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区块链是什么

工作随笔 zkinogg 2年前 (2020-10-27) 214次浏览 0个评论

区块链是什么,如何简单易懂地介绍区块链?

作者:知乎用户 链接:https://www.zhihu.com/question/37290469/answer/293890531 来源:知乎 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

友情提醒:比特币采用区块链技术,但是区块链并不等同于比特币;全篇基于比特币底层区块链技术讲述,所以,部分模型可能不适用于以太坊等。另外,由于文章采用了一定的抽象、类举的叙事方式,中间或多或少有些地方会跟区块链底层严谨的技术实现有出入,如果让你觉得困惑,可以在评论下方留言或者私信我一起探讨。最后,也是受限于自己知识结构的不完整,这篇文章会随着我对区块链更深入认识后,随时进行修订,最后更新时间可参考该回答下方的时间戳。*

另外,作为一篇科普性文章,大家可以随意转载,注明这篇文章的出处和作者即可,无需再单独私信询问。

首先不要把区块链想的过于高深,他是一个分布在全球各地、能够协同运转的数据库存储系统,区别于传统数据库运作——读写权限掌握在一个公司或者一个集权手上(中心化的特征),区块链认为,任何有能力架设服务器的人都可以参与其中。来自全球各地的掘金者在当地部署了自己的服务器,并连接到区块链网络中,成为这个分布式数据库存储系统中的一个节点;一旦加入,该节点享有同其他所有节点完全一样的权利与义务(去中心化、分布式的特征)。与此同时,对于在区块链上开展服务的人,可以往这个系统中的任意的节点进行读写操作,最后全世界所有节点会根据某种机制的完成一次又依次的同步,从而实现在区块链网络中所有节点的数据完全一致。

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上图中,高亮的点就是区块链系统中分布在全球各地的一个个节点;而这些节点可以简单理解为一台服务器服务器集群

# 问题的由来

我们反复提到区块链是一个去中心化的系统,确实,「去中心化」在区块链世界里面是一个很重要的概念,很多模型(比如账本的维护、货币的发行、时间戳的设计、网络的维护、节点间的竞争等等等等)的设计都依赖于这个中心思想,那到底什么是去中心化呢?在解释真正去中心化之前,我们还是先简单了解下什么是中心化吧。

中心化?

回忆一下你在网上购买一本书的流程:

  1. 第一步,你下单并把钱打给支付宝

  2. 第二步,支付宝收款后通知卖家可以发货了;

  3. 第三步,卖家收到支付宝通知之后给你发货;

  4. 第四步,你收到书之后,觉得满意,在支付宝上选择确认收货;

  5. 第五步,支付宝收到通知,把款项打给卖家。流程结束。

你会发现,虽然你是在跟卖家做交易,但是,所有的关键流程都是在跟支付宝打交道。这样的好处在于:万一哪个环节出问题,卖家和买家都可以通过支付宝寻求帮助,让支付宝做出仲裁。这就是一个最简单的基于中心化思维构建的交易模型,它的价值显著,就是建立权威,通过权威背书来获得多方的信任,同时依赖权威方背后的资本和技术实力确保数据的可靠安全。

你一定会摆出一个巨大的问号脸 ⊙.⊙?——“通过权威背书来获得多方的信任,同时依赖权威方背后的资本和技术实力确保数据的可靠安全”,真的可以嘛?!

假如说,支付宝程序发生重大BUG,导致一段时间内的转账记录全部丢失,或者更彻底一点,支付宝的服务器被ISIS恐怖组织的一个导弹全部炸毁了。而我刚刚转出去的100元找谁说理去,这个时候,你就成了刀殂上的鱼肉;支付宝有良心,会勉为其难承认你刚刚转账的事实,但他不承认你也没辙,因为确实连他自己也不知道这笔转账是否真实存在。

上述就是中心化最大的弊端——过分依赖中心和权威,也就意味着逐渐丧失自己的话语权。

去中心化?

那么去中心化的形态是什么样子呢?还是拿刚才那个例子继续,我们构建一个极简的去中心化的交易系统,看看我们是如何在网络上从不认识的卖家手里买到一本书的。

  1. 第一步,你下单并把钱打给卖家;

  2. 第二步,你将这条转账信息记录在自己账本上;

  3. 第三步,你将这条转账信息广播出去;

  4. 第四步,卖家和支付宝在收到你的转账信息之后,在他们自己的账本上分别记录;

  5. 第五步,卖家发货,同时将发货的事实记录在自己的账本上;

  6. 第六步,卖家把这条事实记录广播出去;

  7. 第七步,你和支付宝收到这条事实记录,在自己的账本上分别记录;

  8. 第八步,你收到书籍。至此,交易流程走完。

刚才“人为刀俎我为鱼肉”的情况在这个体系下就比较难发生,因为所有人的账本上都有着完全一样的交易记录,支付宝的账本服务器坏了,对不起卖家的账本还存在,我的账本还存在;这些都是这笔交易真实发生的铁证。

当然,在这套极简的交易系统中,你已经发现了诸多漏洞和不理解,比如说三方当中有一个是坏人,他故意记录了对他更有利的转账信息怎么办;又比如说消息在传递过程中被黑客篡改了怎么办等等等等。这在以往的计算机概论或者计算机网络书本上中可能都有提及到——“类两军”和“拜占庭将军”问题。这里就不打算赘述,因为暂时跟主线不相关,感兴趣的同学可以去Google或者百度一下,你只需要知道,在我们下面即将展开讲到的区块链系统中,通过巧妙的设计,足以解决上述存在的BUG。

既然话已说到这份上,相信了解一点技术、特别是有运维背景的同学大概能够从极简交易系统中窥视到了更多区块链的一些影子——

  1. 分布式存储,通过多地备份,制造数据冗余

  2. 让所有人都有能力都去维护共同一份数据库

  3. 让所有人都有能力彼此监督维护数据库的行为

在我看来,你猜测的基本上没错。其实这些就是区块链技术最核心的东西,外人看起来高大上、深不可测,但探究其根本发现就是这么简单和淳朴。当然,这里面肯定会有很多很