區塊鏈的核心技術分析

柏樂飛

摘?要：區塊鏈技術，不會存在任何中心機構和中心服務器，所有交易發生在每個人電腦或者手機上安裝的客戶端應用程序中。實現點對點直接交互，節約資源，使交易更自主化、簡易化，又排除被中心，區塊鏈可以理解成一種公共記賬的技術方案，系統是完全開放并且透明的，賬簿對所有人公開，實現數據共享。區塊鏈采取單向哈希算法，每個新產生的區塊嚴格按照時間線形順序推進，時間的不可逆性、不可撤銷導致任何試圖入侵篡改區塊鏈內數據信息的行為易被追溯，導致被其他節點的排斥，造假成本極高，從而可以限制相關不法行為。

關鍵詞：智能合約;共識機制;密碼學原理;分布式賬本

中圖分類號：F23?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.17.040

1?區塊鏈的主要技術

1.1?智能合約

簡單說就是傳統合約數字化網絡化版本。它們不僅是區塊鏈上運行的計算機程序，還滿足在源代碼中寫入條件時自行的執行。智能合約編寫一旦寫好就會被用戶信賴，合約條款就不會被改變，所以合約是不能更改的，并且任何人也不能修改。

1.2?共識機制

所謂的“共識機制”，就是一套方法論來讓參與者能形成共同認識。比如在線下生活中，美國通過投票來選總統，整個投票選舉的過程和方法論集合，就是一種共識機制，讓整體美國人對誰來當總統達成一個共識。而“共識機制”又會被稱為“共識算法”。

區塊鏈的共識機制有很多，但是沒有一種共識機制是完美無缺的，這也意味著沒有一種共識機制適合所有應用場景，各共識機制都有其優缺點，有些共識機制也是為解決一些特定的問題而生，以下是幾個主要的共識機制說明。

1.3?密碼學原理

比特幣錢包中包括了一個私匙和一個公匙，簡單的來說私匙就像我們自己的銀行賬戶密碼，只有通過這個密碼才能打開我們的賬號去轉賬，而公匙就是我們的賬號，當我們把賬號發給別人對方才可以轉賬給我們。而私匙和公匙的單一轉換性確保了轉賬來源方的私密安全。什么叫單一轉換性？就是說只有私匙可以轉化為公匙，公匙不能反向轉化為私匙。私匙是一串隨機選擇的數字，通過橢圓曲線運算（elliptic curve multiplication），轉化成另一串數字，也就是公匙。接著，再通過一則單向性哈希密碼方程（one-way cryptographic hash function），得到比特幣地址。在這兩個運算當中，因為他們均非對應方程，也就是說輸入值（input）只會有一個對應的輸出值（output），但輸出值會有多個對應的輸入值，所以沒有人能通過公匙反方向追查私匙，確保了私匙的安全性。

1.4?分布式賬本

分布式賬本是一種在網絡成員之間共享、復制和同步的數據庫。分布式賬本記錄網絡參與者之間的交易，比如資產或數據的交換。

分布式賬本技術的一種實現是開源 Hyperledger Fabric 區塊鏈。

2?未來發展趨勢

區塊鏈將對未來大的經濟社會產生巨大的影響，有望重塑人類互聯網活動形態。區塊鏈近期的發展趨勢主要有以下幾個方面。

（1）鑒于公有鏈的安全性及交易量與日俱增對現網容量之間的平衡問題，未來區塊鏈的應用領域將以聯盟鏈、私有鏈或混合鏈為主。比特幣模式增加了區塊鏈網絡的維護成本，對于低價值、低風險的交易來說并非完全適用。考慮到效率及安全的提升，未來將是以聯盟鏈、私有鏈、或由聯盟鏈和私有鏈組成的混合鏈組成。

（2）多中心化。區塊鏈可以構建可信任中心體系，把分散獨立的各自單中心，提升成多方介入的統一多中心，提高信任度、傳遞效率，減少交易成本。即在信息不對稱、不確定的環境下，建立滿足各種活動賴以發生、發展的“信任”生態體系。

（3）從金融創新帶動其他行業應用突破。

區塊鏈的應用領域將先從對交易各方有相互建立信任的需求，但又不容易建立信任關系的領域切入，如金融、證券、保險等領域。隨著應用普及和社會認知度的提高，區塊鏈將逐漸向社會各領域滲透。比如區塊鏈已經初步的應用于政治選舉、企業股東投票、博彩、預測市場等領域。

（4） 智能合約的社會化。

未來，任何契約型的約定都實現智能化，利用智能合約能夠保障所有約定的可靠執行，避免篡改、抵賴和違約。除了將社會中的有形資產轉變為數字智能資產進行確權、授權和實時監控外，區塊鏈還可應用于社會中的無形資產管理，如知識產權保護、域名管理、積分管理等領域。

3?展望

區塊鏈首先解決的是信任成本，從而使得交易成本能大幅降低。其次區塊鏈通過密碼學理論解決了互聯網的價值傳輸，卻不是傳統的信息復制。區塊鏈是一種工具，然而，它和大多數人描述的不同，它不僅是一個創造無政府主義或者絕對自由和平等的工具，還能夠去中心化的工具。不是使用了區塊鏈就會帶來絕對的去中心化，而是，在目前這種幾乎任何服務或者應用都必須通過中心化的方式提供的社會中，提供一種中心化的方式之外的，能夠提供某種程度上去中心化的服務的選擇。

研究咨詢公司 MarketsandMarkets 在專題調研報告1中預測，2016 年至 2021 年之間，全球區塊鏈市場應用和方案供應商的復合年均增長值將達到最高。這類供應商的業務包括支付、文件證明、交易和其它用于提高企業運作效率的方案。

從地區市場角度分析，2016 年北美區塊鏈市場所占份額最高。2016 年到 2021 年期間，亞太地區的復合年均增長率將實現最大化，澳大利亞和中國將優先從區塊鏈技術的諸多潛力中獲益。

未來，區塊鏈技術主導下的娛樂和媒體行業發展速度將持續加快，醫療健康、物聯網、供應鏈等行業應用則緊隨其后，它獨有的特性使得應用范圍越來越廣。

4?總結

區塊鏈是一個由去中心化網絡中，基于公式算法而達成的不可篡改的賬本。通過加密數字簽名（Cryptographic Signing），并用“賬本”將記錄連在一起，就形成了一個鏈條，這就是區塊鏈和分布式賬本技術的不同。同時，基于區塊鏈的具體應用，大眾和用戶有機會就其結構、運行等方面闡述自己的觀點，甚至施加影響。

基于blockchain有了更通用的應用平臺以太坊（Ethereum），不限于作為貨幣（CryptoCureency），要點就是信用點，程序作為contract，這就是AI政府的前身，天網的真正形態。

信用點可以用來控制權限，作為非貨幣獎勵獎勵懲罰各種行為，調控整個社會，比貨幣作用更廣泛，有更多區分層次。

用程序，smart contract來協調人的合作，條件公開，大家都服氣，減少官僚制度損耗，很多政府職能都能被這替代。

人們逐漸習慣之后，就是讓主機管理社會，最后成為天網了。管理社會，智能不是關鍵，制定規則，執行規則是關鍵。

參考文獻

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