區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?？有時(shí)候覺(jué)得這是個(gè)蠻無(wú)聊的問(wèn)題。因?yàn)?，這就好像一個(gè)人問(wèn)我“人活著是為了什么？”，我可能會(huì)這樣回答：？？？？？？？

生活的意義需要參與到生活的細(xì)節(jié)過(guò)程中才能體會(huì)，“區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?rdquo;只有實(shí)際參與到區(qū)塊鏈項(xiàng)目中才能回答。我想，有一類人能回答這個(gè)問(wèn)題。

這些人往往是穿著拖鞋短褲來(lái)上班、每天11點(diǎn)40準(zhǔn)時(shí)吃飯的二逼青年；這些人也是從不在微信群里爭(zhēng)論是否加班的佛系男女。這些人是誰(shuí)？這些人就是永遠(yuǎn)奮斗在一線、對(duì)著代碼就能高潮的程序猿。

但是，并不是每個(gè)人都是程序員，也不是每個(gè)人都能參與到區(qū)塊鏈項(xiàng)目中，比如我。我是一個(gè)采編，只想拿著區(qū)塊鏈的概念吹吹牛，那么，how？

1.定義
一般認(rèn)為，區(qū)塊鏈（blockchain）這個(gè)詞是從2008年10月31日署名為中本聰（Satoshi Nakamoto）的論文《比特幣：一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》開(kāi)始的。實(shí)際上，在這篇論文里并沒(méi)有出現(xiàn)blockchain，而只有區(qū)塊（block）和鏈（chain）。

隨著比特幣從社區(qū)、到暗網(wǎng)、然后發(fā)展到地面上，有人對(duì)炒幣感興趣，有人對(duì)比特幣的底層技術(shù)–區(qū)塊鏈感興趣，因此就形成了幣圈和鏈圈。在鏈圈里，一些技術(shù)專家和專業(yè)機(jī)構(gòu)嘗試給區(qū)塊鏈下定義：

“信任的機(jī)器。” ——2015年10月《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》

“區(qū)塊鏈技術(shù)是指通過(guò)去中心化和去信任的方式集體維護(hù)一個(gè)可靠數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)方案。” ——2018維京研究院&甲子智院《區(qū)塊鏈行業(yè)詞典》

“區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)由一串使用密碼學(xué)方法產(chǎn)生的數(shù)據(jù)區(qū)塊有序鏈接而成，區(qū)塊中包含有一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的無(wú)法被篡改的數(shù)據(jù)記錄信息。” ——長(zhǎng)鋏、韓峰 等《區(qū)塊鏈：從數(shù)字貨幣到信用社會(huì)》

“狹義來(lái)講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。”——《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》（2016）

“廣義來(lái)講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的一種全新的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式。”——《中國(guó)區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書(shū)》（2016）

……

（對(duì)我們大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，對(duì)權(quán)威的依賴在很多事情上來(lái)說(shuō)是必需的，尤其是面對(duì)一些困難或復(fù)雜問(wèn)題的時(shí)候，比如什么是區(qū)塊鏈。）

顯然，區(qū)塊鏈有著各種各樣技術(shù)層面的定義，如果讓我來(lái)總結(jié)一下的話，我會(huì)這樣說(shuō)：區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)技術(shù)方案，它以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，由分布式存儲(chǔ)、P2P傳輸、加密算法、共識(shí)機(jī)制等技術(shù)構(gòu)成，其特點(diǎn)是去中心化、鏈上信息不可篡改或偽造。

（我的這個(gè)定義嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，是比特幣區(qū)塊鏈）然后，這些技術(shù)是如何發(fā)揮作用的呢？

新手如何用“區(qū)塊鏈”優(yōu)雅地裝逼？

2.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)
（1）分布式數(shù)據(jù)庫(kù)
講真的，雖然大學(xué)的時(shí)候?qū)W過(guò)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和VB，但是由于從事的不是IT相關(guān)的工作，所以這些知識(shí)全都還給老師了。下面的關(guān)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)講解大多是基于《分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理（第三版）》這本書(shū)。

理論上，我們把分布式數(shù)據(jù)庫(kù)定義為一群分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上、邏輯上相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)，如下圖。

新手如何用“區(qū)塊鏈”優(yōu)雅地裝逼？

使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的原因之一就是把企業(yè)的運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)集成起來(lái)，這樣就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中控制或隨時(shí)存取。

注意，數(shù)據(jù)庫(kù)最重要的目標(biāo)是集成，而不是集中。集成與集中的區(qū)別就在于有沒(méi)有邏輯上的聯(lián)系，集成有邏輯上的聯(lián)系，而集中沒(méi)有。只有彼此之間產(chǎn)生聯(lián)系才能一起工作。

為什么要使用分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)呢？我找到了一個(gè)牛逼的答案：

面對(duì)現(xiàn)在的大規(guī)模數(shù)據(jù)管理問(wèn)題，如果能把復(fù)雜的問(wèn)題分割稱更小的部分，并把它們分配到不同的軟件群加以解決。這些軟件群在不同的計(jì)算機(jī)上工作，這樣它們就形成了一個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)行在多個(gè)處理單元上，共同完成一項(xiàng)任務(wù)。

通用、高效、自適應(yīng)…“中本聰”不使用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，還能用什么庫(kù)呢？?jī)?yōu)衣庫(kù)？

（2）拜占庭將軍問(wèn)題
我們平時(shí)談到籃球，就會(huì)馬上想到科比；談到區(qū)塊鏈，就會(huì)想到巴比特。而談到分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，“拜占庭將軍問(wèn)題”肯定是繞不開(kāi)的。

在繼續(xù)下文之前，我要首先聲明的是，“拜占庭將軍問(wèn)題”并不是一個(gè)真實(shí)的歷史事件，它是一個(gè)虛構(gòu)的故事。原因很簡(jiǎn)單：

故事容易被傳播。只要是個(gè)正常人，就會(huì)喜歡看故事。把計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里抽象的問(wèn)題用故事的形式表現(xiàn)出來(lái)，這樣能得到更多人的關(guān)注。關(guān)注的人越多，這個(gè)問(wèn)題就能更快地被解決。

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“拜占庭將軍問(wèn)題”出現(xiàn)在1982年7月Leslie Lamport和Marshall Pease 、Robert Shostak合作發(fā)表的論文《The Byzantine Generals Problem》，故事是這樣的：

假設(shè)有幾支拜占庭軍隊(duì)現(xiàn)在正在一個(gè)敵城外扎營(yíng)，每支軍隊(duì)由一個(gè)將軍指揮。將軍之間只能通過(guò)信使傳遞信息。觀察完敵情后，他們必須制定一份共同的行動(dòng)計(jì)劃。

然而，有些將軍可能是叛徒，他們會(huì)盡力阻止那些忠誠(chéng)的將軍達(dá)成一致的計(jì)劃。將軍們必須有一個(gè)算法來(lái)保證以下幾點(diǎn)：

1.所有忠誠(chéng)的將軍必須達(dá)成相同的行動(dòng)計(jì)劃。

忠誠(chéng)的將軍會(huì)根據(jù)“算法”的要求來(lái)行動(dòng)，而叛變的將軍想去哪兒就去哪兒，想干嘛就干嘛。不管叛軍做什么，算法必須保證所有忠誠(chéng)的將軍達(dá)成相同的行動(dòng)計(jì)劃忠誠(chéng)的將軍不僅要在行動(dòng)上達(dá)成一致，還要認(rèn)可可執(zhí)行的計(jì)劃。所以我們也要確保：

2.當(dāng)少數(shù)人是叛軍的時(shí)候，他們無(wú)法阻止忠誠(chéng)的將軍接收到可執(zhí)行的計(jì)劃。

這個(gè)故事是計(jì)算機(jī)科學(xué)中，研究分布式一致性（Distributed consensus）問(wèn)題的典型案例。

一般的，對(duì)這個(gè)問(wèn)題的研究是為了增加分布式系統(tǒng)的可靠性。比如Twitter、Facebook這樣的系統(tǒng)，它們有很多服務(wù)器，同時(shí)記錄著系統(tǒng)上發(fā)生的所有行為。

因?yàn)槊恳粭l信息分別記錄在不同的后臺(tái)節(jié)點(diǎn)上，所以系統(tǒng)具有分布式的特點(diǎn)。一旦數(shù)據(jù)記錄不一致，就有可能發(fā)生用戶信息丟失的情況。在2008年10月31號(hào)之前，人們都還不知道如何使這樣的系統(tǒng)達(dá)成完美的一致性。

（3）中本聰
2018年10月31日下午2點(diǎn)10分，在一個(gè)密碼朋克的郵件組里，幾百個(gè)成員收到了一封署名為中本聰?shù)碾娮余]件，郵件里寫(xiě)到：“我一直在研究一個(gè)新的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，這完全是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的，無(wú)需任何可信的第三方參與。”，在這句話的下方，有白皮書(shū)的鏈接，其中描述了一個(gè)新的貨幣體系。

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（在這里，我們假設(shè)中本聰是一個(gè)真實(shí)的人）中本聰優(yōu)雅地利用“工作量證明鏈”（proof-of-work chain）解決了“拜占庭將軍問(wèn)題”。詳情見(jiàn)《區(qū)塊鏈：重塑經(jīng)濟(jì)與世界》第一章，添加個(gè)人微信即可獲得PDF版電子書(shū)，聯(lián)系方式在個(gè)人介紹里。

比特幣的白皮書(shū)里，除了工作量證明（共識(shí)機(jī)制）之外，還涉及到加密算法（非對(duì)稱加密、哈希函數(shù)）、P2P傳輸、分布式存儲(chǔ)等技術(shù)。為了避免啰嗦，這些技術(shù)的細(xì)節(jié)我在這里就不寫(xiě)了，只講一下這些技術(shù)是如何配合的。

3.協(xié)議
我是今年1月中旬才知道區(qū)塊鏈的，至今已有3個(gè)月了。剛開(kāi)始接觸的時(shí)候，經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)“區(qū)塊鏈?zhǔn)堑谒拇喂I(yè)革命”“區(qū)塊鏈將顛覆所有行業(yè)”之類的，覺(jué)得區(qū)塊鏈很神、很吊?？墒牵佑|久了以后，我發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈也許并沒(méi)有那么神奇，畢竟它是建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)之上的。

互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行高效信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，區(qū)塊鏈則是基礎(chǔ)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議架構(gòu)構(gòu)建出的新的基礎(chǔ)協(xié)議層。

“協(xié)議是指為了完成給定的任務(wù)，進(jìn)程間通信所要用到的一組通用的規(guī)則和給事。協(xié)議的存在使得分布式系統(tǒng)的軟件能獨(dú)立地開(kāi)發(fā)，能在代碼次序不一樣、數(shù)據(jù)表達(dá)不一樣的計(jì)算機(jī)上用不同的程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。”–《分布式系統(tǒng)概念與設(shè)計(jì)（第5版）》

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類似于TCP/IP協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)，區(qū)塊鏈的復(fù)雜性也體現(xiàn)在其組成的層級(jí)結(jié)構(gòu)。

“網(wǎng)絡(luò)軟件是按層的層次結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)的，每一層都為上面的層提供了相應(yīng)的接口，并擴(kuò)展了下層通信系統(tǒng)的性質(zhì)。”–《分布式系統(tǒng)概念與設(shè)計(jì)（第5版）》

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數(shù)據(jù)層/ Data Layer

數(shù)據(jù)層主要描述區(qū)塊鏈的物理形式，是區(qū)塊鏈上從創(chuàng)世區(qū)塊起始的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，包含了區(qū)塊鏈的區(qū)塊數(shù)據(jù)、鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)以及區(qū)塊上的隨機(jī)數(shù)、時(shí)間戳、公私鑰數(shù)據(jù)等，是整個(gè)區(qū)塊鏈技術(shù)中最底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

網(wǎng)絡(luò)層/ Network Layer

網(wǎng)絡(luò)層主要通過(guò) P2P 技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)的機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)層包括 P2P 組網(wǎng)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制，因此區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個(gè) P2P 的網(wǎng)絡(luò)，具備自動(dòng)組網(wǎng)的機(jī)制，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)維護(hù)一個(gè)共同的區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)來(lái)保持通信。

共識(shí)層/ Consensus Layer

共識(shí)層主要包含共識(shí)算法以及共識(shí)機(jī)制，能讓高度分散的節(jié)點(diǎn)在去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中高效地針對(duì)區(qū)塊數(shù)據(jù)的有效性達(dá)成共識(shí)，是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一，也是區(qū)塊鏈社群的治理機(jī)制。目前至少有數(shù)十種共識(shí)機(jī)制算法，包含工作量證明、權(quán)益證明、權(quán)益授權(quán)證明、燃燒證明、重要性證明等。

數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層是構(gòu)建區(qū)塊鏈技術(shù)的必要元素，缺少任何一層都不能稱之為真正意義上的區(qū)塊鏈技術(shù)。

激勵(lì)層/ Actuator Layer

激勵(lì)層主要包括經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的發(fā)行制度和分配制度，其功能是提供一定的激勵(lì)措施，鼓勵(lì)節(jié)點(diǎn)參與區(qū)塊鏈中安全驗(yàn)證工作，并將經(jīng)濟(jì)因素納入到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中，激勵(lì)遵守規(guī)則參與記賬的節(jié)點(diǎn)，并懲罰不遵守規(guī)則的節(jié)點(diǎn)。

合約層/ Contract Layer

合約層主要包括各種腳本、代碼、算法機(jī)制及智能合約，是區(qū)塊鏈可編程的基礎(chǔ)。將代碼嵌入?yún)^(qū)塊鏈或是令牌中，實(shí)現(xiàn)可以自定義的智能合約，并在達(dá)到某個(gè)確定的約束條件的情況下，無(wú)需經(jīng)由第三方就能夠自動(dòng)執(zhí)行，是區(qū)塊鏈去信任的基礎(chǔ)。

應(yīng)用層/ Application Layer

區(qū)塊鏈的應(yīng)用層封裝了各種應(yīng)用場(chǎng)景和案例，類似于電腦操作系統(tǒng)上的應(yīng)用程序、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器上的門(mén)戶網(wǎng)站、搜尋引擎、電子商城或是手機(jī)端上的 APP，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用部署在如以太坊、EOS、QTUM 上并在現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景中落地。未來(lái)的可編程金融和可編程社會(huì)也將會(huì)是搭建在應(yīng)用層上。

激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層不是每個(gè)區(qū)塊鏈應(yīng)用的必要因素，一些區(qū)塊鏈應(yīng)用并不完整包含此三層結(jié)構(gòu)。

基于互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建統(tǒng)一的價(jià)值傳輸層，即價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)的誕生，將是區(qū)塊鏈發(fā)展及演進(jìn)的必然結(jié)果。價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)的誕生將進(jìn)一步打破信息不對(duì)稱的壁壘，讓以貨幣、數(shù)字資產(chǎn)為代表的數(shù)字化價(jià)值無(wú)需借助大量的中介機(jī)構(gòu)，就能在全球范圍內(nèi)自由流動(dòng)，這將讓市場(chǎng)效率得到質(zhì)的飛躍，甚至徹底改變目前的金融與經(jīng)濟(jì)格局。

4.結(jié)語(yǔ)
所謂創(chuàng)新，只不過(guò)是過(guò)往技術(shù)的排列組合。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N由分布式存儲(chǔ)、P2P傳輸、共識(shí)機(jī)制和加密算法結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)，這其中的每一項(xiàng)技術(shù)都不是近幾年才出現(xiàn)的。但正是有了天才和天才idea的存在，區(qū)塊鏈這一天才的發(fā)明得以為人所知，而由它構(gòu)建的價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)是一片廣袤的新大陸，是未曾探索的大海，是剛剛露出水面的冰山一角。不管是區(qū)塊鏈技術(shù)，還是相關(guān)行業(yè)，都有無(wú)限的精彩在前方等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)和開(kāi)拓。