關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究與分析

鄧上煜 魏周思宇 吳鵬程

摘要：區(qū)塊鏈是當前互聯(lián)網(wǎng)火熱的一種技術(shù)，在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展越來越蓬勃的年代，人與人之間的信息傳遞方式幾乎被徹底改變。而區(qū)塊鏈作為一種新型互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)造信任的“機器”，具有“去中心化”的特點，將很有可能改變當前互聯(lián)網(wǎng)靠信譽，靠權(quán)威機構(gòu)認證，靠最高權(quán)限部門記錄數(shù)據(jù)的中心化的“信任關(guān)系”。同時區(qū)塊鏈技術(shù)還具有很高安全性等優(yōu)點，將可能成為又一場技術(shù)革命。

關(guān)鍵詞：去中心化；安全性；“信任關(guān)系”

1 區(qū)塊鏈技術(shù)介紹

1.1 區(qū)塊鏈是什么

它是一個數(shù)據(jù)存儲計算系統(tǒng)，能在上面進行計算。同時基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式，由很多節(jié)點組成。也就是說，區(qū)塊鏈是在互聯(lián)網(wǎng)分布式下的數(shù)據(jù)計算和存儲系統(tǒng)?？梢岳斫鉃楣矓?shù)據(jù)庫。

1.2 區(qū)塊鏈技術(shù)原理

1.2.1 鏈式規(guī)則

在區(qū)塊鏈中在區(qū)塊鏈中，每個區(qū)塊都包含有：數(shù)據(jù)、當前區(qū)塊的哈希值和前一個區(qū)塊的哈希值。根據(jù)區(qū)塊鏈類型不同而存儲不同類型的數(shù)據(jù)。每個區(qū)塊都包含當前區(qū)塊哈希值和之前一個區(qū)塊的哈希值，這讓區(qū)塊之間存在了鏈式結(jié)構(gòu)。在這種鏈式結(jié)構(gòu)中，后面區(qū)塊指向前一個區(qū)塊，而第一個區(qū)塊則沒有指向我們稱它為創(chuàng)世區(qū)塊。在這一級一級的指向性結(jié)構(gòu)中，如果中間某個區(qū)塊發(fā)生了改變，會導致后面所有節(jié)點的區(qū)塊發(fā)生改變，因此，當有人要加入新節(jié)點或是篡改數(shù)據(jù)時則必須重新計算所有區(qū)塊的哈希值，這也叫做工作量證明。

1.2.2 去中心化

區(qū)塊鏈使用P2P對等網(wǎng)絡(luò)，其點對點的傳輸技術(shù)，是區(qū)塊鏈脫離中心化服務(wù)器控制，形成公共賬本存在的基礎(chǔ)。在此網(wǎng)絡(luò)中，沒有中央服務(wù)器。當有人加入進網(wǎng)絡(luò)時，他將得到完整的區(qū)塊鏈副本，這個副本可以用來驗證區(qū)塊鏈是否正常有序。

2 區(qū)塊鏈的應用

2.1 區(qū)塊鏈的特點

2.1.1 作弊成本高的共識機制

區(qū)塊鏈是分布式賬本沒有中心結(jié)構(gòu)，因此需要一種共識機制來代替中心結(jié)構(gòu)承擔決議者的作用，即共識算法。常見的共識算法有：POW，POS，DPOS，PBFT等，不同的區(qū)塊鏈基于不同的共識機制。

舉例說明：在基于POW的區(qū)塊鏈中，當有新的區(qū)塊加入進來時，新的區(qū)塊會被發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點，每個節(jié)點用戶都可以利用共識算法來驗證當前區(qū)塊是否正常，如果這是一個正常的區(qū)塊，用戶節(jié)點會將這個區(qū)塊加入到自己的區(qū)塊鏈副本中，當網(wǎng)絡(luò)中超過50%節(jié)點加入了該區(qū)塊，該區(qū)塊才能在整個網(wǎng)絡(luò)中有效存在，如果想加入一個異常區(qū)塊，則必須控制區(qū)塊鏈中50%以上的用戶節(jié)點并且獲得足夠的工作量證明。這幾乎是不可能的。

2.1.2 存在于互聯(lián)網(wǎng)，向所有用戶公開

區(qū)塊鏈是去中心化的，在鏈中每個節(jié)點都擁有整條鏈的完整數(shù)據(jù)，所有的信息都向用戶完全公開。

2.1.3 很安全的加密技術(shù)

區(qū)塊鏈使用了哈希值作為區(qū)塊數(shù)據(jù)和身份認證的密碼。哈希值是根據(jù)區(qū)塊數(shù)據(jù)通過特定計算公式生成的一串絕不重復且不規(guī)則的字符串，一旦數(shù)據(jù)改變則哈希值改變，并且哈希值不能逆推數(shù)據(jù)。區(qū)塊鏈根據(jù)哈希算法生成公匙和私匙用于身份驗證，公匙作為用戶地址，私匙由用戶私人持有，身份驗證需公匙私匙同時具備。

2.2 區(qū)塊鏈的發(fā)展應用

區(qū)塊鏈是一種全新的安全性高，去中心化的經(jīng)濟體系，它具有安全程度高，自由，公平的優(yōu)點。中心化結(jié)構(gòu)有中心組織的開發(fā)團隊和運營團隊，同時也擁有最大的盈利然由他們維持并推動這個經(jīng)濟體系發(fā)展。但在這種沒有中心結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟體系中，它怎么運營、怎么推廣、技術(shù)怎么迭代？其實它也有一套經(jīng)濟體系在運行。首先是眾籌資金，拿到資金后做產(chǎn)品開發(fā)，上線之后發(fā)行token（價值交換的媒介），然后上線挖礦，由礦工負責整個網(wǎng)絡(luò)的運營計算工作，挖礦獎勵可以去交易所變現(xiàn)，有了錢之后就可以運營推廣，之后產(chǎn)品又有了新的生命力，進行更新迭代。每一個環(huán)節(jié)組成一個命運共同體，共同進化，它是自我循環(huán)的；技術(shù)歸屬于所有人，依托于區(qū)塊鏈而不是某個組織。當然這個體系還不是很完善，區(qū)塊鏈仍處于一個探索發(fā)展的階段。不過從結(jié)構(gòu)體系角度方面講，這是一個技術(shù)與商業(yè)的完美結(jié)合。

3 區(qū)塊鏈利弊分析

3.1 缺點

區(qū)塊鏈是一種全新的結(jié)構(gòu)體系，有很多優(yōu)點，但也有一些不足：

3.1.1 性能方面問題

去中心化結(jié)構(gòu)無可避免的達不到中心化結(jié)構(gòu)的性能。主要原因在于，區(qū)塊鏈采用的是分布式賬本的技術(shù)，其運算結(jié)果都必須同步到每一個節(jié)點上才算達成了共識。這就好比一群人做決定，必須經(jīng)過討論才能達成共識，和一個人做決定的速度相比，前者一定會比后者慢。舉個很簡單的例子：微信如果能保證每個用戶的隱私安全但是用戶使用軟件時的每一步操作都要多等個十幾秒你能接受嗎？

3.1.2 更新難度問題

在區(qū)塊鏈中所有的公鏈都是開源項目。一般人若想成為節(jié)點，必須下載其開源軟件才能參與網(wǎng)絡(luò)并共同維護賬本，每個人都運行一樣的軟件，才能讓節(jié)點間的賬本能夠同步，它是分散式的系統(tǒng)，即便開發(fā)者想更新軟件，也得網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點都買單才行，這就加了其更新的難度。

3.2 區(qū)塊鏈是否有發(fā)展價值

總的來說，區(qū)塊鏈的去中心化結(jié)構(gòu)也不是完全有利無害的，和去中心化結(jié)構(gòu)相比，兩者各有適用場景，不可以說誰能完全勝過誰。生存規(guī)則依附于生存結(jié)構(gòu)，在當前基本上都是中心化的社會結(jié)構(gòu)中，如果出現(xiàn)很完善的去中心化的結(jié)構(gòu)，將兩者合理使用于各自適用的場景則可以使社會或者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的結(jié)構(gòu)與規(guī)則更“兼容”的效果，所以區(qū)塊鏈這種標準去中心化結(jié)構(gòu)對于社會發(fā)展有很大積極效應，繼續(xù)發(fā)展完善區(qū)塊鏈技術(shù)是社會很有必要進行下去的一個發(fā)展方向，迎接兩種結(jié)構(gòu)同時存在，更加兼容更加美好社會，讓我們拭目以待吧。

作者簡介：第一作者鄧上煜（1998），男，漢族，四川簡陽人，大專，四川大學錦城學院學生，研究方向：互聯(lián)網(wǎng)應用。

*通訊作者：第二作者魏周思宇（1993），女，漢族，四川內(nèi)江人，本科，四川大學錦城學院輔導員，研究方向：公共管理。