區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?/h1>
2017-03-30 18:46:32陳小慧
大眾理財顧問 2017年3期
陳小慧
就像“數(shù)據(jù)庫”一詞表現(xiàn)的意思一樣，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N特定技術(shù)的設(shè)計思想，可以用絕大多數(shù)語言來實現(xiàn)它，實現(xiàn)的方式各不相同。
說到區(qū)塊鏈，就不得不說比特幣。區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，我們可以將其理解為一種公共記賬的機(jī)制（技術(shù)方案），而并非一款具體的產(chǎn)品。區(qū)塊鏈技術(shù)的基本思想是：通過建立一組互聯(lián)網(wǎng)上的公共賬本，由網(wǎng)絡(luò)中所有的用戶共同在賬本上記賬與核賬，以保證信息的真實性和不可篡改性。而之所以叫“區(qū)塊鏈”，是因為區(qū)塊鏈存儲數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是由網(wǎng)絡(luò)上一個個“存儲區(qū)塊”組成的一根鏈條，每個區(qū)塊中包含了一定時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中全部的信息交流數(shù)據(jù)。隨著時間推移，這條鏈會不斷增長。
并非一項全新的技術(shù)
區(qū)塊鏈雖源自比特幣，但此前，已有多項跨領(lǐng)域技術(shù)，皆是構(gòu)成區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)，而現(xiàn)在的區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用，也已經(jīng)遠(yuǎn)超過比特幣區(qū)塊鏈。
比特幣區(qū)塊鏈中最關(guān)鍵的工作量證明機(jī)制采用的是由Adam Back在1997年所發(fā)明的Hashcash工作量證明演算法，此演算法根據(jù)成本函數(shù)的不可逆特性，以容易被驗證但很難被破解為特性，最早被應(yīng)用于阻擋接收垃圾郵件。
在隱私安全方面，區(qū)塊鏈技術(shù)的研究則可回溯到1982年David Chaum提出的注重隱私的密碼學(xué)網(wǎng)路支付系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有不可追蹤的特性，成為比特幣區(qū)塊鏈在隱私安全方面的雛形，之后，David Chaum基于這個理論進(jìn)一步打造出不可追蹤的密碼學(xué)網(wǎng)路支付系統(tǒng)eCash，不過eCash并非去中心化系統(tǒng)。
在區(qū)塊鏈中，每筆交易采用的橢圓曲線數(shù)位簽章演算法（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，ECDSA）由Scott Vanstone等人在1992年提出。這一演算法的歷史最早可追溯至1985年Neal Koblitz和Victor Miller分別提出橢圓曲線密碼學(xué)（Elliptic curve cryptography，ECC）。ECC首次將橢圓曲線用于密碼學(xué)，建立公開金鑰加密的演算法。相較于目前影響力較大的RSA演算法，采用ECC的好處在于可以獲得較短的金鑰，但達(dá)到相同的安全強度。
如何理解區(qū)塊鏈
本質(zhì)上講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N數(shù)據(jù)庫技術(shù)，這種共享的分布式數(shù)據(jù)庫，可記錄各方交易，并增強透明度、安全性和提高效率，其最大優(yōu)勢是解決了交易的信任問題，從而在兩個陌生人之間建立起可靠、安全的交易方案。
下頁圖1清晰展示了單個區(qū)塊鏈的建立和驗證過程，而在圖2中可以看到，區(qū)塊鏈賬本被復(fù)制到多個地點（圖中為簡便只展示6處），每個節(jié)點持有自己的備份，并依據(jù)新的交易數(shù)據(jù)單獨更新。圖中展示了3個連續(xù)的交易。前兩個交易中，數(shù)據(jù)和簽名信息被所有6個節(jié)點通過匹配的“哈?！敝嫡_驗證。但節(jié)點5 的交易3的哈希值與其他節(jié)點不匹配，將被其他節(jié)點通過“共識”加以糾正。
區(qū)塊鏈的類型
目前區(qū)塊鏈主要分為4種不同類型。
公有鏈
公有鏈?zhǔn)侨魏喂?jié)點都向任何人開放，每個人都可以進(jìn)入到這個區(qū)塊鏈中參與計算，而且任何人都可以下載獲得完整區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)（全部賬本）的區(qū)塊鏈。這是最早產(chǎn)生、目前也是應(yīng)用最廣泛的一類區(qū)塊鏈，各大比特幣系列的數(shù)字貨幣基本都基于自身對應(yīng)的公有區(qū)塊鏈。目前為業(yè)內(nèi)所熟知的公有鏈包括比特幣、以太坊、超級賬本、大多數(shù)其他電子貨幣，以及智能合約，其中比特幣區(qū)塊鏈?zhǔn)枪墟湹氖甲妗?/p>
私有鏈
與公有區(qū)塊鏈相對應(yīng)，在有些區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景中，并不希望所有人都有權(quán)限參與該系統(tǒng)的計算和查看數(shù)據(jù)，只有被許可的節(jié)點才可以參與并查看所有數(shù)據(jù)，這種區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)被稱為私有鏈。這一類區(qū)塊鏈因為其形式上的保守而發(fā)展相對滯后。目前幾種處于開發(fā)階段的私有區(qū)塊鏈項目包括Linux基金會、R3CEVCorda平臺，以及Gem Health網(wǎng)絡(luò)的超級賬本項目等，其中以R3CEVCorda影響力最為廣泛。
聯(lián)盟鏈
聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵竻⑴c每個節(jié)點的權(quán)限都完全對等，大家在不需要完全互信的情況下就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可信交換的一種在公有和私有之間發(fā)展出的第三類區(qū)塊鏈。R3組成的銀行區(qū)塊鏈就是典型的聯(lián)盟鏈。但是隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展，不排除今后公有鏈和私有鏈的界限會變得模糊。因為每個節(jié)點可擁有較復(fù)雜的讀寫權(quán)限，也許有部分權(quán)限的節(jié)點會向所有人開放，而部分記賬或者核心權(quán)限的節(jié)點只能向許可的節(jié)點開放。
側(cè)鏈
這是在區(qū)塊鏈這個新生領(lǐng)域中產(chǎn)生的最新概念，主要是指用于確認(rèn)來自于其他區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈，它通過雙向楔入機(jī)制使比特幣、萊特幣等多種數(shù)字貨幣資產(chǎn)在不同區(qū)塊鏈上以一定的匯率實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。目前，側(cè)鏈技術(shù)主要由BlockStream公司負(fù)責(zé)開發(fā)，現(xiàn)已發(fā)布了基于側(cè)鏈技術(shù)的第一個商業(yè)化應(yīng)用Liquid，能夠?qū)崿F(xiàn)交易所功能。
側(cè)鏈的出現(xiàn)對區(qū)塊鏈技術(shù)來說具有里程碑意義，它進(jìn)一步擴(kuò)展了區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用范圍和創(chuàng)新空間。雖然現(xiàn)在它還處于襁褓之中，但是當(dāng)側(cè)鏈技術(shù)發(fā)展成熟后，區(qū)塊鏈將能夠支持包括股票、債券、金融衍生品等在內(nèi)的多種資產(chǎn)類型的運營，以及小微支付、智能合約、安全處理機(jī)制、真實世界財產(chǎn)注冊等層出不窮的應(yīng)用。
陳小慧
就像“數(shù)據(jù)庫”一詞表現(xiàn)的意思一樣，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N特定技術(shù)的設(shè)計思想，可以用絕大多數(shù)語言來實現(xiàn)它，實現(xiàn)的方式各不相同。
說到區(qū)塊鏈，就不得不說比特幣。區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛诺牡讓蛹夹g(shù)，我們可以將其理解為一種公共記賬的機(jī)制（技術(shù)方案），而并非一款具體的產(chǎn)品。區(qū)塊鏈技術(shù)的基本思想是：通過建立一組互聯(lián)網(wǎng)上的公共賬本，由網(wǎng)絡(luò)中所有的用戶共同在賬本上記賬與核賬，以保證信息的真實性和不可篡改性。而之所以叫“區(qū)塊鏈”，是因為區(qū)塊鏈存儲數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)是由網(wǎng)絡(luò)上一個個“存儲區(qū)塊”組成的一根鏈條，每個區(qū)塊中包含了一定時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中全部的信息交流數(shù)據(jù)。隨著時間推移，這條鏈會不斷增長。
并非一項全新的技術(shù)
區(qū)塊鏈雖源自比特幣，但此前，已有多項跨領(lǐng)域技術(shù)，皆是構(gòu)成區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)，而現(xiàn)在的區(qū)塊鏈技術(shù)與應(yīng)用，也已經(jīng)遠(yuǎn)超過比特幣區(qū)塊鏈。
比特幣區(qū)塊鏈中最關(guān)鍵的工作量證明機(jī)制采用的是由Adam Back在1997年所發(fā)明的Hashcash工作量證明演算法，此演算法根據(jù)成本函數(shù)的不可逆特性，以容易被驗證但很難被破解為特性，最早被應(yīng)用于阻擋接收垃圾郵件。
在隱私安全方面，區(qū)塊鏈技術(shù)的研究則可回溯到1982年David Chaum提出的注重隱私的密碼學(xué)網(wǎng)路支付系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有不可追蹤的特性，成為比特幣區(qū)塊鏈在隱私安全方面的雛形，之后，David Chaum基于這個理論進(jìn)一步打造出不可追蹤的密碼學(xué)網(wǎng)路支付系統(tǒng)eCash，不過eCash并非去中心化系統(tǒng)。
在區(qū)塊鏈中，每筆交易采用的橢圓曲線數(shù)位簽章演算法（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，ECDSA）由Scott Vanstone等人在1992年提出。這一演算法的歷史最早可追溯至1985年Neal Koblitz和Victor Miller分別提出橢圓曲線密碼學(xué)（Elliptic curve cryptography，ECC）。ECC首次將橢圓曲線用于密碼學(xué)，建立公開金鑰加密的演算法。相較于目前影響力較大的RSA演算法，采用ECC的好處在于可以獲得較短的金鑰，但達(dá)到相同的安全強度。
如何理解區(qū)塊鏈
本質(zhì)上講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N數(shù)據(jù)庫技術(shù)，這種共享的分布式數(shù)據(jù)庫，可記錄各方交易，并增強透明度、安全性和提高效率，其最大優(yōu)勢是解決了交易的信任問題，從而在兩個陌生人之間建立起可靠、安全的交易方案。
下頁圖1清晰展示了單個區(qū)塊鏈的建立和驗證過程，而在圖2中可以看到，區(qū)塊鏈賬本被復(fù)制到多個地點（圖中為簡便只展示6處），每個節(jié)點持有自己的備份，并依據(jù)新的交易數(shù)據(jù)單獨更新。圖中展示了3個連續(xù)的交易。前兩個交易中，數(shù)據(jù)和簽名信息被所有6個節(jié)點通過匹配的“哈?！敝嫡_驗證。但節(jié)點5 的交易3的哈希值與其他節(jié)點不匹配，將被其他節(jié)點通過“共識”加以糾正。
區(qū)塊鏈的類型
目前區(qū)塊鏈主要分為4種不同類型。
公有鏈
公有鏈?zhǔn)侨魏喂?jié)點都向任何人開放，每個人都可以進(jìn)入到這個區(qū)塊鏈中參與計算，而且任何人都可以下載獲得完整區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)（全部賬本）的區(qū)塊鏈。這是最早產(chǎn)生、目前也是應(yīng)用最廣泛的一類區(qū)塊鏈，各大比特幣系列的數(shù)字貨幣基本都基于自身對應(yīng)的公有區(qū)塊鏈。目前為業(yè)內(nèi)所熟知的公有鏈包括比特幣、以太坊、超級賬本、大多數(shù)其他電子貨幣，以及智能合約，其中比特幣區(qū)塊鏈?zhǔn)枪墟湹氖甲妗?/p>
私有鏈
與公有區(qū)塊鏈相對應(yīng)，在有些區(qū)塊鏈的應(yīng)用場景中，并不希望所有人都有權(quán)限參與該系統(tǒng)的計算和查看數(shù)據(jù)，只有被許可的節(jié)點才可以參與并查看所有數(shù)據(jù)，這種區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)被稱為私有鏈。這一類區(qū)塊鏈因為其形式上的保守而發(fā)展相對滯后。目前幾種處于開發(fā)階段的私有區(qū)塊鏈項目包括Linux基金會、R3CEVCorda平臺，以及Gem Health網(wǎng)絡(luò)的超級賬本項目等，其中以R3CEVCorda影響力最為廣泛。
聯(lián)盟鏈
聯(lián)盟鏈?zhǔn)侵竻⑴c每個節(jié)點的權(quán)限都完全對等，大家在不需要完全互信的情況下就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可信交換的一種在公有和私有之間發(fā)展出的第三類區(qū)塊鏈。R3組成的銀行區(qū)塊鏈就是典型的聯(lián)盟鏈。但是隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展，不排除今后公有鏈和私有鏈的界限會變得模糊。因為每個節(jié)點可擁有較復(fù)雜的讀寫權(quán)限，也許有部分權(quán)限的節(jié)點會向所有人開放，而部分記賬或者核心權(quán)限的節(jié)點只能向許可的節(jié)點開放。
側(cè)鏈
這是在區(qū)塊鏈這個新生領(lǐng)域中產(chǎn)生的最新概念，主要是指用于確認(rèn)來自于其他區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的區(qū)塊鏈，它通過雙向楔入機(jī)制使比特幣、萊特幣等多種數(shù)字貨幣資產(chǎn)在不同區(qū)塊鏈上以一定的匯率實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。目前，側(cè)鏈技術(shù)主要由BlockStream公司負(fù)責(zé)開發(fā)，現(xiàn)已發(fā)布了基于側(cè)鏈技術(shù)的第一個商業(yè)化應(yīng)用Liquid，能夠?qū)崿F(xiàn)交易所功能。
側(cè)鏈的出現(xiàn)對區(qū)塊鏈技術(shù)來說具有里程碑意義，它進(jìn)一步擴(kuò)展了區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用范圍和創(chuàng)新空間。雖然現(xiàn)在它還處于襁褓之中，但是當(dāng)側(cè)鏈技術(shù)發(fā)展成熟后，區(qū)塊鏈將能夠支持包括股票、債券、金融衍生品等在內(nèi)的多種資產(chǎn)類型的運營，以及小微支付、智能合約、安全處理機(jī)制、真實世界財產(chǎn)注冊等層出不窮的應(yīng)用。
