從治理瞭解區塊鏈

區塊鏈雖然是一種技術,但既不是典型的硬技術,也不是通常意義上的軟技術。何為硬技術?比如,機械發明就是一種硬技術,肉眼可見、伸手可摸。而軟技術,比如,支付寶、餘額寶等就是典型代表,最近幾年已經廣泛運用於人們的日常生活。而在區塊鏈中,既包括硬技術,又含有軟技術。

區塊鏈涉及相當廣泛的硬技術和軟技術,介紹和解釋區塊鏈涉及眾多概念,進而發生概念A需要概念B解釋、概念B需要概念C解釋、概念C又回到概念A的情況,概念套概念。一個概念不清楚,會阻礙下一個概念和原理。

(一)區塊鏈與傳統經濟和數字經濟的關係區塊鏈是連接傳統經濟和數字經濟的橋梁。

眾所周知,傳統經濟一共包括三個產業,這些產業都看得見、摸得著、能體驗。例如,第一產業中,農業與人們的生活密切相關;第二產業中的加工製造業,

生產出來的產品,用戶都能直接體驗到其使用價值,如桌子或汽車;而第三產業中的看電影、去餐館吃飯,消費者更能直接感受到。

數字經濟是一種新型經濟形態,可以將所有的經濟行為數字化和數據化。這個數字化和數據化是以計算機0和1語言為基礎的,但是,這種數字並不是數字經濟的數字。比如,音樂產品,過去音樂的傳播主要通過歌唱家的演唱會,歌唱家提供藝術服務,聽眾享受音樂藝術付款,屬於第三產業。之後,有了唱片和磁帶,但是傳播有限,到了移動互聯網時代,音樂可以通過智能手機無障礙傳播。因為音樂產業實現了通過0和1的代碼改造的數字化。在不知不覺中,每個人都處於既在傳統經濟中生活、生存、工作,也在數字經濟中生活、生存與工作的狀態。

區塊鏈是人類經濟活動不斷擴大、規模不斷擴展之後,減少相互信任和相互證明成本的唯一道路。在未來日益複雜的世界,區塊鏈可以澈底解決如何證明「我媽是我媽」的問題。

(二)區塊鏈核心是共識機制

區塊鏈核心是共識機制,共識機制就相當於國家的管理辦法,常用的PoW、PoS、DPoS、PBFT等共識機制分別對應著現行國家體制。

所謂共識機制,就是所有記賬節點之間怎麼達成共識,如何認定一個記錄的有效性?共識機制既是一種認定方法,也是一種防止篡改的手段。區塊鏈提出的幾種共識機制,適用於不同的應用場景,實現了效率和安全性的平衡。

區塊鏈的共識機制具備兩個特點:一個是「少數服從多數」,但並不完全指節點個數,也可以是計算能力、股權數或者其他計算機可以比較的特徵量;一個是「人人平等」,只要節點滿足了相應的條件,所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並成為最終共識結果。比如,比特幣採用的是工作量證明,只有控制了全網超過51%的記賬節點,才可能偽造出不存在的記錄。只要加入區塊鏈的節點足夠多,就能杜絕造假的可能。

區塊鏈是一種去中心化的分布式賬本系統,不僅能用來登記和發行數字化資產、產權憑證、積分等,還能以點對點的方式進行轉賬、支付和交易;區塊鏈系統完全公開,不可篡改,可以防止多重支付,不依賴於任何第三方。

常用的共識機制有以下幾種,如表所示。

常用的共識機制
常用的 共識機制說明
Pow 工作量證明該機制的優勢在於:演算法簡單,容易實現;節點間不用交換額 外的資訊,就能達成共識;要想破壞系統,需要投入極大的成本 缺點在於:浪費能源,無法縮短區塊的確認時間;為了減少比特幣 的算力攻擊,新區塊鏈需要找到一種不同的散列演算法;容易產生 分叉,需要等待多個確認;沒有最終性,需要檢查點機制來進行 彌補
Pos 權益證明該機制的優勢在於:將PoW中的算力改為系統權益,擁有的權益 I 越大,成為下一個記帳人的概率也就越大。缺點在於:沒有專業 化,擁有權益的參與者不一定希望參與記帳;容易產生分叉,需要 等待多個確認;沒有最終性,需要檢查點機制來彌補
Pool 驗證池該機制的優勢在於:基於傳統分散式致性技術建立,並輔之以 資料驗證機制,是目前區塊鏈中廣泛使用的一種共識機制;不依賴 代幣,在分散式一致性演算法的基礎上,可以實現秒級共識驗證,適 合多方參與的多中心商業模式。缺點在於:能夠實現的分散式程度 不及PoW機制等
瑞波協定 共識演算法該機制的優勢在於:每個服務節點都會維護一個信任節點清單, 且認為信任清單中的節點不會聯合起來作弊;在共識過程中,各個 需要共識的交易只接受來自信任節點列表中節點的投票,只有超過 一定的閾值,才能達成共識。缺點在於:弱中心化,防攻擊能力比 較弱
PBFT 實用拜占 庭容錯演算法該演算法經過預準備、準備和確認三個階段,達成一致性;通過投 票達成共識,就能很好地解決分叉等問題,同時提升網路效率,但 可擴展性相對較差
PaxosPaxos被用於分散式系統中典型的例子就是zookeeper,是第一個 被證明的共識演算法,其原理基於兩階段提交並擴展。Paxos演算法中將 I 節點分為三種類型:(1) Proposer:提出一個提案,等待大家批准 為結案,是用戶端擔任該角色。(2)Acceptor:負責對提案進行投 票,是服務端擔任該角色。(3)Leamer:被告知結案結果,並與之 統一,不參與投票過程
常用的 共識機制說明
RafiRaf演算法是對Paxos演算法的一種簡單實現,主要包括三種角色: Leader., Candidate 和 Follower,其基本過程:Leader選舉:每個 Candidate隨機經過一定時間都會提出選舉方案,最近階段中得票最 多者被選為Leader。同步Log:Leader會找到系統中Log最新的記錄, 並強制所有的Follower來刷新到這個記錄。這裡的Lg指的是各種事 件的發生記錄

(三)區塊鏈價值遠超互聯網

區塊鏈的價值遠超互聯網,其基本價值主要體現在:

(1)提昇效率。效率的指數級提昇,是區塊鏈的最顯著特徵。區塊鏈上資訊共享、規則透明,在協作中可以做到效率最大化,只要提供一個共享目標,就能自動運作;同時,只要應用起來,就能完全代替整個領域或局部領域,而非簡單的優化。

(2)鼓勵生產。區塊鏈是一種自動化的公平的協作鏈,鏈上的角色分配,除了原始系統的開發設計者外,區塊鏈上的玩家只有一種角色,即生產者。各生產者通過節點之間的區塊廣播與其他生產者進行工作同步。

(3)穩定安全。區塊鏈的不可篡改和可溯源特性,讓安全成為明顯的價值特徵。運用分布式系統技術,就能永久保存可保障數據,可溯源、可追索,保障數據的安全,保障公鑰、私鑰數據資訊的安全。