比特币的工作原理是什么?何为区块链及去中心化?

2021-06-23 20:55 评论 0 条

快速理解区块链

一提到区块链,相信很多人都会想到比特币,甚至以为区块链就是比特币、比特币就是区块链,或者区块链就是比特币不一样的叫法。其实比特币只是区块链的第一个实际应用。区块链还要涉及到什么去中心化、分布式、不可篡改之类的名词。

如果在计算机技术上用一句话来概括,区块链其实就是一种数据结构(栈和队列也是一种数据结构),既然他是一种数据结构,那区块链的作用自然也就不言而喻了:组织并存储数据。剩下的一些定语如「去中心化」、「分布式」这些无非就是对这种数据结构的修饰罢了。比特币就是应用这种技术制作的数字货币。

或者用另一种定义:区块链是一种分布式账本技术(DLT, Distributed Ledger Technology),通过共识机制发动节点来共同记账。为防止共识信息被篡改,通常情况下,区块链会采用链状数据结构,使用密码学技术进行数据存储。

第一个区块链应用——比特币,它的工作原理类似打麻将,4个矿工自发地组织在一起,通过掷骰子(碰撞一个随机数,开始摸牌),解决一个数学难题(胡牌要求)确定谁来记账(胡牌),谁获得了记账权谁就得到了相应的奖励,其他3个矿工对这笔账目进行确认。所以,区块链就是一群人共同维护的一个大账本。

区块链的技术原理并不复杂,但是他的『社会意义』却是巨大的。区块链本质上是一种解决信任问题、降低信任成本的技术方案,其目的就是为了去中心化的达成共识。

去中心化

这里说明一下“去中心化”。这一词可对应到维基上的Decentralization,但在国内的翻译上,将Decentralization一词夸大了,导致很多人认为区块链就是完全的去中心化,大肆抨击中心化组织,声称要进行彻底的生产关系革命。

但把这个词正常翻译过来,Decentralization仅仅意味着权力分散,也就是说并不是去中心化,而是允许存在中心,只是中心的权力被分散了,以至于只存在一部分权力甚至没有权力,因此,Decentralization更应该被翻译为去中介化。

实际上,比特币区块链的中心化程度已经十分严重了,下图是今天刚截的比特币矿池算力统计,我们可以看到,前三个矿池的算力和已经达到了53%,也就是说,如果矿池联合,把比特币系统搞垮是分分钟的事情,而最恐怖的事情是,前两大矿池的所有者是同一个人,值得庆幸的是,他们并没有这样做,因为他们一旦联合发起攻击,大众将毫无疑问地无法接受而发起分叉。

原本打着“去中心化”的旗号诞生的数字货币,如今依然成为了白皮书中所倡导的相反的币,也是蛮令人感慨的。记得2017年所有的区块链炒作项目都打着“去中心化”的旗号搞ICO圈钱,当时保持着理性的一些大V认为这种“去中心化”不现实,被疯狂的比特币粉丝狂恁,现在“去中心化”已然成为了一个笑话,也没多少人提了。

比特币矿池算力统计

比特币矿池算力统计

我们这里为了方便,还是按照约定俗成的说“去中心化”。如何实现去中心化?通过共识机制发动大量的节点来共同记账,并且这些节点之间地位平等。由于区块链采用了一群人共同记账的方式,使数据难以篡改。在区块链技术中,要修改数据必须得到半数以上节点的同意才可以修改数据,相对于传统中心化单个节点说了算的记账方式,使用区块链技术进行记账可以提高大家的信任度,而这种信任机制的建立不依赖于某个组织、个人,而是依赖于区块链技术本身。

举一个例子,在一个村子里,张三借给李四1万块钱,原来的方式就是李四给张三打一张借条,或者找一个双方都信得过的人作为见证人。现在,按照区块链的思路,同样是张三借给李四1万块钱,我们会发动所有的人都来记账,每个人都会在自己的本子上记一笔账“张三借给李四1万块钱”。按照传统的记账方式,一旦张三把借条丢了,或者李四贿赂了见证人,这笔借款都有可能收不回来。但是有了区块链,由于全村人都记了账,这笔借款就变得无法抵赖了。

那么,又一个问题出现了,凭什么全村人都帮张三来这一笔记账?只是人缘好是不能让全村人都来记账的,我们必须有一套机制来奖励这些人。这就有点像村里的红白喜事,全村人都来帮忙,当事人要大摆宴席答谢村里人,这其实就是一种奖励机制。

同样,区块链要让一群不相干的人来共同记账,就需要一套奖励机制,也就是经济刺激,让参与记账的人可以获得经济上的回报。以比特币举例,矿工会把每十分钟(这是比特币系统规定的)产生的交易打包到一个区块之中,一旦生成区块成功,矿工就会收到两种形式的奖励,也就是出块奖励和手续费,奖励过程是程序自动完成的。

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