区块链到底是一个什么样的东西-掘金网

秉持着猫的好奇心，我踏入了区块链的世界。

这篇想要给对区块链有好奇心，但可能觉得不好理解、复杂、等等原因一直没开始的人，会用很白话的方式讲解区块链到底是一个什么样的东西，初学者入门必须了解的名词以及相关概念，希望你收获良多并且有初步的认识，那我们就直接开始喽。

什么是区块链？

区块链就是一项底层运行的架构，相信大家多少一定都有听过比特币，比特币就是一种基于区块链上的技术，而区块与链的关系就像是，今天假如你去了一家商店消费了一笔金额，而商家开了一张发票给你，那张发票你就可以把它当成第一个区块，而你之后的消费记录就会依循着第一笔消费慢慢的浓缩在一起，你的第二笔消费会有第一笔消费的纪录，以此类推，而这一个个区块连接起来就会变成一条链，这就是区块链，记录着世界发生的每一笔交易。

补充：而交易的资料结构里，会有哈希值(Hash)、当前时间(Timestamp)、数笔交易资料(Tx_Root)、矿工产生的随机数(Nonce)。

接下来就跟大家介绍入门必懂的名词

必懂的名词

中本聪(Satoshi Nakamoto)：是第一个发布论文整合所有相关电子货币应用的开发者，也是比特币的创始人，但真实的身份依然是个谜。

比特币(Bitcoin)：第一个点对点(Peer to Peer)的电子货币，而发明的初衷就是要让在世界两端的两个人能够即时并在去中心化的互信状态下进行交易。

帐本(Distribited Ledger)：帐本简单的说就是你的帐户，而这个帐户有一些特性，去中心而且跟世界连接、透明(匿名性、交易细节公开、拒绝黑箱作业、每笔交易都能查询到)、可回朔(可查询过去的任何一笔交易纪录)、不可篡改性(交易一成立即不可篡改)

币(Coin)：币分成原生(Coin)、客制化(Token)两种，例如在一个区块链上只会有一个原生的货币，除了交易外，最常拿来使用支付智能合约，例如比特币。客制化的货币是开发者在区块链上创造的，一个区块链上可以有多种，除了支付，可由开发者自订附加功能，并以智能合约创造。

补充：有人会说发币很快很简单？

发币的难度主要取决于功能的复杂性以及安全性，快速发币的货币可能安全性和附加功能都非常堪忧。

哈希值(Hash)：上一个区块的资料浓缩，确保上一个区块的资料不会被窜改。

地址(Address)：使用非对称加密，区块链上的身份，区块链是使用非对称加密产生一组独特的公钥与私钥，透过公钥产生地址，而地址加上你的私钥就等于你的钱包。

补充：非对称加密vs 对称加密？

非对称加密就是使用不同密码去加密和解密，反之对称加密就是使用同一组，安全性上来说非对称加密的方式安全度更高，而且更难以破解。

冷热钱包(hot/cold wallet)：冷钱包，另外锁上密码，不公开与网路有所接触、使用不方便但安全性高、必须独自全权管理钱包。热钱包，与网路紧密接触，使用顺手方便但安全性低，但容易暴露于风险之中，易受攻击。

节点(Node)：节点也就是每个区块链的参与者，节点的数量决定区块链的去中心化程度，例如比特币就是一个点对点(Peer-To-Peer)的网路，单层、人人平等、没有中心点。

补充：节点种类有哪些？

范本节点(Reference Client)：钱包+ 完整区块链+ 挖矿工具+ 网络工具。

全节点(Full Node)：完整区块链+ 网络工具。

轻节点(Lightweight SPV Wallet)：钱包+ 网络工具。

矿工节点(Mining Nodes)：挖矿工具+ 部分区块链+网络工具。

网络(Network)：一切根源的基础，一般我们使用的Open Web只是网络的一种，所有的区块链都是自成网络。

补充：网络的全貌？

一般来说我们能前往的只有其中4%，简称台面上(Surface Web)，而其中深网(Deep Web)包括各个企业内部的资料和网络，最后则是暗网(Dark Web)，这是一个比较神秘的世界，必须用洋葱加密(Tron)的方式前往，绝不能透露自己的分份，里面主要都是一些非法交易，如毒品、枪枝、人口贩卖、雇佣等等。

挖矿(Mining)：去中心化的验证区块的机制，每一笔成立的交易并没有中心化的机制去验证，而挖矿就是验证的机制，藉由付出一些代价(币)，请矿工帮你验证(挖矿)，简单的说，以比特币系统来解释，就是他出了一道复杂的数学题目，谁先解出来就能得到奖励(币)，而挖矿则需要消耗算力、时间、电力、硬体资源，并不容易。

哈希函数(Hash)：一种密码算法，把任何资料转换为浓缩的数位指纹，输入任何资料他都会输出固定长度，而且使用非对称加密，从结果回堆资料非常困难，且产生的速度快。

补充：有什么用？

主要用来保护机密资料、资料摘要、确保资料的真实完整性，比特币是使用SHA256密码哈希算法。以下是一张范例图

首先1、2行，第一行我使用SHA256算法去哈希Hello这段文字，下方一长串的就是他的结果，而第3、4行我又使用了一样的步骤，但是我的Hello多了一个o，但下面哈希出来的值完全跟上面Hello的值一点关联性都没有，这就是非对称加密，难以回推去破解。

算力(Computer Power)：挖矿的速率，计算一个封箱的哈希值的速度。

补充：设备的演进以及未来？

GPU -> FPGA -> ASIC

GPU显卡比CPU多100~10000倍的效能

FPGA客制化的逻辑闸阵列，大幅减低消耗电量

ASIC特殊应用积体电路，完全客制化逻辑，在提升速率50~200倍

随着设备的演进，挖矿难度只会越来越高，获得利益的反而不是这些矿工，而是制造这些设备的商人。

比特币经济(Bitcoin Token Economy)：逐渐失去价制存储的功能，初衷是为了支付功能，却沦为投机工具，而后有更多的稳定货币诞生试图取代他(USDT、PAX、TUSD、DAI、USDC 、GUSD)

白皮书(White Paper)：区块链项目的说明书，内容有目录、团队成员、要解决的问题、解决问题的方法/技术架构图，以及发的币会怎么分配。

补充：惹来反感的白皮书

有些白皮书的内容不真实或过度夸大，导致现在很多新创团队反而以不发白皮书来成为炫耀的优点。

ICO(Initial Coin offering)：区块链项目的募资方式。

补充1：进行方式

新创公司为自己的项目发币，越早买价格越低，消费者能以(比特币、以太币、现金)买币支持，币一段时间就会上架到交易所，让大家自由购买。

补充2：引起热潮？

2018年初有许多人因为买了ICO而致富。

补充3：反感？

没有保障，据说80%的ICO都是诈骗，没有监管机关把关。

补充4：ICO的下一步，STO(Security Token Offering)

监管机构的介入，以及必须与真实资产挂钩才能发行。

去中心化(Decentralization)：排斥中心化，没有第三者、没有媒介、没有中心信任，例如不用透过银行转帐。

三角悖论(Triangular Dilemma)：任何区块链都必须在这三个选择中做取舍，包括安全性(Security)、效能(Efficeiency)、去中心化程度(Decentralization)，三择二。

以太坊(Ethereum)：第二代的区块链，可运行图灵完整智能合约。

补充：以太坊vs 比特币？

功能上：任何功能vs 货币支付

合约语言：图灵完整vs stack-based编成

共识算法：皆为PoW

补充2：第三代区块链？

以太坊即将推出2.0，以及还有更多第三代区块链EOS、TRON

从历史角度看区块链是什么？

想要先了解区块链是什么?那就让我们先回到2008年，从比特币的诞生谈起吧！缘起2000年，各大银行开始扩张信贷，借钱给人们买房，接着再用该信用贷款发行债卷卖给民众，如此高风

智能合约(Smart Contract)：其实也没有很智能，是一个预先设定且禁止更新的被动规则。

补充：和一般的合约的差异？

不允许更新规则、条例达成立即执行、使用密码货币、部署需要消费燃料、用非对称加密完成签署、不一定具法律效益。

51%攻击(51% Attack)：贿赂超越半数的节点同意错误的交易，并不容易，因为必须拥有全世界一半的节点和算力。

补充：攻击成功后？

攻击成功后，区块链价值将会归零，因为当错误的资料能够轻易进去区块链就失去价值。

补充2：如何防御？

节点数量够多，就够安全，比如100个节点和10000个节点，节点越多越困难。

女巫攻击(Sybil Attack)：创造假节点，去灌票取得胜利。

补充1：难度有多高？

几乎没有难度。

补充2：如何防御？

在挖矿的机制下，迫使每个节点都要有超贵的配备，算力越高你所拥有的投票权就越大，也代表门槛的高度。

双重支付(double-spending)：同样的一笔钱被花费多次，花掉的钱并不会消失，通常发生在电子支付。

自私挖矿(Selfish mining)：挖到一个区块时，偷偷藏起来不公开给别人知道，利用资讯的落差来维持自己的领先。

最长链(Longest chain)：维持网络帐本的唯一性，交易更新的方式，每一笔新产生的交易都会自动去寻找最长链并且去跟他合并，也因此将是唯一。

软硬分岔(Soft/Hard fork)：硬分岔指的是版本大幅更新但不被接受，软分岔指的是沿用旧的版本去做更新，更新幅度并不大。

公钥私钥(Public/Private key)：两把钥匙，一把公开，一把私下保管。

多重签名(Multi Signature)：把私钥匙拆分成好几份，降低风险性，必须同时遭窃才会遗失所有的资金。

拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance)：允许部分出错或是部分的人不诚实且仍然能达成共识的算法。

补充：最著名使用拜占庭容错的系统是SpaceX的火星计划。

共识算法(Consensus)：如何让大家达成共识的算法，常见的有工作量证明(Pow)、权益证明(PoS)、权威证明(PoA)、代理权益证明(DPoS)。

补充：共识算法的决定依据

PoW：以算力为指标。

PoS：以资产为指标。

PoA：以掌权者为指标，一开始就决定好。

DPoS：类似代议政治，选人帮你投票。

测试链(Test chain)：让工程师开发的免费区块链，因为与区块链互动都不是免费的。

补充：常见的三种

Ropsten：采用PoW，网速最慢。

Rinkeby：采用PoA，网速中等。

Kovan：采用PoA，网速最快。

水龙头(Faucet)：拿测试币的地方。

区块链浏览器(Blockchain explorer)：可用来浏览区块链上每笔交易的发生，以及与交易有关的资料。

补充：比特币、以太坊

时间戳记(Timestamp)：区块链记录时间的方式。

ERC标准(Ethereum Request for Comments)：开发者的协调方式。

ERC20代币(Ethereum Request for Comments20 Token)：最通用的代币标准。

交易手续费(Fee)：请矿工帮你验证交易的代价。

燃料(Gas)：以太坊的交易手续费。

公链(Public) vs 私链(Private) vs 联盟链(Alliance)的差异：

去中心化程度：完全vs 部分vs 部分

读取权：完全vs 选定的参与者决定vs 主控组织决定

应用：任何vs 金融组织vs 金融组织/任何

以上就是区块链入门必须了解的名词以及一些基本概念，希望有帮你多了解一些区块链的世界。

区块链的未来

其实当我了解区块链技术的本质后才明白，本来的误解真的蛮深的，区块链本身只是一项技术架构，但却被炒作成投机的工具，初衷是为了解决支付的问题，希望能够以去中心化的方式去让两个在世界两端的人进行交易，这样的方式少了昂贵的手续费、媒介的介入、以及可能发生的黑箱事件，而且可以避免单点崩溃(银行倒闭)时所产生的问题，据说光是国际汇兑一年就高达125兆美元规模，这是一笔天文数字，而在明年2020年，脸书就要正式发行Libra，这个举动我相信一定会大大冲击整个市场的本来的局面，并且让支付的方法有更多可能性和便利性。而对我们呢？跨国汇兑费用可能会大幅降低，而且非常有可能取代大型金融机构的服务，如信托，信托可能会采取智能合约方式去执行，可以省下大笔的托管的费用，然而这一切也都还是未知数，就留给大家去想像和猜测了。

补充：脸书币(Libra)

＊发行于Libra Network的加密货币，发行支出将会由美金、欧元、日圆、英镑等价值稳定的法币构成Libra Reserve。

＊Libra Network是一个基于PoS的联盟链，属于中心化架构。

＊上线时间预计会有超过100个声誉卓越的企业成为节点，而要成为节点须支付至少1000万美金为入会费，而这些费用会变成Libra Reserve。

＊如果你也想加入成为节点呢？你的公司市值必须有10亿美元且至少拥有2000万名的客户。

＊脸书自行开发了更安全的智能合约语言(Move)。

＊价值稳定。

＊拥有27亿潜在客群。

＊帐本由多个大型企业维护。

＊开发者可在上面发行数位资产

补充2：而为什么脸书要发行脸书币呢？

＊脸书主要盈利来源都是广告，高达98％，寻求广告以外的商业模式。

＊可编程的特性让金流可以更自动化