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如果你读过比特币和以太坊等加密货币，你可能会遇到区块链或分布式账本这两个术语。你可能也听说过像沃尔玛和维萨这样的企业巨头是如何测试这项技术的，无论是为了提高可追溯性还是问责性

考虑到围绕它的大量炒作，你会认为区块链技术正在迅速形成，成为这十年最具影响力的技术之一。然而，尽管它表面上看起来有多破坏性，但对于它到底实现了什么，仍然存在一些困惑。此外，一些人认为，这项技术最近在私营部门的应用是被迫的，或者仅仅是噱头

在本文中，我们将更深入地了解该技术的基础及其与加密货币生态系统的密切关系。稍后，我们还将讨论区块链在私营公司和政府组织的背景下是否有任何优点

区块链技术的核心功能是几十年前首次概念化的。1982年至1992年间，许多研究人员提出理论，认为“区块链”可以用于以防篡改的方式存储和共享文档时间戳

这项技术又花了将近20年的时间才找到了比特币形式的实用案例。它的创造者中本聪（Satoshi Nakamoto）借用了研究人员的原始想法，即创建一个防篡改的数据链——主要区别在于该链将记录货币交易，而不是时间戳

中本想出了一种在陌生人之间以完全不可信的方式共享比特币交易记录的方法。个人可以绝对肯定地判断区块链的特定副本是否合法。也许更重要的是，这可以在没有可信机构、第三方或中间人的任何参与或指导的情况下完成。这一突破被称为工作证明，并构成了当今分散加密货币的基石

简而言之，工作证明对如何将新交易记录到区块链上施加了特定的规则和限制。你会问，为什么这是必要的？简单地说，它可以防止恶意参与者将非法交易添加到分类账中。一个例子是，花费比特币比你拥有的多，或者重复以前的交易。甚至还有一个名字叫“双倍支出”，我们很快就会讨论它

区块链的定义非常简单。它本质上是一个交易分类账，通过计算机网络共享和复制。它也可以以不可信的方式更新，无需中央机构或可信的验证器

抛开区块链的遗产不谈，如果将其归结为数字货币交易的不断增加，为什么它如此重要？与传统的数据存储方法（如数据库）相比，这项技术提供了一些关键优势：

排除了一般定义，让我们深入研究区块链技术的技术概述。让我们从基础开始。还记得数字交易的区块链记录是如何描述的吗？认为这是一种简单化。与其将区块链视为一系列单独或离散的条目，不如将它们想象为一捆捆交易。其中一个包被称为块，通常包括时间戳等其他相关数据

仅凭这些指导原则，就很容易看出区块链是如何形成的

逐个排列这些事务包，使用包含的时间戳建立块的时间顺序。结果是一个非常长的区块列表，可以追溯到原始区块。在加密货币社区，第一个区块通常被称为genesis区块

所以区块链是一系列交易区块，按日期和时间排序。但这只是故事的一半。还记得双重消费问题吗？如果一个不诚实的人出现，并提供了不同的交易记录，这些交易是假的，但有有效的时间戳，该怎么办

这就是加密哈希发挥作用的地方，也是加密货币如此命名的原因

在区块链上的每个区块中，你会发现一个唯一的识别哈希。散列只是数学函数或算法的结果。更具体地说，它是SHA256哈希函数的结果

虽然这听起来很复杂，但实际上却很简单。该函数所做的只是将一些数据作为输入并生成唯一的输出。拿着文本Hello world！例如。这是它对应的散列：

c0535e4be2b79ffd93291305436bf889314e4a3faec05ecffcbb7df31ad9e51a

即使是输入中的一个微小更改（如将大写字母替换为小写字母），也会完全改变散列。在块链的上下文中，考虑对块的内容进行篡改将对输出哈希产生相同的影响，使得网络上的其他人都容易检测到。p>

在区块链中，每个区块还包括对前一区块哈希的引用。该块依次包含前一块的哈希值，依此类推

如果你想知道如何在每个新块中包含之前的散列来阻止攻击者，那是因为计算散列函数的解决方案对于比特币这样的大型加密货币来说并不容易。此外，由于每个块的散列依赖于前一个块的散列，因此更改过去的事务需要重新计算从那时到现在的所有块。修改过去的交易并不容易

在不详细介绍加密货币工作原理的情况下，为单个比特币块生成哈希平均需要10分钟。这意味着数千台高度专业化的计算机执行哈希计算

佐藤akamoto在比特币白皮书中也解释了这种假设情况：

志愿者通常会被激励参与区块链的哈希计算过程，以换取奖励。以比特币为例，奖励最低为6.25比特币——如今价值数十万美元。然而，在成百上千的验证器中，只有一个能从每个区块中获得奖励。其他人必须重新开始，再试一次

通过这一竞争过程，区块链网络获得了多样化的参与，进一步加强了它们。如果黑客试图超越其他诚实的参与者，他们将需要超过整个网络哈希能力或哈希率的51%

如果有人出现了错误的记录，甚至只是一个区块出现了错误的交易，那么其他所有参与者都可以轻松发现散列差异并拒绝他们的区块链副本。他们根本没有动机站在攻击者一边

为了在工作证明区块链中成功进行黑客攻击或双重花费，攻击者必须重新计算许多过去的区块来修改交易，并以与网络其他部分相同的速度计算未来交易

尽管上述工作证明系统运行异常良好，但它存在一个主要问题，即可伸缩性。到目前为止，我们讨论的工作证明算法设计为每固定时间生成一个块——比特币为10分钟，以太坊为12-15秒，莱特币为2.5分钟

然而，该系统的竞争力如此之强，以至于我们现在拥有了整个数据中心，致力于获得区块奖励。交易验证器几乎总是受到激励，不断提高计算能力，以提高赢得奖励的机会

尽管计算量增加了，但网络容量没有增加一点。对于上述许多加密货币来说，这是一个主要问题，因为全球支付系统需要每秒支持数千笔交易，并且能够扩展到更大的范围

工作证明的可扩展性限制是一个坚定的设计选择，其目标是促进去中心化。尽管如此，这种僵局还是促使许多批评人士寻找不涉及散列计算的达成共识的替代方法

到目前为止，还没有一个包罗万象的替代方案出现。不过，作为可扩展性的垫脚石，我们有一些加密货币，比如使用替代机制的Cardano。股权证明目前被视为最佳选择之一，至少目前如此

到目前为止，我们只从加密货币生态系统的角度讨论了区块链。不过，正如我们前面提到的，这项技术在最不可能的地方——私营公司和政府——都有吸引力。区块链不必记录金融数据；它们可以轻松地保存任何其他类型的数据

尽管比特币的诞生是为了与金融机构直接竞争，但银行本身现在也在寻求使用基础技术来加快国际交易，并可能减少人为监管

与加密货币区块链不同，私有实现是允许的。这意味着它们通常只能由少数人访问，交易记录不可公开获取或审核。一些例子包括IBM的Hyperledger Fabric和R3的Corda平台

到目前为止，已有几家知名公司加入了区块链潮流。例如，沃尔玛测试了这项技术，以提高食品的可追溯性。另一方面，DHL与IBM合作，为药品供应链开发区块链。这家德国物流公司在其新闻稿中表示，

即使经过几年的公开讨论和辩论，也没有就私有区块链的有用性达成明确共识。这是因为不同公司的实施情况可能会有很大差异。此外，仅仅存在区块链并不能解决篡改和缺乏可追溯性等普遍问题

的确，该技术有助于降低间接成本，但如果没有公开透明性，就无法知道特定区块链记录是否可信。记住，区块链依靠不同的利益相关者来达成共识。在私有和许可区块链的情况下，这显然是不存在的

换句话说，许可区块链要求你信任第三方或权威机构的安全实践——这与加密货币等大多数公共区块链完全相反

这是否意味着私有区块链是徒劳的？不完全是这样——您仍然可以获得一些优势，即高可用性和维护永久性、带时间戳的数据记录的能力

此外，即使共识锁定在拥有区块链的公司，数据丢失或篡改的风险也会分布在多台计算机上。黑客不能仅仅通过一个中央服务器渗透系统，他们需要同时发起攻击。这就是为什么在私有应用程序的上下文中，该技术通常被称为分布式账本技术

换句话说，这种私有应用程序的优点只需在世界各地的多台计算机上存储副本，而不是在不同的利益相关者之间达成协议

近年来，以太坊等区块链平台已经启用了该技术的替代使用案例，包括分散金融（DeFi）、产权管理、数字身份和供应链管理

在分散的金融领域，基于区块链的金融平台在基础设施分散或不发达的地区大放异彩。贷款、保险和储蓄等服务现在可以存在于人口统计和地理区域中，否则银行将无法提供这些服务。除降低进入门槛外，DeFi服务不需要中间商，从而大大降低了处理费用和时间

最近，世界也看到了区块链通过NFT或不可替代代币强大的产权管理潜力。这些是唯一的标记，可以表示对某个项目或资产的所有权。想象一个未来，你可以在几分钟内而不是几天内以数字方式获得一块土地的权利

由于所有权记录存在于区块链上，因此没有人可以对其进行争议或篡改。这项技术还简化了部分所有权和财产转让等方面，两者都涉及简单的交易。相比之下，同等的纸质流程速度慢且容易腐败，尤其是在涉及人工输入的情况下

当然，所有这一切仍然有点像幻想——区块链上真正的房地产交易在几十年内不会司空见惯。尽管如此，这项技术的健壮性已经在Decentraland等平台上得到了证明。Decentraland是一个虚拟地块，售价近100万美元

2023-03-22 10:04:51