一、区块链是什么?

区块链是一个公共的分布式总账,任何发生在此区块链网络上的交易会被约定的算法记录到区块链上,且满足以下条件:

  • 存储基于分布式数据库
  • 数据库是区块链的数据载体,区块链是交易的业务逻辑载体
  • 区块链按时间序列化Block,且每个确认块是整个网络数据共识的唯一准则
  • 区块链只对添加有效,对其他操作无效
  • 基于非对称加密的公私钥验证
  • 记账节点要求拜占庭将军问题可解/避免
  • 共识过程(consensus progress)是演化稳定的,即面对一定量的不同节点的矛盾数据不会崩溃
  • 共识过程能够解决double-spending问题
    令记账(又名矿工)节点 = N,
    当N 公开且自由访问,则这是一条 公有链 (后面有介绍)
    当N 半公开仅由某个组织或团体内部使用(例如R3 CEV),外部仅可以(授权)查询,则这是一条联盟链。
    当N = 1, 则这是一条私有链 (这里有些许争议,如果在一个团体内部看这条链,这条链可能又是“公有的”,这取决于你在不在这个团体内部,不过这不影响它的所有权归属,与传统数据库是类似的)

二、历史背景、现状以及前景

区块链诞生自中本聪的BTC,自2009年以来,出现了各种个样的类BTC的数字货币,都是基于公有区块链的。
数字货币的现状是百花齐放,列出一些常见的:bitcoin、Litecoin。除了货币的应用之外,还有各种衍生应用,如比特股,彩色币,Ripple,Ethereum等等
可以用区块链的一些领域可以是:

  • 智能合约
  • 证券交易
  • 电子商务
  • 物联网
  • 社交通讯
  • 文件存储
  • 存在性证明
  • 身份验证
  • 股权众筹

区块链的发展可以类比互联网的发展,有朝一日会在internet上形成一个比如叫做finance-internet的东西,而这个东西就是基于区块链,它的前驱就是bitcoin,传统金融从私有链/联盟链出发(局域网),bitcoin 系列从公有链(广域网)出发,都在往同一种概念上收敛——基于数字资产(Digital Asset)的智能化金融世界。

区块链的进化方式可以是:

区块链1.0 - 围绕数字货币的货币和公证生态
区块链2.0 - 围绕数字资产与智能合约的合约生态
区块链3.0 - 以上面两个为基础的自治社会生态=>DAO/DAC(区块链自治组织/区块链自治公司)=> 区块链社会(区块链+人工智能)。

区块链普及程度图:
01-blockchain-introduction-pic01

三、 分类

区块链分公有链(public chains) 和 广义的私有链(private chains)。
公有链:是指世界上任何个体或者机构都可以发送交易,且交易能够获得该区块链的有效确认,任何人都可参与其共识过程,记账权完全由公开的共识算法决定,即整个网络是开放的。

广义的私有链又分联盟链(consortium chains)和完全私有链(private chains)。
联盟链:顾名思义,一般是指由少数的机构组成联盟节点,联盟之间是有价值传输的,属于协作关系但同时又不能完全信任,典型的场景有跨境支付,票据市场,场外市场等等。一般由PBFT一致性算法改造的共识算法,节点数不会太多,同时要求出块速度快,并且所有节点是需要准入的,也就是通过许可才能访问该联盟链(我们也称联盟链为许可链)。
完全私有链:仅仅使用区块链的分布式账本技术进行记账,与其他的分布式存储方案没有太大区别(讲真,如果不是政治任务,别想用区块链替代数据库,吃力不讨好)

四、从技术角度看区块链

首先来看基于公有区块链讲解的两张图:
01-blockchain-introduction-pic02

01-blockchain-introduction-pic03

在图2中存在一个中心机构O,所有的节点要参与交易必须通过中心机构O来达成交易。
这里的中心机构O扮演了两个身份,一个是维护者的身份,即维护交易账目且正常达成交且真实可靠的,另外一个是特权参与者的身份,即发行货币(资产)的权利。
如果我们要去中心化,那么我们应该如何做?

第一是去掉维护者这个身份,如何去掉它又能保证交易能正常完成且真实可靠呢?
首先在区块链上我们只记录交易本身,而不是记录每个人的账户余额,然后大家一起记账,都写到一个账本(区块链)上,并且每个人都保留一份总账副本。
这个问题其实分两层,第一层是一个技术问题,并且已经有成熟的解决方案了,就是使用P2P技术(如有名的BT协议),大家都来同步分布式总账本,大家发送交易直接to peer,并且通过公私钥技术来验证peer。
第二层是一个确认真是交易的问题,我们通过共识过程(consensus progress)来确认交易的有效性。目前有四种共识过程可以选择:工作量证明(POW)、 (权益证明) POS、 DPOS、 POOL。
第二是去掉特权参与者这个身份,如何去掉它又能保证资产的流通呢?
这个问题也是一个核心问题,在公有链上,他们可以发行自己的虚拟货币,如bitcoin, litecoin。
而在私有链的实现方式里,是将资产直接数字化,可以将对应的物理实体细分所有权发行。
在图3中节点A直接发交易给节点D,所有节点一起确认并且验证交易的真实性,更新了公共总账以后,所有人再同步一下最新的总账。
这里我们将维护者的身份下放至每一个参与者手中,并且通过加密算法来保证交易真实可信,这里我们不需要对账,我们只需要维护一条总账就可以。

五、从经济学角度看待区块链

(本节还没有详细讲)

货币的本质:货币只是一种广泛价值共识,本身不具有价值沉淀。
资产与货币的关系:货币描述资产。
什么是数字资产:资产数字化,可细分,可交易,价格由供需市场决定,而不是价值中介——货币决定。
区块链如何将资产数字化(略)
推荐阅读:哈耶克 《货币的非国家化》

另外一个有意思的概念是POS共识提出的币天销毁的概念,这可能是一个非常有意思的经济学概念,推荐阅读 长铗《区块链:从数字货币到信用社会》

六、区块链共识算法

共识算法参考《浅谈区块链共识机制与分布式一致性算法》

七、区块链的项目介绍

中国区块链发展现状数据总览
联盟区块链项目介绍