区块链技术起源于比特币,因此很多名词也来自比特币,如挖矿、数字货币、共识机制等。区块链技术中的很多名词非常奇怪,不容易从字面直接获得其内在含义,这也是很多人虽然看了很多区块链方面的文章和教材,但依然糊里糊涂的原因之一。其实,区块链的机制在我们日常生活中往往都可以找到对应的例子,本节用通俗的语言解释区块链名词。区块链名词的通俗解释如表1-3所示。
表1-3 区块链名词的通俗解释
区块和链在前面的章节中已经讲解过了,相信大家已经有所了解;共识机制在前文中也讲过了,就是一种利益分配机制,这里不再赘述。那么,到底什么是矿场、矿工、挖矿呢?数据库技术怎么和矿扯上关系了呢?
我们目前使用的各种互联网应用的集中式数据中心维护模式如图1-17所示,数据和服务器都在巨头(如Google、Facebook)的数据中心,并由工程师维护。其优点是效率高,缺点是数据巨头可以修改用户的数据。
区块链分布式数据维护模式如图1-18所示,其核心是将这些保存数据的服务器放在第三方存储机构,这个存储机构是开放式的,任何人都可以加入或退出,这就保证了没有人可以控制这些数据中心,这也是区块链上的数据无法篡改的真正原因。因此,矿场其实就是第三方数据中心。
图1-17 集中式数据中心维护模式
图1-18 区块链分布式数据维护模式
维护数据的第三方工程师是矿工,挖矿就是抢夺记账权和维护数据的行为。对于这些第三方工程师来说,没有人给他们发工资,还要自己买服务器去给别人服务,这对他们有什么好处呢?他们参与维护工作可以得到比特币奖励。最早参与维护的矿工们并没想到后来比特币会那么值钱,当时纯粹就是一种精神鼓励,但是这种自发的行为最终给社会带来了重要影响。
前面介绍过3种不同的共识机制,其中最早的,也是比特币所采用的,是PoW机制。这种机制的逻辑就是大家一起抢夺记账权,谁抢到谁就获得比特币。到底怎么抢这个记账权呢?简单来讲,比特币的产生就好像一个问题的答案,中本聪把答案设置成有2100万个解法,任何得到答案的人都可以得到比特币奖励。随着比特币的大量挖出,算法会越来越难,就像小学、初中、高中的数学题在持续变难,难度越大,就需要越强大的芯片,这种计算能力就是算力。
比特币是一个民间发起的项目,无数人参与其中,构建了一种独特的协作组织。因此,区块链不仅是技术的创新,还是组织模式的创新。总体来讲,根据组织范围的不同,区块链可以分为公有链、联盟链和私有链,区块链分类如图1-19所示。
图1-19 区块链分类
公有链,顾名思义,就是公开的区块链,也称非许可链。这种区块链是完全开放的,加入和退出都是自由的,也没有官方组织及管理机构进行管理,任何想参与的节点都可以根据共识机制自由接入并开展工作。
公有链是真正意义上的完全去中心化的区块链。通俗地讲,公有链就像市民广场,谁都可以来活动,什么时候想来都可以,什么时候想走也没人管。
联盟链,就是一些有合作关系的机构构建的小范围区块链,又称许可链。联盟链仅限联盟成员参与,区块链上的读/写权限、参与记账权限按联盟规则制定。通俗地讲,联盟链就像在会议室开会,只有相关的人受邀请才能进入。
联盟链适合有合作关系的上下游机构构建。例如,供应链金融体系、物流体系、银行间的清算体系,都可以采用联盟链。
私有链建立在企业内部,系统的运作规则根据企业要求设定。通俗地讲,私有链就像家庭内部交流,外部人不能参与。这种模式适合对数据的私密性要求比较高的场合。但实际上,对于企业内部的数据,采用中心化机制往往更好,因此私有链在实际中的应用并不广泛。
比特币系统是典型的公有链,其他比较有名的公有链还有以太坊、EOS等。由于公有链没有资金支持,所以一般会发行数字货币来维持运行,这就带来很多负面问题,如容易产生非法集资等行为等。
根据目前的实际情况,联盟链将是区块链的发展趋势,即媒体常常提到的“无币区块链”,这其实是联盟链的另一种叫法。联盟链将上下游合作机构连接在一起,大大降低了信息分享的门槛,提高了合作效率,符合未来的发展方向。3种区块链的对比如表1-4所示。
表1-4 3种区块链的对比
续表
在传统模式下,比特币只能在比特币的区块链上转账,以太坊也只能在以太坊的区块链上转账。这与货币只能在本国流通类似,如果希望跨国流通,就需要两个地区打通彼此的金融体系。
侧链机制是使一种数字货币在不同区块链之间移动的机制。例如,将比特币移动到以太坊的区块链上,可以理解为数字货币领域的“跨境支付”。在区块链中,不同的链就像不同的货币地区。例如,以太坊和EOS有不同的货币,侧链可以使其跨链流通。
侧链机制的实施需要跨链技术的支持,即通过一个算法,让不同区块链上的货币跨过链和链之间的障碍,直接流通。跨链技术与现实世界中的SWIFT系统类似,通过这个系统,可以将人民币汇款到境外。
在区块链世界中,两条不同的链就是两个独立的账本,它们之间没有关联。跨链技术对于联盟链特别有价值,可以拯救联盟链中分散的“孤岛”,是区块链向外拓展和连接的桥梁。
DAO的全称是Distributed Autonomous Orgnization,即“分布式自治机构”,是指通过一系列公开、公正的共识机制,在无人干预和管理的情况下可以自主运行的组织机构。
比特币社区没有总经理,也没有财务总监,更没有部门经理,但是这个社区的运行井然有序,所有参与的人都遵循共识机制为社区贡献力量。因此,DAO这种自组织的协作模式是对传统公司模式的重要补充。未来,随着区块链技术的发展,DAO将更加体现出它的生命力。
目前,区块链最大的应用领域是金融业,但是区块链的规则与传统金融业不同。
从密码学的角度看,公钥是加密对中可以公开的代码,私钥是用户自己保存的代码。如果将区块链看作一个邮政系统,则公钥是一个个信箱地址,私钥是打开信箱的钥匙。
例如,朋友A给你转账1.5个比特币,交易如图1-20所示。
图1-20 一个比特币转账的例子
在图1-20中,箭头左右两侧分别是朋友A和你的信箱地址。注意,信箱地址看起来像账户名,但它不是账户名,因为账户名对应用户的姓名和密码,而地址却只对应公钥和私钥。
支付比特币时,由比特币的当前所有者提交其公钥和签名(由私钥生成),网络中的所有人都可以进行验证,确认交易是否为有效交易。如果你要将你的比特币转账给别人,就需要提供私钥来验证这些比特币是你的。矿工们会根据你提供的私钥解密,如果解开了,说明这些比特币属于你,就会确认这笔交易。如果你将私钥弄丢了,那么你的比特币就永远找不到了。比特币自从诞生以来,已经丢失了数百万个,就是因为很多人弄丢了私钥。
既然私钥这么重要,那么应该保存在哪里呢?有的人放在计算机硬盘上,这并不安全,因为黑客可能攻击你的计算机并拿到私钥。在区块链中,保护私钥的安全是第一要务,大家一般都把私钥保存在“数字钱包”中。
数字钱包和现实中的钱包不同,它不是用来存储数字货币的,而是用来存储私钥的,只要知道了私钥,就可以方便地计算公钥和信箱地址,因此只保存私钥就可以了。而且,钱包不只保存一个私钥,而是保存很多个私钥,一个私钥对应一个地址,就像现实中大家的钱包里面往往有一个钥匙串,上面挂着许多钥匙。
通证(Token)又称代币,是区块链2.0的产物。如果说比特币是区块链1.0,那么以太坊这种专门用于开发智能合约的平台就是区块链2.0。基于以太坊,用户可以发行自己的通证,以进行融资,因此可以将通证简单地理解为区块链上的“股份”。
由于以太坊是公开的平台,任何人都可以基于它发行自己的通证,因此诞生了大量的传销币和空气币,这就是很多人对区块链有偏见的原因。
在传统的中心化软件体系中,数据存储是集中的,版本管理也是集中的,升级不会有任何问题。但是区块链不一样,新的软件版本发布后,不是所有人都会把软件升级到新版本。这就可能导致分叉,如图1-21所示,在2号区块生成的时候发布了新的软件版本,此时一部分用户升级到新版,另一部分用户没有升级,新旧版本软件都在各自不停地挖矿、验证、打包区块。
这时会产生两种情况,一种情况是大部分矿工达成一致,放弃新区块的岔道,回到主链上,继续像以前那样运作。通俗地讲,就是“一致拥护,继续好好过日子”,这叫作软分叉。另一种情况是,一部分矿工坚决不同意放弃新区块,这样整个区块链社区就会分裂,形成两条链,这叫作硬分叉。本来团结一致的矿工们,以后就大路朝天,各走一边。
图1-21 分叉
区块链的硬分叉模式不会减少资产,反而让人手里多了一份资产,类似将一个币劈成两半,变成两个币了。于是,区块链分叉就成了一种资产凭空增加的方式。
2017年8月,由ViaBTC领导的矿工团体创建了一个比特币分叉——Bitcoin Cash(简称BCH),又称比特币现金,算是比特币的“大儿子”。后来,越来越多的矿工觉得这方法不错,于是一种新的致富方法——首次分叉发行(Initial Fork Offerings,IFO)诞生了。矿工团队在创建分叉的同时,可以在发生分叉的区块中利用自己的特权,分配一些币给自己或其他人,然后再开放让所有人参与挖矿。因此,比特币不是一个人在战斗,而是有一堆“儿子”,如图1-22所示。
图1-22 比特币和它的“儿子们”
首次代币发行(Initial Coin Offerings,ICO)是区块链项目首次发行代币,募集比特币、解决以太坊等通用数字货币的行为。比较典型的是由某公司或组织发起一个区块链项目,即发起一个众筹融资活动。
参与ICO众筹的人都将获得相应的Token,即代币(虚拟数字货币)。简单地理解就是,ICO类似现实世界中的“原始股”,集资做项目,如果成功则可能获得百倍收益,但其中也有不少是骗局。
既然民间发行的“原始股”不靠谱,那么找一个比较权威的机构来做信用背书,由其审核再发行“股票”,应该就靠谱多了吧?这就是IPO的理念,对应到区块链领域,就是首次交易所发行(IEO)。
能够直接上交易所的项目,与那些类似民间“原始股”的ICO代币相比,无论在项目质量还是在监管方面,都要靠谱得多。因此,从2019年开始,越来越多的项目采用IEO的方式融资发行。不过这种方式依然有非法集资的嫌疑,还是不要参与为好。
本节用通俗的语言对晦涩难懂的区块链名词进行了解释,相信大家已经明白,区块链并不神秘,很多内容都可以在传统的社会经济中找到对应的现象。区块链不仅是一项技术,更重要的是,它可以从很多方面改变目前社会的组织方式和运行逻辑,总地来讲,有五大现有领域和六大应用场景。