區塊鏈:4種區塊鏈的技術創新

現如今，區塊鏈已成為全民關注的領域。區塊鏈本身是一種特殊的數據庫技術，是基于密碼學中的橢圓曲線數字簽名算法來實現去中心化的P2P系統設計。現代很多人使用區塊鏈，并將其視為數據記錄、數據庫、數據庫技術。因此，區塊鏈技術已經在全球迅速發展起來，早已經從以往的密碼學貨幣應用擴大到了政府、金融、貨幣、醫療、藝術、人工智能、能源環保等諸多領域。區塊鏈技術已經成為當前又一世界級的創新。

從數據角度來看，區塊鏈是一種分布式數據庫，或者稱為分布式共享總賬，這里所謂的“分布式”不但意味著數據的分布式存儲，同時也體現了數據的分布式記錄，換句話說就是由系統中所有的參與者對數據記錄的安全性進行維護和管理。簡單地說，就是區塊鏈能夠實現全球數據信息的分布式記錄、分布式存儲。

第一，分布式記錄，是由系統中的所有參與者共同記錄，而并不是其中的一個個體或者一個中心化的機構去做記錄。

第二，分布式存儲，是在所有參與的節點中進行數據記錄，而并不是集中存儲在一個個體或者一個中心化的機構節點中。

從效果的角度來看，區塊鏈可以生成一整套完整的記錄時間先后的、不可隨意更改的、可信任的數據庫，在這套數據庫中，所有的數據存儲和記錄都是去中心化的，并且數據的安全性能夠得到有力的保障。

總而言之，區塊鏈作為一種全新的技術，脫胎于比特幣的技術，提供一種去中心化的、無需信任積累的信用建立范式。在這種范式當中，任何互不了解的人都可以通過加入一個公開透明度數據庫，通過點對點記賬、數據傳輸、認證或是合約，而不需要借助任何一個中間方式來達成信用共識。這個透明公開的數據庫中包含了過去所有的交易記錄、歷史數據以及其他相關信息，所有信息都是按照分布的方式進行存儲，并且具有很強的透明化、可查性，并以密碼學協議的方式，保證其不能非法篡改。

從以上這些方面，我們可以將區塊鏈技術的創新分為：分布式賬本、對稱加密和授權方法、智能合約、共識機制。

三箭資本CEO在推特簡介新增AVAX、LUNA、SOL、NEAR 4種Token:1月10日消息，三箭資本CEO Zhu Su近日修改推特簡介，以AVAX、LUNA、SOL、NEAR替換原有的DOT、MINA。Zhu Su 推特簡介中顯示，其投資標的還包括BTC、 ETH、DeFi 和 NFT。[2022/1/10 8:38:51]

分布式賬本

前邊我們也講到，區塊鏈的本質是分布式賬本，是一個可以在多個站點、不同地理位置或者多個機構組成的網絡里實現資產分享的數據庫。換句話說，分布式賬本由分布在不同地方的多個節點共同完成，并且每個階段都記錄了完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易的合法性。分布式賬本其實也是區塊鏈的一大顛覆性技術創新。誠然，在所有的經濟活動中，進行記賬、對賬、分賬的過程中都有區塊鏈的應用。分布式賬本可以通過廣泛的應用場景去提高生產，并且有機會變革公共與私營服務的實現方式。

在分布式賬本中所存儲的往往是那些在金融或者法律基礎上定義的實體或電子資產，因此賬本中資產的安全性和準確性是有一定的訪問限制的，只有通過公鑰或者簽名的方法才能獲得賬本的訪問權和掌控權，即將公鑰或者簽名作為一種密碼，對分布式賬本的安全性和準確性進行保護和維護。

通常情況下，在一個網絡里的參與者可以獲得一個唯一的真實賬本的副本，賬本里一旦出現任何更改都會在賬本的副本中反映出來，這種反映往往是非常迅速的，通常只需要幾秒或者幾分鐘的時間。因此，對分布式賬本進行隨意篡改是極其困難的。只有在遵循網絡中所達成的共識規則的基礎上，賬本中的記錄才可以由一個人、一些人或者所有的參與者共同更改。也就是說，所有的參與者都可以共同為賬本作證。

分布式賬本有非常廣泛的應用前景，如可以幫助政府征稅、發放福利、發放護照、運行等級貨物供應鏈等方面都可以用到分布式賬本，這樣可以從整體上確保政府記錄和服務的正確性。

灰度新注冊NMR、RSR、GRT、FLOW等4種信托產品:3月3日消息，據特拉華州官網顯示，灰度 Grayscale 新注冊了 4 種信托基金產品，包括 GRAYSCALE Numeraire TRUST（NMR）、Reserve（RSR）、Graph（GRT）、Flow（FLOW）。[2021/3/3 18:10:59]

當前，英國國民健康保險制度里已經應用到了分布式賬本技術，通過改善和驗證服務的送達以及根據精確的規則去安全地分享賬戶記錄，并且在醫療保健系統方面也是非常有發展潛力的。對于廣大消費者來講，可以根據每個消費者自身情況的不同，通過利用分布式賬戶這一技術，去控制其個人記錄的訪問權限，與此同時，還可以通過這一技術來得知其他機構對其記錄的訪問情況。

利用分布式賬本可以解決當前改善基礎設施過程中出現的效率極低、成本高居不下的問題。當前，導致市場基礎設施成本高的原因主要有3個：交易費用、維護資本的費用和投保風險費用。要求承保的費用包括交易對手風險、本金風險等，這些費用都是非常昂貴的。其中還包括了中心化供應商管理風險的費用。降低結算時間成本，即達到及時結算，可以有效降低風險，分布式賬本技術就是一種非常有效的降低結算時間的可行性技術。在某些情況下，特別是在有高水平的監管和成熟市場基礎設施的地方，分布式賬本技術更有可能形成一個新的架構，而不會完全取代當前的機構。

總的來說，分布式記賬與傳統的記賬方式的不同點在于，沒有一個節點可以單獨記錄賬目，而且避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而出現記假賬的可能性。另外，記錄賬本的節點足夠多，也避免了個別節點對賬本的破壞。從理論上講，只有所有的節點都對賬本進行破壞，才能出現賬目丟失的情況。也就是說，分布式賬本技術從根本上保證了賬目數據的安全性和準確性。

對稱加密和授權方法

在區塊鏈上存儲的交易信息是公開、透明的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問，從而保證了數據的安全以及個人隱私不受侵犯。

Enzyme Finance新增14種加密資產:據官方推特消息，去中心化資產管理協議Enzyme Finance新增14種加密資產，分別是1inch、sTSLA、sDOT、iDOT、AAVE、iAAVE、sUNI、iUNI、sYFI、iYFI、sCOMP、iCOMP、sREN及iREN。[2021/2/21 17:35:16]

知識拓展

對稱加密和非對稱加密

對稱加密，也叫私鑰加密，是指加密和解密使用相同密鑰的加密算法。有時也叫作傳統密碼算法，就是加密秘鑰能夠從解密密鑰中推算出來，同時解密密鑰也可以從加密密鑰中推算出來。但是，在大多數的對稱算法中，加密密鑰和解密密鑰是相同的，所以也稱這種加密算法為秘密密鑰算法或者單密密鑰算法。常見的對稱加密有DES、AES、RC4、IDEA。

非對稱加密，與對稱加密的算法是有所不同的，非對稱加密算法需要兩個密鑰，即公開密鑰和私有密鑰，非對稱加密算法在加密和解密過程使用了不同的密鑰，非對稱密鑰也稱為公鑰加密，在密鑰對中，其中一個密鑰是對外公開的，所有人都可以獲取，稱為公鑰；另外一個密鑰是不公開的，稱為私鑰。

智能合約

我們都知道，自動售貨機的使用方法是你塞進錢去，它就會吐出你選擇的商品。雖然我們看不到自動售貨機的工作機制，但是一條不變的事實就是你不塞錢，它就不會吐東西出來。基于自動售貨機的啟發，一位名叫尼克·薩博的計算機科學家提出了“智能合約”這個概念。在他看來，購買者塞入一定數量的貨幣，選擇想要購買的商品，就在購買者與自動售貨機之間形成了一種強制執行的合約。當購買者塞進錢幣并選擇商品，賣家通過對自動售貨機進行內置設定邏輯就可以為購買者提供商品和找零，這就是在遵守合約。但是一旦塞入錢幣，卻沒有吐出商品那么就嚴重違反了合約。

由自動售貨機引出的“智能合約”的定義，即一個計算機程序，是一個任何人都可以使用的去中心化系統，是一套以數字形式定義的承諾，包括合約參與方可以在合約上執行這些承諾的協議。

歐洲刑警組織破獲加密投資培訓詐騙案 查獲4種加密貨幣:1月28日消息，歐洲刑警組織與西班牙國民警衛隊及加泰羅尼亞合作，破獲了一起加密投資培訓詐騙案件。官方已逮捕6名嫌疑人，并查獲了共計約7萬歐元(約合84716美元)的法定貨幣和加密貨幣。查獲的加密貨幣包括BTC、ETH、XRP和OMG。（CoinDesk）[2021/1/28 14:15:57]

智能合約的達成必須具備2個條件：1、必須有貨幣參與，2、資產必須數字化

1.必須有貨幣參與

沒有貨幣的交易是無法進行的，所以無論是使用法定貨幣還是使用加密數字貨幣，在交易中都是不可缺少的。

2.資產必須數字化

如何能夠將屬于你的資產進行數字化呢？將你的房屋、汽車等進行數字化，就需要給其加一把密碼鎖。我們所開的汽車、居住的房子，其鎖都屬于物理鎖，但是，設想一下，有一天，你的汽車和房屋只有通過持有密碼學公鑰的人才能打開，那么是不是為你資產的安全性提供了更多的保障呢？

在過去，合約的談判、起草、簽署、執行和跟蹤是相互分離的，其成本高、效率低。但是通過區塊鏈技術，合約不僅可以被植入整個交易過程中，還可以設置可執行的參數觸發器，當具備不同條件時，系統自動跳轉到相應流程，執行相應的指令，再反過來驅動新的合約的產生和執行。

智能合約是一段涉及資產和交易的代碼，只有將其放在區塊鏈上，才能有效防止出現“盜版”和“篡改”現象。因此，在區塊鏈出現以前，智能合約沒有大的發展，隨著區塊鏈技術的發展成熟，智能合約將大有用武之地。

智能合約是一種全新的在參與者之間達成共識的方式。它的執行不依賴于任何參與者，而是自動執行的，違約情況幾乎不會發生。智能合約將成為全區經濟的基本構建，任何人都無需事先審查和承擔高昂的預付成本，就可以使用這種方式來參與經濟活動。

支付寶之所以受到廣大商戶和消費者的喜愛，關鍵一點就在于它作為第三方金融機構，不會讓交易雙方之間出現買家付款、賣家卻沒發貨的現象，而是需要買家事先將費用撥到支付寶，然后商家確認發貨之后再把款從支付寶撥到賣家，這樣就有效保障了交易雙方的利益。支付寶這種工作機制實際上是與智能合約基本上一致的，其共同點就是基于信任而存在，使得工作效率更高，雙方利益更具安全性。傳統合同制定中，往往合同達成共識的各方會尋求類似支付寶這樣的第三方信任機構來保證合約的正常運行，但是智能合約卻移除了尋找對第三方信任機構的必要。

美國在線賭博網站：新增BCH等4種數字貨幣的使用:美國在線賭博網站Bitcoincasino.us宣布除BTC外，新增BCH、ETH、LTC、DOGE四種數字貨幣供玩家選擇。[2018/3/9]

基于智能合約的不可篡改、無需尋找第三方信任機構等特點，人們對于智能合約充滿了期待，但是智能合約的發展也存在一些現實的阻撓，主要體現在以下兩個方面。

目前基于區塊鏈的資產數字化還遠遠不夠。從內部依賴條件來講，智能合約的應用是需要依賴于基于區塊鏈的資產數字化的，但是，顯而易見的是，當前基于區塊鏈的資產數字化還遠遠沒有實現，當前有的只是零星的嘗試而已。因此，這對于智能合約的發展具有一定的阻礙性。

智能合約是在去中心化的系統中自動執行的。如果僅僅智能合約的載體是去中心化的，這對于智能合約的發展是遠遠不夠的。如果執行合同的觸發條件不是去中心化的、有效的共識機制，那么觸發條件就很容易出現不一致現象，這將會進一步影響智能合約作為一個去中心化系統的有效性。因此，智能合約的發展還需要依賴于事件或事實發生的去中心化，像去中心化預言機的出現就是一個典型。

從以上內容，我們發現，智能合約的應用并不是能夠一蹴而就的，而是需要一個協作體系的建立與逐漸趨于成熟，才能一步步推動智能合約的不斷發展。因此，可以說，智能合約雖然是區塊鏈的創新技術之一，但是在大規模范圍內實現成功落地還是需要一定的時間的。

共識機制

共識機制是區塊鏈技術的核心，它使得區塊鏈這樣一個去中心化的賬本系統成為可能；而價值載體是區塊鏈技術的潛力所在，它使得區塊鏈技術的應用領域已經超越了以往的數字貨幣。

比特幣本身是由分布式網絡系統生成的數字貨幣，其發行過程不依賴于特定的中心化貨幣發行機構，而依賴于分布式網絡節點共同參與一種稱為“工作量證明”的共識過程來完成交易的驗證與記錄。PoW的共識過程實際上就是俗稱的“挖礦”，每個節點稱為礦工，通常是各個節點貢獻自己的計算資源來競爭解決同一個難度具有可動態變化和調整的數學問題，并成功解決該數學問題的礦工將獲得區塊鏈的記賬權，同時在當前時間段的所有比特幣交易記

錄被打包存儲在一個新的區塊中，并按照時間順序將其連接到比特幣鏈上。

區塊鏈是比特幣的底層技術，類似于一個數據庫賬本，由分布在不同區域的節點共同參與決策，并記載所有的交易記錄，而這些決策規則的核心就是共識機制。

所謂共識機制就是用來決定按照哪個參與節點記賬，以及確保交易完成的技術手段和機制。共識機制可以在區塊鏈技術應用的過程中有效平衡效率與安全之間的關系。通常情況下，安全措施越復雜，則處理效率越差，如果想要提升處理效率，就必須降低安全措施的復雜程度。

從目前的情況來看，區塊鏈技術的共識機制主要有：PoW、PoS、DPoS和Pool。

PoW

所謂工作量證明機制，實際上就是獲得貨幣量的多少取決于挖礦工作的成效，用戶使用的計算機性能越好，則挖礦所獲得的貨幣就越多，即根據工作量分配貨幣。

比特幣挖礦就是通過參與或運算，計算出一個符合規則的隨機數，即獲得本次的記賬權，同時發出本輪需要記錄的數據，全網其他節點驗證后，所有節點的參與人員一起存儲該記錄數據。系統用工作量證明機制來分發資產，以鼓勵用戶挖礦，從而保證網絡的穩定性。當前，絕大多數的虛擬貨幣，如比特幣、萊特幣等都是基于PoW機制的虛擬貨幣。

PoW機制的優點是實現了完全的去中心化，節點自由進出。但同時也存在一些問題，一是當前比特幣已經吸引了全球大部分的計算力，使用PoW共識機制的區塊鏈應用很難獲得相同的計算力，并以此來保障自身的安全；二是挖礦造成了嚴重的資源浪費；三是共識達成的周期較長。PoW機制雖然不太適合于商業應用，但是在太陽能的研究、宇宙智能探索方面具有很大的應用潛力。

PoS

簡單來講，PoS機制實際上就是一個根據用戶所持有的貨幣數量和時間來決定派發利息的制度。PoS機制中有一個叫作“幣齡”的概念，每個幣每天產生1幣齡，如果用戶持有幣的數量達到了100個，并所持時間為30天，那么其擁有的幣齡為3000。這時候，如果用戶發現一個PoS區塊，那么他的幣齡就會被清空，用戶每被清空365幣齡，就會獲得區塊中0.05個幣的利息。由于幣齡清空為零，沒發現一個新區塊，礦工的計算力也歸為零。

與PoW機制相比較，PoS機制是一種升級的共識機制，根據每個節點代幣數量和時間的比例降低挖礦難度，加快隨機數的尋找速度。在實際運用中，PoS機制具有在一定程度上縮短共識達成時間的優點，同時也在安全性方面有了更大的保障，這對于大數據在金融領域中的應用具有十分巨大的作用。另外，PoS機制構建了區塊鏈技術前沿運用的基礎。其缺點是還需要挖礦，實際上并沒有從根本上解決商業應用存在的痛點。

DPoS

DPoS機制是一種全新的保障加密貨幣網絡安全的算法。它在嘗試解決比特幣采用的傳統工作量證明機制，以及點點幣和NXT所采用的股份證明機制的問題的同時，還能夠通過實施科技式的民主以抵消中心化所帶來的負面影響。簡單來講，其工作原理實際上類似于董事會投票，給持幣者一把可以開啟他們所持股份對應的表決權的鑰匙，而不是給他們一把能夠挖礦的鏟子。

DPoS機制有很多優點，其中一點就是大幅縮減了參與驗證和記賬節點的數量，縮減了需要確認的需求，將使得交易速度在很大程度上得到提升，簽署區塊的任務將會托付給網絡選出的可信之人。與PoW機制和PoS機制相比較，DPoS機制能夠在單一區塊中容納更多筆交易，從而將加密貨幣技術提升到了一個更高的層次，使其能夠與中心化的結算系統相媲美。

Pool

Pool本身的意思就是聯營、合伙經營，因此Pool機制就是一種基于傳統的分布式一致性技術加數據驗證機制。Pool機制是當前行業區塊鏈使用最為廣泛的共識機制。其優點在于不需要代幣也同樣可以照常工作，這極大地提升了驗證速度，可以實現秒級共識驗證，并且在提升驗證速度的情況下還提升了驗證的安全性，是適合多方參與的多中心商業模式。

總而言之，4種不同的機制適合應用于不同的場景，區塊鏈共識機制的作用就是在效率與安全之間達成最佳的平衡。相信基于區塊鏈技術的不斷演化和發展，會有更多的技術和機制應用到我們的生活場景中。區塊鏈在比特幣中的應用為人們通向數字貨幣打開了一扇門，而從數字貨幣到數字金融最終達到數字社會的道路依然曲折坎坷，因此，區塊鏈共識機制需要進行更多的完善和創新。

好的，今天我們就先學習到這里吧！

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