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区块链的核心技术分析

作者:未知

  摘 要:区块链技术,不会存在任何中心机构和中心服务器,所有交易发生在每个人电脑或者手机上安装的客户端应用程序中。实现点对点直接交互,节约资源,使交易更自主化、简易化,又排除被中心,区块链可以理解成一种公共记账的技术方案,系统是完全开放并且透明的,账簿对所有人公开,实现数据共享。区块链采取单向哈希算法,每个新产生的区块严格按照时间线形顺序推进,时间的不可逆性、不可撤销导致任何试图入侵篡改区块链内数据信息的行为易被追溯,导致被其他节点的排斥,造假成本极高,从而可以限制相关不法行为。
  关键词:智能合约;共识机制;密码学原理;分布式账本
  中图分类号:F23     文献标识码:A      doi:10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.17.040
  1 区块链的主要技术
  1.1 智能合约
  简单说就是传统合约数字化网络化版本。它们不仅是区块链上运行的计算机程序,还满足在源代码中写入条件时自行的执行。智能合约编写一旦写好就会被用户信赖,合约条款就不会被改变,所以合约是不能更改的,并且任何人也不能修改。
  1.2 共识机制
  所谓的“共识机制”,就是一套方法论来让参与者能形成共同认识。比如在线下生活中,美国通过投票来选总统,整个投票选举的过程和方法论集合,就是一种共识机制,让整体美国人对谁来当总统达成一个共识。而“共识机制”又会被称为“共识算法”。
  区块链的共识机制有很多,但是没有一种共识机制是完美无缺的,这也意味着没有一种共识机制适合所有应用场景,各共识机制都有其优缺点,有些共识机制也是为解决一些特定的问题而生,以下是几个主要的共识机制说明。
  1.3 密码学原理
  比特币钱包中包括了一个私匙和一个公匙,简单的来说私匙就像我们自己的银行账户密码,只有通过这个密码才能打开我们的账号去转账,而公匙就是我们的账号,当我们把账号发给别人对方才可以转账给我们。而私匙和公匙的单一转换性确保了转账来源方的私密安全。什么叫单一转换性?就是说只有私匙可以转化为公匙,公匙不能反向转化为私匙。私匙是一串随机选择的数字,通过椭圆曲线运算(elliptic curve multiplication),转化成另一串数字,也就是公匙。接着,再通过一则单向性哈希密码方程(one-way cryptographic hash function),得到比特币地址。在这两个运算当中,因为他们均非对应方程,也就是说输入值(input)只会有一个对应的输出值(output),但输出值会有多个对应的输入值,所以没有人能通过公匙反方向追查私匙,确保了私匙的安全性。
  1.4 分布式账本
  分布式账本是一种在网络成员之间共享、复制和同步的数据库。分布式账本记录网络参与者之间的交易,比如资产或数据的交换。
  分布式账本技术的一种实现是开源 Hyperledger Fabric 区块链。
  2 未来发展趋势
  区块链将对未来大的经济社会产生巨大的影响,有望重塑人类互联网活动形态。区块链近期的发展趋势主要有以下几个方面。
  (1)鉴于公有链的安全性及交易量与日俱增对现网容量之间的平衡问题,未来区块链的应用领域将以联盟链、私有链或混合链为主。比特币模式增加了区块链网络的维护成本,对于低价值、低风险的交易来说并非完全适用。考虑到效率及安全的提升,未来将是以联盟链、私有链、或由联盟链和私有链组成的混合链组成。
  (2)多中心化。区块链可以构建可信任中心体系,把分散独立的各自单中心,提升成多方介入的统一多中心,提高信任度、传递效率,减少交易成本。即在信息不对称、不确定的环境下,建立满足各种活动赖以发生、发展的“信任”生态体系。
  (3)从金融创新带动其他行业应用突破。
  区块链的应用领域将先从对交易各方有相互建立信任的需求,但又不容易建立信任关系的领域切入,如金融、证券、保险等领域。随着应用普及和社会认知度的提高,区块链将逐渐向社会各领域渗透。比如区块链已经初步的应用于政治选举、企业股东投票、博彩、预测市场等领域。
  (4) 智能合约的社会化。
  未来,任何契约型的约定都实现智能化,利用智能合约能够保障所有约定的可靠执行,避免篡改、抵赖和违约。除了将社会中的有形资产转变为数字智能资产进行确权、授权和实时监控外,区块链还可应用于社会中的无形资产管理,如知识产权保护、域名管理、积分管理等领域。
  3 展望
  区块链首先解决的是信任成本,从而使得交易成本能大幅降低。其次区块链通过密码学理论解决了互联网的价值传输,却不是传统的信息复制。区块链是一种工具,然而,它和大多数人描述的不同,它不仅是一个创造无政府主义或者绝对自由和平等的工具,还能够去中心化的工具。不是使用了区块链就会带来绝对的去中心化,而是,在目前这种几乎任何服务或者应用都必须通过中心化的方式提供的社会中,提供一种中心化的方式之外的,能够提供某种程度上去中心化的服务的选择。
  研究咨询公司 MarketsandMarkets 在专题调研报告1中预测,2016 年至 2021 年之间,全球区块链市场应用和方案供应商的复合年均增长值将达到最高。这类供应商的业务包括支付、文件证明、交易和其它用于提高企业运作效率的方案。
  从地区市场角度分析,2016 年北美区块链市场所占份额最高。2016 年到 2021 年期间,亚太地区的复合年均增长率将实现最大化,澳大利亚和中国将优先从区块链技术的诸多潜力中获益。
  未来,区块链技术主导下的娱乐和媒体行业发展速度将持续加快,医疗健康、物联网、供应链等行业应用则紧随其后,它独有的特性使得应用范围越来越广。
  4 总结
  区块链是一个由去中心化网络中,基于公式算法而达成的不可篡改的账本。通过加密数字签名(Cryptographic Signing),并用“账本”将记录连在一起,就形成了一个链条,这就是区块链和分布式账本技术的不同。同时,基于区块链的具体应用,大众和用户有机会就其结构、运行等方面阐述自己的观点,甚至施加影响。
  基于blockchain有了更通用的应用平台以太坊(Ethereum),不限于作为货币(CryptoCureency),要点就是信用点,程序作为contract,这就是AI政府的前身,天网的真正形态。
  信用点可以用来控制权限,作为非货币奖励奖励惩罚各种行为,调控整个社会,比货币作用更广泛,有更多区分层次。
  用程序,smart contract来协调人的合作,条件公开,大家都服气,减少官僚制度损耗,很多政府职能都能被这替代。
  人们逐渐习惯之后,就是让主機管理社会,最后成为天网了。管理社会,智能不是关键,制定规则,执行规则是关键。
  参考文献
  [1]袁勇,王飞跃.区块链技术发展现状与展望[J].自动化学报,2016,42(4):481.
  [2]马华,颜雪薇,刘振华,等.支持追责和用户撤销的属性基加密方案 [J].吉林大学学报:理学版, 2018,56(4):939.
  [3]长铗,韩锋,杨涛.区块链:从数字货币到信用社会 [M].北京:中信出版集团,2016
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