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区块链相关知识和信息

区块链相关知识和信息

作者: 果果小猴子 | 来源:发表于2019-01-02 15:02 被阅读0次

    2018年很多知名企业都有了自己的区块链!百度的度宇宙,网易的网易星球,天涯的TYT以及简书的FTN……作为新人开始留意区块链的信息,顺便跟大家一起分享研究研究!

    什么是区块链?狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。

    去中心化

    是指互联网发展中形成的社会关系形态和内容产生形态,相对于传统“中心化”结构而言,它是开放式、扁平化、平等性的系统现象或结构。简单来说,在一个多节点的系统中,每个节点都高度自治,并且都有可能成为阶段性的中心,但并不具备强制性的中心控制功能。

    去中心化并非不要中心,而是实现中心的多元化。即,任何人都可以成为中心,且任何中心都不具备永久性,中心对每个人不具备强制作用。

    区块链的分类情况

    区块链技术的分类也是随着各方面的应用而越来越明朗化,区块链目前分为三类:私有链、公有链、联盟链。

    私有链是指存在一定的中心化控制的区块链。仅仅使用区块链的总账技术进行记账,可以是一个公司,也可以是个人,独享该区块链的写入权限,本链与其他的分布式存储方案没有太大区别。参与的节点只有用户自己,数据的访问和使用有严格的权限管理。联盟链由于存在一定的中心化控制,所以也可以认为是属于私有链范畴。

    公有区块链是最早的区块链,也是目前应用最广泛的的区块链。是指像比特币区块链这样的完全去中心化的、不受任何机构控制的区块链。世界上任何个体或者团体都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可以参与其共识过程。共识过程的参与者通过密码学技术以及内建的经济激励维护数据库的安全。

    联盟链由某个群体内部指定多个预选的节点为记账人,每个块的生成由所有的预选节点共同决定,其他接入节点可以参与交易,但不过问记账过程(本质上还是托管记账,只是变成分布式记账,预选节点的多少,如何决定每个块的记账者成为该区块链的主要风险点),其他任何人可以通过该区块链开放的API进行限定查询。

    什么是比特币?

    比特币是由一个名叫Satoshi Nakamoto的不知名的人在2009年推出的。比特币是一种点对点技术,不受任何中央机构或银行的约束。目前,发布比特币和管理交易是在网络中集体进行的。它目前是世界上主要的加密货币。它是开源的,为普通大众设计意味着没有人拥有比特币的控制权。事实上,只有2100万比特币发行。目前,比特币的市值为120亿美元。

    任何人都可以使用比特币而无需支付任何手续费。如果您正在处理比特币,发送方和接收方直接交易而不使用第三方。当然比特币需要矿工费的,而这也诞生了一大批的矿工!

    区块链如何进行防伪?

    研究区块链这套防伪机制,就像在研究钞票的浮水印、雷射技术,是技术门槛最高的部分。

    假设大家的交易记录都像是账本一样。「区块」就是账本的内页,用来记录谁在什么时候转账多少钱。「链」就像在账本内页标注页码,以确保彼此前后相连。矿工负责保管账本、验证交易和记账。比特币区块链上有将近 1 万名矿工,他们彼此独立且互不相识,但各自都有一份相同版本的账本。因此,黑客篡改其中一份账本,并没有效果。因为大家的版本都跟他不一样,很快就知道这是伪造的账本。

    什么是以太坊?

    以太坊和比特币区块链一样,都是一个独立运作的区块链,但两者有层次上的差异。比特币是区块链、应用相互绑死的转账系统。以太坊是用区块链打造的应用平台,可以让很多不同的应用程序,建立在以太坊平台上。

    用手机来比喻,以太坊像是智能手机的操作系统。开发者可以直接使用以太坊的既有资源,建立基于区块链的应用(Decentralized App),但不需要自己从头建构新的区块链。这就像是微软已经建构好了 Windows 操作系统,因此 开发者只需要基于 Windows 操作系统提供的资源开发应用即可,而不需要自己从头开发一整套系统。

    稳定币作为交易媒介到底有什么用?

    稳定币用一句最简单的话来理解就是:在一段时间内保持与现实商品兑换比率在很小范围内浮动的数字货币。这个定义里包含几个方面的意思,首先是在一定的时间内,这点与现实世界所使用的法币是一样的,今天的一美元与十年前的一美元所能购买的商品数量和价值不同,而今天的一美元与年初的一美元所能够得的商品差别不大;其次是与商品的兑换比率在一个很小的范围内浮动,稳定币并不是说一直会维持一个固定的汇率不发生变化,而是在一个很小的范围内进行上下的浮动以顺应市场上供求关系的波动,不同的只是,这个波动的范围小到不会让我们察觉。稳定币与现在各国流通的法币都同属于货币,货币所具有的三个属性:价值存储、交易媒介、计量单位,稳定币也一样具有,今天我们只来说其中的一点就是交易媒介。货币又分为基础货币以及在基础货币上通过金融配置发展出来的衍生货币。

    一、基础货币

    接触过比特币,甚至炒过比特币的人,对于其价格的波动十分的痛苦,一直苦于寻找一个可以像人民币或者美元一样具有稳定兑换价值同时有不受通胀影响的数字货币。现在的USDT虽然在2015年就已经面世,但是真的被市场所接受和使用确是在中国政府的“9-4”政策之后。当时的币价断崖式下跌,比特币和其他加密货币的持有者急迫的需要将自己手中的币换成美元,因此当时号称可以1:1兑换美元的USDT才会迅速的被人们使用起来!

    如果再往深一层去看的话,比特币的持有者需要的真的是可以用来兑换美元的加密货币吗?或许在现在的阶段是的,因为可以兑换成美元,对于以法币作为计量单位的人,可以准确的计算自己的收益以及进行模型化的分析。再往下一个阶段进行逻辑推演的话,人们需要的是一个可以在短时间内保持价值稳定的度量衡,有没有觉得很熟悉?对,这就是在文章开头提到的关于稳定币的定义。所以,稳定币在未来是有可能成为替代现在的美元体系,成为全球通用的可以用来计量价值的基础性的货币。当然,这会是一个相当漫长的过程,一方面因为人们的普遍接受度还没有那么高,一方面各国货币体系不会轻易的接受稳定币作为本国的基础货币备选。既然稳定币具有货币的属性,同时还有潜力成为全球性的基础货币,那么现在基于法币而发展出来的衍生货币体系应该也可以应用稳定币来运行。

    二、衍生货币

    衍生货币有很多种,本文只讨论其中大家最熟悉的信贷和债务。信托贷款每个人或多或少都有过接触,你去售楼处看上一个房子,然后选择直接购买,首付40%,剩余的60%直接利用银行贷款,这个过程中你就已经通过个人的信用向银行贷了一笔款。但是如果这笔贷款是用比特币作为债务计算标的,你的处境可能会比较难。假设你从银行带出来60个BTC,分10年还清,每个月要还0.5个BTC(为了简化计算,暂不考虑利息问题),如果你买完房子之后,BTC一顿暴跌,未来几个月你是会很高兴,因为可以用法币买到便宜的BTC。但是十年间你应该会至少赶上一次牛市,像2017年的大牛市,年初一万多人民币每个的BTC,涨到最高十二万一个。我想,2017年的你一定非常难过。基于这样的应用场景,比特币一类的高浮动加密货币不适用与这些金融衍生品,而稳定币却可以在这个领域很好的使用起来。

    现在,你想要将自己手中的钱投出去,已获得更高的回报。也同样是假设的方式来说明这个情景:你现在借出一个比特币(价值四万人民币)给隔壁老王。老王将比特币兑换为法币,去踏踏实实的创业,过了一年,比特币的价格下降到五千人民币,老王一看,马上拿钱买一个比特币,用以偿还你的债务。整个过程中,老王还在踏踏实实的创业,只不过你投出去的比特币并没有获得增值回报,反而是在整体价值缩水的时候拿回来。

    这两个例子都说明比特币或者其他的不稳定加密货币,想真正的在日常的生活中进行使用还是有一定的落地难度,价格的大幅波动只是其中的一个因素而已。而稳定币由于设计理念本身就具有基础货币的属性,同时因为价格的稳定还可以直接应用到衍生货币中,所以就目前来看,稳定币大规模落地应用的时间周期可能会比比特币要短。

    1、跨链技术/ Cross-Chain

    跨链技术是实现区块链之间互联互通的技术,若对标互联网则可理解为“去中心化网络 的结合”,区块链技术的特性使得跨链技术的落地,以及对于链外信息的获取都非常困 难,早期跨链技术包括以 Interledger Protocal 和 BTC Relay 为代表,更多是关注资产 的转移;现有跨链技术以 Aion、Kyber Network、Bletchley、Polkadot、Cosmos 主要 着重的是跨链基础设施。“如果说共识机制是区块链的灵魂核心,那么对于区块链特别是联盟链及私链来看,跨链技术就是实现价值网络的关键,它是把联盟链从分散单独的 孤岛中拯救出来的良药,是区块链向外拓展和连接的桥梁。”——《连接不同区块链的跨 链技术介绍》。

    2、原子互换/ Atomic Swap

    原子互换是一种正在开发中的去中心化、无需第三方的新技术,允许在不同类型的数字 资产之间实现无需信任的点对点交易,任何一方在瞬间完成的点对点交易中都遵守协 议,且之后若有一方退出,资金会在规定的时间返回各方账户。

    3、见证人机制/ Notary Schemes

    见证人模式是一种中心化的结构,通过选定一批见证人并在见证人之间采用拜占庭容 错结构,监听目标链上的事件和状态并签名进行资产的转移,如 Ripple 的 Interledger Protocal 的早期版本。

    4、侧链协议/ Sidechain Protocol

    侧链协议是一种实现双向锚定(Two-way Peg)的协议,通过侧链协议实现资产在主链 和其它链之间互相转换,或是以独立的、隔离系统的形式,降低核心区块链上发生交易 的次数。

    5、楔入式侧链技术/ Pegged Sidechain

    它将实现比特币和其他数字资产在多个区块链间的转移,这就意味着用户们在使用他们 已有资产的情况下,可以访问新的加密货币系统。

    6、中继技术/ Relays

    中继技术是通过在两个链中加入一个数据结构,使得两个链可以通过该数据结构进行数 据交互,并通过在一个链上调用数据结构的 API,实现监听并验证另一个链上的交易, 而若该数据结构是一个链式结构,则具备侧链的形式并称作中继链。

    7、哈希时间锁定合约/ Hashed TimeLock Contract / HTLC

    哈希时间锁定合约包含哈希锁定(Hashlock)以及时间锁定(Timelock)两个部分,哈 希时间锁定合约最典型的代表就是比特币的闪电网络,闪电网络提供一个可扩展的微支 付通,用以提升链外的交易处理能力,使用哈希锁定将发起方的交易代币进行锁定,并 通过时间锁定让接收方在某个约定的时刻前生成支付的密码学证明,并与先前约定的哈 希值一致,则可完成交易。

    比特币(Bitcoin,代号BTC)是一种用去中心化、全球通用、不需第三方机构或个人,基于区块链作为支付技术的电子加密货币。比特币由中本聪于2009年1月3日,基于无国界的对等网络,用共识主动性开源软件发明创立。比特币也是目前知名度与市场总值最高的加密货币。

    比特币钱包的地址就是公钥通过 Base58 算法编码后的一段字符串,使用该算法可以将公钥中的一些不可见字符编码成平时常见的字符。Base58 相对于 Base64 来说消除了非字母或数字的字符,如:“+”和“/”,同时还消除了那些容易产生混淆的字符,如数字 0 和大写字母 O,大写字母 I 和小写字母 l。这一段用作比特币钱包地址的字符串就相当于一个比特币账户。

    交易属于比特币中的核心部分,区块链应用到数字货币上也是为提供更安全可靠的交易。交易之前会先确认每一笔笔交易的真实性,如果是真实的,交易记录便会写入到新的区块中去,而一旦加入到区块链中了也就意味着再也不能被撤回和修改。验证交易双方的钱包地址,也就是双方的公钥。支付方的上一笔的交易输出,前面也说到了钱包里面是没有存放你的比特币数量的,而你每一笔交易都会产生交易输出记录到区块链中。通过交易输出可以确认支付方是否能够支付一定数量的比特币。支付方的私钥生成的数字签名。如果使用支付方的公钥能解开这个数字签名便可以确认支付方的身份是真实的,而不是有人恶意的使用当前的支付方的钱包地址在做交易。一旦这些信息都能得到确认便可以将交易信息写入到新的区块中去,完成交易。受比特币区块大小的限制(目前的为 1MB,一笔交易信息大概需要 500 多字节),一个区块最多只能包含 2000 多笔的交易。因为区块链中记录了所有的交易信息,所以每个比特币钱包的交易记录和币的数量都是可以被查到的,但是只要没有对外公开承认钱包地址是属于你的,也不会有人知道一个钱包地址的真实拥有者。还有一种交易叫做 coinbase 交易,当矿工挖到一个新的区块时,他会获得挖矿奖励。挖矿奖励就是通过 coinbase 交易拿到手的,也一样是需要把交易信息添加到新的区块中去,但是 coinbase 交易不需要引用之前的交易输出。

    比特币基于区块链,具有去中心化结构,用户通过一个公开的地址和密钥来宣示所有权。某种程度上,谁掌握了这个密钥,谁就实质性地拥有了对应地址中的比特币资产。而区块链的防篡改特征,是指比特币的交易记录不可篡改,而非密钥不会丢失。同时,也正因为区块链不可篡改,密钥一旦丢失,也意味着不可能通过修改区块链记录来拿回比特币。

    因此针对比特币的盗币事件屡有发生,主要是通过下面三个手段:交易平台监守自盗、交易所遭受黑客攻击、用户交易账户被盗。

    交易平台监守自盗可以向平台索回,但是黑客攻击导致的盗币,很难被追回。因为黑客一旦盗取比特币,接下来便会通过混币等手段进行洗白,除非有国家力量强力介入,否则追回的可能性仅仅停留在理论层面。所以说,加密货币自身的安全并不代表它就是安全的。

    针对区块链来说,账本数据全部公开或者部分公开,强调的是账本数据多副本存在,不能存在数据丢失的风险,区块链当前采用的解决方案就是全分布式存储,网络中有许多个全节点,同步所有账本数据(有些同步部分,当然每个数据存储的副本足够多),这样网络中的副本足够多,就可以满足高可用的要求,丢失数据的风险就会低很多。所以建议部署区块链网络时,全节点尽量分散,分散在不同地理位置、不同的基础服务提供商、不同的利益体等。

    以太坊(Ethereum)是有图灵完备的智能合约功能的公有区块链,Vitalik Buterin 是其创始人。以太坊通过建立终极的抽象的基础层 — 内置有图灵完备编程语言的区块链,使得任何人都能够创建合约和去中心化应用并在其中设立他们自由定义的所有权规则、交易方式和状态转换函数。

    以太币作为以太坊区块链上的代币,可在许多加密货币的外汇市场上交易,它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务的媒介。

    以太坊是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台。通过其专用加密货币以太币提供去中心化的虚拟机(称为“以太虚拟机”Ethereum Virtual Machine)来处理点对点合约。

    以太坊与比特币最大的一个区别是——提供了一个功能更强大的合约编程环境。如果说比特币的功能只是数字货币本身,那么在以太坊上,用户还可以编写智能合约应用程序,直接将区块链技术的发展带入到 2.0 时代。

    以太坊中的智能合约是运行在虚拟机上的,也就是通常说的 EVM(Ethereum Virtual Machine,以太坊虚拟机)。这是一个智能合约的沙盒,合约存储在以太坊的区块链上,并被编译为以太坊虚拟机字节码,通过虚拟机来运行智能合约。

    由于这个中间层的存在,以太坊也实现了多种语言的合约代码编译,网络中的每个以太坊节点运行 EVM 实现并执行相同的指令。如果说比特币是二维世界的话,那么以太坊就是三维世界,可以实现无数个不同的二维世界。

    ETH最大的特点就是智能合约,而智能合约漏洞也就导致了ETH的安全问题。

    2016年黑客通过The Dao,利用智能合约中的漏洞,成功盗取360万以太币。THE DAO持有近15%的以太币总数,因此这次事件对以太坊网络及其加密币都产生了负面影响。The DAO事件发生后,以太坊创始人Vitalik Buterin提议修改以太坊代码,对以太坊区块链实施硬分叉,将黑客盗取资金的交易记录回滚,得到了社区大部分矿工的支持,但也遭到了少数人的强烈反对。最终坚持不同意回滚的少数矿工们将他们挖出的区块链命名为Ethereum Classic(以太坊经典,简称ETC),导致了以太坊社区的分裂。在虚拟货币历史上,这是第一次,也可能唯一一次由于安全问题导致的区块链分叉事件。无独有偶2017年7月19日, 多重签名钱包Parity1.5及以上版本出现安全漏洞,15万个ETH被盗,共价值3000万美元。

    两次被盗事件都是因为智能合约中的漏洞。让我们看到,加密货币的安全不仅仅是平台和个人,区块链上的应用,也是我们应该关注的内容。所以说,加密货币自身的安全并不代表它就是安全的。

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