问共享数据视图。

3.减少弱点

权力下放可以减少系统中可能过度依赖特定参与者的弱点。这些弱点可能导致系统性故障,包括无法提供承诺的服务或服务效率低下,因为资源枯竭、周期性中断、瓶颈、缺乏足够的激励或良好服务的腐败。

4.优化资源分配

去中心化还可以帮助优化资源配置,从而为承诺的服务提供更好的性能和一致性,减少灾难性故障的可能性。

去中心化的区块链

想象一下,一家公司有一个服务器领域,包括10000台计算机来维护一个包含所有客户帐户信息的数据库。该公司有一个仓库大楼,包括屋檐下的所有这些计算机,并且可以完全控制每台计算机和包含的所有信息。然而,这提供了一个单点故障。如果那个地方的电源停止了怎么办?如果它的互联网连接被切断了怎么办?如果它被烧在地上怎么办?如果一个坏演员一键删除了所有的内容怎么办?在任何情况下,数据都会丢失或损坏。

区块链的功能是允许数据库中保存的数据分布在位置不同的多个网络节点之间。这不仅会产生冗余,还会保持存储在其中的数据的保真度——如果有人试图在数据库的一个示例中更改记录,其他节点将不会被更改,因此可以防止不良行为者这样做。

如果用户篡改比特币的交易记录,所有其他节点都会相互交叉引用,并且很容易使用不正确的信息来确定节点。该系统有助于建立准确和透明的事件顺序。这样,网络中的任何单个节点都不能更改保存的信息。

因此,信息和历史(如加密货币交易)是不可逆转的。这些记录可以是交易列表(例如使用加密货币),但区块链也可以保存各种其他信息,如法律合同、国家标志或公司产品库存。

去中心化的区块链安全吗?

区块链技术以多种方式实现了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。换句话说,它们总是被添加到区块链中“末端”。在区块链的末尾添加块后,很难返回和更改块的内容,除非大多数网络达成共识。这是因为每一块都包含了自己的hash,前块hash和上面提到的时间戳。哈希码是由数学函数创建的,它将数字信息转换成一串数字和字母。如果信息以任何方式编辑,哈希码也会被更改。

假设在区块链网络上运行节点的黑客希望更改区块链,并从其他人那里窃取加密货币。如果他们想更改他们的单个副本,它将不再与所有其他副本一致。当其他人交叉引用他们的副本时,他们会看到这个副本脱颖而出,黑客版本的链条将被视为非法和丢弃。

为了成功进行这种黑客攻击,黑客需要同时控制和更改51%或更多的区块链副本,以便他们的新副本可以成为大多数副本,从而成为商定的链。这种攻击还需要大量的资金和资源,因为它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。

由于许多加密货币网络的规模和增长率,实现这一壮举的成本可能是不可克服的。这不仅非常昂贵,而且可能没有结果。这不会被忽视,因为网络成员将看到区块链发生如此剧烈的变化。然后,网络成员将硬分叉到新版本的链上,而不会受到影响。这将导致攻击版本的代币价值急剧下降,使攻击最终变得毫无意义,因为坏人控制着无价值的资产。如果坏人想攻击比特币的新分支,同样的情况也会发生。它是这样建立的,因此参与网络比攻击它更具经济动机。

总而言之,区块链中的去中心化是一个用于存储资源库和通过同等网络交易的信息库。“资源”它不仅可能是现金或交易数据,还可能是关于所有权、协议、产品和其他数据的附加数据。去中心化使得区块链技术更加的安全和可靠。

讲区块链不能不讲应用场景

区块链是比特币的底层技术,就是构成、支撑比特币存在的技术体系,其优势体现为在虚拟空间的运作。由线上转为线下是否可行、如何发挥其制度优势目前尚无成熟的、可令人信服的解决方案。区块链技术作为存在于虚拟空间中的信息确认工具,其应用场景也必须符合其消除信息不对称、去信用化的功能,那些无法予以信息化的现实世界中的交易模式和管理模式是不能应用区块链的。

判断某种商业活动或者社会管理活动是否可以应用区块链,至少应该从以下两方面进行衡量:

一方面是区块链技术只能在虚拟空间中应用。比特币是数据化、去中心化的电子支付方式,仅仅存在于虚拟空间,与现实世界并无直接的联系。即使“挖矿”行为,也是在计算机系统中运行的,其成果也在虚拟空间显示。网上商城出现的“链橙”、“链酒”等所谓“区块链应用”,是否可以达到区块链技术的应用场景标准,是值得怀疑的。因为,橙子、大米这些自然生长的农作物以及白酒、红酒工业化产品,都要有一个很长的线下生产周期,其过程是无法通过电子信息完全展现与记录的。至于其进入流通领域后的打码、身份验证以及溯源等所谓区块链技术应用,都并非超出原有的电子验真手段的功能。

另一方面是区块链技术无论在何种场景中应用,必须符合其去中心化、共识机制与分布式记账等技术特征。以“善粮新米”为例,其宣传语为:“善粮的每一包新长粒香米都有对应的身份证,采用不可篡改的区块链技术,记录了每一粒新长粒香米每一个变化成长过程。”这些都与区块链无关,利用物联网、移动互联、云计算以及人工智能等信息化技术即可完成。时间戳(Timestamp)是区块链技术的关键一环,时间戳服务器(Timestamp Server)通过对以区块形式存在的一组数据实施随机散列而加上时间戳,并将该随机散列进行广播,该时间戳能够证实特定数据必然于某特定时刻是的确存在的。这种哈希算法(HASH)的主要功能是数据的不可篡改,这也是区块链的核心价值所在。但这里所说的不可篡改,是指的“链上”虚拟空间的信息,“链下”的现实世界是无法通过区块链控制不可篡改的。在产品的包装上打上所谓的“时间戳”或者仅仅记录下生产、流通过程中的每个步骤的时间点,并非区块链意义上的“时间戳”。

2018年10月19日,国家互联网信息办公室发布《区块链信息服务管理规定(征求意见稿)》(以下简称《征求意见稿》)。区块链技术应用的前提必须可以将具体场景数字化、信息化,从这个意义上说,所有的区块链技术都应当属于《征求意见稿》所说的“区块链信息服务”。从《征求意见稿》目前的内容看,虽然很多问题还需进一步研究,但总体来说,该规定如果可以顺利出台,有利于保护普通投资者、从业者的合法利益,打击各种打着区块链幌子的诈骗、洗钱、非法集资等违法犯罪活动,引导区块链应用的良性发展,使其真正发挥技术优势服务于社会。

去中心化是区块链技术的核心

1.区块链技术必须是去中心化的

去中心化(Decentralization)是区块链的根本特征,其基本含义区块链系统是“点对点”(Peer to Peer)的,每一个节点都是平等的,并没有任何中心化的系统控制者。区块链作为一种共识机制,去中心化的意义就是没有一个组织或个人对全链信息的真实性与完整性承担责任。也正因为如此,所有参与者基于对技术与规则的信任达成共识,相信没有任何一个人可以控制区块链,会对链上的信息进行篡改。如果区块链是中心化的,其基本特征和价值将不复存在。区块链技术发端于比特币,比特币这一系统对所有人开放,所有的参与者在权利义务上是平等的,也并无一个第三方机构进行管理和监管。

区块链这种完全去中心化的特点,对有些场景并非完全适用。有人认为,为了系统的整体安全和效率,放弃部分自由和隐私是值得的。在区块链技术的基础上,出现了“私有链”(Private blockchain)与“联盟链”(Consortium blockchain)。私有链是一个相对封闭的系统,写入权限掌握在某个组织手里,其具有高效、封闭的特点,中心化程度较高。从严格意义上说,私有链与联盟链并非真正的区块链,只不过是利用区块链技术发展而来的“准区块链”。当然,私有链、联盟链作为符合区块链技术部分特征的衍生品,可被应用在特定的领域、特定的人群,有助于提高交易效率和保障交易安全。

2.去中心化产生技术信任

去中心化的本质属性决定了区块链技术是完全开放的,任何人都可以加入并参与到一个区块链系统中来。在任何去中心化的区块链系统中,所有参与者基于对技术与规则的共识,而非某个机构或者个人的信赖,无所谓人与人之间的信任。在这样的机制下,所有的信息被推定为是对称的,一切行为结果都可预期,因此也就不存在信用问题。与其说,区块链增进了人与人之间的信任,不如说区块链产生的是人对技术的信任。因此,2015年10月,《经济学人》刊文说,区块链让人们在互不信任并没有中立中央机构的情况下,能够做到互相协作,是一台创造信任的机器。

区块链技术的点对点、共同参与等特点,保障了参与者最大程度上的自由和隐私,唤醒参与者的自我意识。每一个“链”上的参与者都可以读取、写入数据,确认他人数据,同时自己的数据也可以被其他人读取和确认。“链”上的每一笔交易都要向整个网络广播,所有的参与者都会因此而知情。人们基于对区块链技术的信任而相互信任,这颠覆了传统的信任概念和信用制度。区块链上的所有数据均不可篡改,区块链技术使得数据永远不会真正与人分离,并确保数据始终用于预先定义的目的。区块链催生了新的信任经济。

3.去中心化天然排斥监管

排斥监管是区块链技术的天然属性。而一旦区块链技术大量应用到各种社会场景中去,不可避免地会涉及投资人、参与者、普通消费者与国家等多方利益,带来许多社会问题。因此,各国政府均对区块链技术的迅猛发展保持高度警惕,并且尝试对其予以规范管理或者监管。

对区块链技术要深刻剖析其机理,采用非常规监管措施。如果监管机构不了解区块链技术的原理,监管就更无从谈起。需要强调的是,对新生事物,要给予其一定的成长空间和较为宽松的制度环境,一味地强监管、严监管,往往会将其扼杀在摇篮里。

制定规范的区块链技术标准

对区块链技术的监管,应该分为两个层面:一是结合区块链技术的具体应用场景,分行业进行监管;另一是针对区块链,制定专门的技术标准,以实现区块链技术的规范、统一。

1.制定区块链技术标准的意义

承载区块链技术的比特币2009年产生,大家公认比特币是区块链技术的1.0版本。在这个基础上,以太坊又加上了智能合约,被视为区块链技术的2.0版本。区块链技术在各行各业的落地与应用,被视为区块链3.0版本。3.0时代完全超越了数字代币时代,也被称为价值互联网。区块链的技术优势特别是去中心化的理念,使其应用具有无限的想象空间。这引发了投资界的极大热情。但是,什么是区块链、一个标准的区块链有哪些技术要求,这些最基本的问题,都缺乏统一的认识。制定统一的区块链技术标准,有助于业界、普通民众以及相关监管部门准确识别。

区块链技术标准的统一不仅仅是一国的问题,更是世界范围内的国际问题。构建统一的区块链技术国际标准,有助于其创新发展。区块链应用企业只有遵循国际标准,才能被国际市场接纳。国际标准化组织(ISO)目前已经开始着手制定区块链和分布式账本技术的国际标准(ISO/TC307),现有包括中国、美国、法国、英国、德国、日本等在内的参加成员35个。

在中国知识产权大数据与智慧服务系统中,以区块链为关键词可以检索到1893件专利文献。中国政府参与制定区块链国际标准的程度越深,中国区块链专利的市场价值越大。在已经立项的10项国际标准中,中国分别承担了分类和本体(Taxonomy and Ontology)的编辑以及参考架构(Reference architecture)的联合编辑职务。

目前,区块链技术热潮带来许多负面影响,形成了很大的泡沫,甚至出现了许多以区块链之名行违法之实的情况。这一方面和投资者、社会大众对新生事物的热情追捧有关,另一方面的原因就是区块链缺乏统一的技术标准。

百度的“度小满Trust”金融区块链开放平台、腾讯的TrustSQL区块链平台都已经正常运营。但是,这些平台之间是否采用了统一的技术标准不得而知,其应用效果还有待于市场的检验。

区块链技术也已经开始应用到国际贸易领域,随着其应用场景的逐步拓展,势必在跨境交易中得到越来越广泛的应用。2018年6月25日,全球首个基于电子钱包的区块链跨境汇款业务在香港版支付宝AlipayHK正式上线。这一跨境业务由三方主体协作完成,分别是中国大陆的蚂蚁金服、印度的GCash和香港的渣打银行(Standard Chartered Bank)。此类区块链技术跨境应用,技术标准如果不统一,也不利于各方对其监管以及商业应用的推广和拓展。

2.区块链技术标准的主要内容

ISO/TC307目前已经立项的区块链和分布式记账技术标准主要涉及十个方面:术语、隐私和个人可识别信息保护概述、安全风险和漏洞、使用区块链和分布式分类账技术的身份管理概述、参考架构、分类和本体、合规性智能合约、区块链和分布式记账技术系统中智能合约的交互概述、数字资产托管人的安全、与互操作性相关的发现问题,等等。

上述诸多技术标准的本质,概括起来,主要涉及以下几个核心问题的解决:第一,什么是区块链。第二,如何利用区块链。第三,如何管理区块链。第四,区块链技术涉及的安全性。

面对区块链这一新兴事物,各国政府都非常谨慎,既担心放任其发展,会对社会各方面带来意想不到的危害,又恐全面禁止错过其发展机遇。制定区块链技术的国际标准将会打消各国的上述疑虑,使区块链的技术优势可被各国、各地区共享,增进全人类的福祉。

区块链技术之所以甫一问世,即受到各界的广泛关注和热捧,主要原因在于其通过技术手段解决现实社会中最大的难题——信任和信用。区块链去中心化的特点,不仅仅意味着可以在金融领域得到充分利用,更是对社会各个方面带来极大的冲击和挑战。面对区块链这样的新型技术,我们应该少一点喧嚣浮躁,多一点理性思考。如何准确理解、合理利用区块链技术,才是正道。

内容来源:经济参考报、大数据分析和应用