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区块链诞生的背景与机制

区块链诞生的背景与机制

作者: 个人发展教练张帅 | 来源:发表于2018-06-23 23:31 被阅读0次

    一、文字与货币

    在人类文明的历史长河中,有两样东西的诞生,具有极为特殊的地位,甚至其他任何创造都无法与之相提并论,他们就是文字与货币。

    文字的发明,使得人类能够在精神层面做到可靠的交流与传承,而货币的发明,则让人类在物质层面能够做到这一点,如果没有这两者,人类作为一个群体,将无法获得知识与财富的迭代与累积,也就不会有人类辉煌的文明成果。

    现今我们发现最早的文字记录,是在公元前3000年左右,美索不达米亚平原南部的苏美尔人,用削成三角尖头的芦苇杆,将文字刻写在泥板上,然后将泥板烘干,以便于保存,这就是最早的文字形式-楔形文字。

    巧合的是,货币制度也同时在这一地区诞生,苏美尔人发明了已知最早的货币-大麦货币,它们将定量的大麦作为通用的单位,用来衡量和交换其他各种货物和服务。那么有意思的是,他们记载的内容不是诗歌,也不是哲学,而是生意,因为美索不达米亚文明属于城邦文明,发展出了丰富的商业行为,它们记录在泥板上的就是经营相关的事项和账本。

    说到中国,秦始皇统一六国之后,在全国范围内统一了文字,把小篆作为全国通用的书写规范,废除各国原来的货币,统一使用圆形方孔的秦半两。那统一的文字,对推行法令、传播文化起到非常重要的作用,而统一的货币,改变了过去货币的混乱状态,促进了全国各地的商品交换和经济交流。

    下面我穿插一个故事,在圣经创世纪里面有这么一个故事:讲的是起初人类有共同的语言,并且一起居住在幼发拉底河相距不远的地方。人们利用河谷的资源在那里建筑城和塔,以聚集全体人类。上帝降临视察,认为人类过于自信和团结,一旦完成计划,人类将无所不能。,于是上帝就决定打乱人们的口音和语言,并使人类分散各地,操持同着不同的语言,互相之间难以交流,这个塔就是巴别塔。

    抛开宗教方面的意义不谈,那这个故事告诉我们,如果全人类能顺畅的交流,那么所能产生的能量和带动的改革是巨大的。假如货币也能够统一的话,很难想象,我们的经济生活会有发生怎样巨大的变化与飞跃?

    所以文字与货币也都是人类进行更高效交流的手段,本质上,文字作为一种人际交流的手段,承载的是信息。

    而信息,早在文字出现之前就已经存在,后来随着印刷术的发明,使知识传播的范围和有效性得到了极大的提高。到了19世纪后期,随着第二次工业革命的到来,电力得到广泛的应用,信息传输技术也得到了又一次跨越式的发展,人们发明了电报、电话,从此以后,一个以信息为关键词的时代到来啦。而科学家香农则对信息时代的最大推手。

    1948年,香农发表了《通信的数学原理》,这篇具有划时代意义的论文,奠定了现代信息论的基础。在文章中,香浓为人类引入了一个新的单词:比特。牛顿量化了力,建立起经典物理学的大厦;香浓则量化了信息,打下了人类进入信息时代的基础。如今比特作为衡量信息多少的单位,已经与米、千克、分钟一样,成为人类生活中最基本的量纲之一。在香农对信息的概念加以简化,并用比特作为量纲衡量之后,信息得以全面发展与应用。

    如果我们说文字作为一种人际交流的手段,承载的是信息,那么,货币,是作为一种价值传输的载体,承载的是信用。

    现代经济学认为,现代市场经济从根本上是一种信用经济,因为随着分工的深化和市场的扩大,信用出现在借贷活动和其他一切市场活动中,信用是维系商品交换的基本前提,是市场经济良好并高效运行的基础。

    尤瓦尔赫拉利在《人类简史》中说,金钱就是一种互相信任的系统,而且还不是随随便便的某种系统,金钱正是有史以来最普遍也最有效的互信系统。

    最早发明钱的时候,人们还没有这种信任,所以要当做货币的事物本身,就得有实际的价值,比如,苏美尔人的大麦货币制度。而随着信任的建立,货币就开始向基于纯粹的信用,而不需要有内在价值的方向演化。后来出现的纸币,就是基于国家的信用发行的。

    自第二次工业革命以来,从电报、电话到互联网信息的传递方式不断升级,价值的传递方式也因此得到了同步发展,从纸币逐渐发展出以信用卡、网银、移动支付为代表的电子货币,并取得了飞速发展。

    互联网是为了解决信息的高效传输而被发明的,在这个网络中,信息在全球范围内的点对点传输,变得异常高效与廉价。然而,这种信息传输网络并没有对有价值的信息进行保护的内在机制,在网上复制传播乃至篡改一条信息的成本几乎为零,我们无法点对点的传递带有所有权的信息。

    一些传统行业,比如唱片业、出版业,在互联网诞生后受到了极大冲击,就是这个特征带来的必然结果。虽然目前各国政府对网上内容的版权保护力度越来越大,但仍然很难从技术层面上杜绝侵权问题。

    从电子货币的诞生与发展来看,虽然我们已经做做到了让货币以数字化的形式高效流通,但这种数字化还相当初级,我们不得不依赖大量的第三方中介机构,才能保证电子货币的流通,而这种形式,不仅引入了中心化的风险,也提升了传输的成本。

     区块链就是在这样的背景下诞生的,由于信息与价值的密不可分,我们有了互联网这个全球范围的高效可靠的信息传输系统后,必然会要求一个与之匹配的高效可靠的价值传输系统。也就是说,互联网下的信息传递,不断加大的带宽与现有信息传输的价值是不对等的,目前带宽信息程度可要求支撑点对点直接去中心化的信息所有权的传输。

    那么,如果要达成去中心化的目标,从设计记账系统的角度,显然需要具备以下两个条件:

    1、账本数据的存储,必须是去中心化的,不能指定任何参与方拥有特殊的保存账本的权利,或者说,我们需要让所有参与方都平等的拥有保存账本的权利。

    2、记账行为本身必须是去中心化的,不能指定任何参与方,拥有特殊的记账权利,或者说,我们需要让所有参与方都平等的拥有记录账务的权利。

    下面我们来分析一下,想同时达到以上两条件,有多么困难。

    我们先看第一个条件,这个并不复杂,只需要让系统的每个参与方都能保存完整账本即可。

    那么接下来,我们把第二个条件加进来,这个时候就发现麻烦来了:在所有参与方都可以保存账本的前提下,又让所有参与方都拥有记账的权力,那么必然会导致账本数据的不一致。

    这个很好理解,因为即使不考虑恶意的参与方,由于每一个参与方所处的物理环境不同,因此,接收到的账务信息不可能是完全一致的。而作为一个记账系统,数据的一致性是最基本的要求。如果我们不能拥有一致的账本数据,大家记的帐各不相同,那么整个记账系统无疑会乱作一团,也就没有任何价值。

    所以依据之前的分析,既然所有参与方与同时记账会导致混乱,那么为了保证数据的一致性,我们就不得不选择让某个特定参与方拥有存储账本的权利,或者是记账的权利,那么这样的话,就会至少与上面的两个条件之一相违背,这似乎成了不可能解决的问题。

    中本聪的就构造了一个极为精巧的系统,解决了这个看起来不可能完成的任务。

    这个系统被称为区块链,从字面意思上来讲,区块链就是以区块这个东西组成的链条,那么区块是什么呢?我们可以先做一个形象的类比,如果区块链是一个实物账本,那么区块就相当于是账本中的一页,区块中承载的信息就是这一页上记载的交易内容。

    那么区块链是靠怎样的架构设计,最终解决了去中心化记账的难题呢?竞争记账机制成为了解决问题的关键。

    这里我们要引入一个称为节点的概念,在当前的信息时代,负责记账的自然是计算机,而在记账系统中,接入的每一台计算机都可以称作为节点,所以竞争记账就是以每个节点的计算能力来竞争记账权的一种机制。

    在比特币系统中,大约每十分钟进行一轮算力竞赛计算得出一个哈希值(也称Pow工作量证明机制,计算哈希值需要经过大量尝试计算,计算时间取决于机器的哈希运算速度,当某个节点得出一个合理的哈希值,说明该节点确实经过了大量的尝试计算工作。)

    竞赛的胜利者,能获得一次记账的权利,即向区块链这个总账本写入一个新区块的权力。这样能在一定时期内,只有竞争的胜利者才能完成一轮记账,并向其他节点同步新增账本信息,那么这个过程的就是区块而产生的过程。

    不过,算力竞争是要付出成本的,没有激励,节点就没有进行竞争的动力。在中本聪的设计里,每轮竞争胜出并完成计算的节点,将可以获得系统给予的一定数量的比特币奖励,那么这个奖励的过程的同时,也是比特币的发行过程。

    节点不停的进行计算,以期获得系统发放的比特币,这种设计是相当的巧妙,它将竞争记账机制与发行的货币完美的结合到一起,在引入竞争的同时,解决了去中心化货币系统中发行的难题,这个过程得很像现实生活中黄金开采的过程,因此,被人们形象地称为挖矿。

    比特币网络的流程功能:

    1、新交易广播到全网的节点,每个节点会收到交易消息;

    2、每个挖矿节点将新交易收集到的节点的内存,并组装成区块;

    3、每个挖矿节点都尝试在自己的区块中找到一个具有足够难度的工作量证明;

    4、挖矿节点解出一个工作量证明,把有效的区块链数据向全网广播,并获得代币奖励。

    5、当且仅当包含在该区块中的交易都是有效的,并验证其完成的工作量,证明其他节点才认同该区块的有效性;

    6、其他挖矿节点表示接受该区块,并在该区块的末尾制造新的情况,以延长整个区块的链条。

    所以最终的区块链,通过构造一个以竞争-记账-奖励为核心的经济系统,解决了去中心化记账的难题。比特币借助区块链打造了一个正向循环的经济系统,才使得其在没有强大的中心化机构或组织推动的情况下,自然的生长出来并发展壮大。

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