如何理解创造比特币的区块链技术？

最近比特币又疯了，突破了4万美元大关，那么如何理解创造比特币的区块链技术呢？

区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后的下一代颠覆性核心技术。 如果说蒸汽机释放了人们的生产力，电力解决了人们的基本生活需求，互联网彻底改变了信息传递的方式，那么区块链作为建立信任的机器，可能会彻底改变整个价值的传递方式。人类社会传播。

以往依靠信誉、百年老店、权威机构等，区块链利用技术建立一种新的信任方式，从技术角度可以量化和实现，因此区块链成为下一个相信。 基石。 区块链的核心革命特征是改变了千百年来落后的信用机制。

区块链的例子

区块链的本质是一个分布式的公共账本，任何人都可以验证，但没有任何一个用户可以控制它。 区块链系统中的参与者共同维护一个更新的账本：它只能根据严格的规则和共识进行修改。

例如：甲借乙100元，此时甲喊“我是甲，我借给乙100元！” 人群中，B也在人群中喊道“我是B，A借给我100元！” 这时，路人A、B、C、D都听到了这个消息，于是大家在心里默记“A借给B 100元钱”。 该系统不需要银行，也不需要贷款协议和收据。 严格来说，甚至不需要人与人之间建立长期的信任关系（比如B突然改口说“我不欠A钱！”会站起来说“不，我的小本子上记录了那个你一天借了A100元！”）。

这是一个分散的系统。 如果整个系统没有一个权威的中心化代理，信息的可信度和准确性就会面临问题。

你可能已经发现，在上面的模型中，所谓的“100元”已经不重要了。 也就是说，在这个模型里什么都可以交换，甚至你可以凭空发明一些东西，只要大家承认，你就可以让你发明的东西流通。 例如：我大喊“我创造了 10 个脉轮！” 在人群中，我什至不需要知道查克拉是什么，也不需要关心世界上是否真的有查克拉，只要每个人都听到了，然后写下“LaiW3n有10个查克拉”我的小笔记本，所以我真的有 100 个脉轮。 从那时起，我可以声称我给了某人1查克拉，只要路人A、B、C、D都收到并确认了这个信息，那么我就认为交易完成了，即使没有查克拉世界。 又如：“比特币”，区块链是比特币的底层技术，真正的区块链和比特币比上面的模型要复杂得多，细节也太丰富了。

但是存在以下问题：假设经过很长一段时间后，凭空产生的查克拉已经在这个系统中流通，大家开始认可查克拉。 但是这个系统只有10个查克拉，所以有人打了个主意，在人群中大喊：“我有10个查克拉！” 我应该怎么办？ 大家刚才是不是在本子上记下了他有10个查克拉，让大家可以锻造查克拉？

为了防止这种情况的发生，我决定在创建时标记我的脉轮（更准确地说，我在创建时标记了“我创建了10个脉轮”这句话，比如标记001），这样在每笔交易中以后，当我喊“我给某某某查克拉1个！”的时候，我会多加一句：“这1个查克拉的来源是标记为001的记录，我的句子标记为002！”。 再抽象一点，某人的喊话内容格式变成：“这句话的编号是xxx，上一句的编号是yyy，我给某某人1查克拉！”，这样伪造的问题就解决了. 事实上，上述模型成为中本聪第一版比特币区块链协议的简化版。

看到这里，基本可以把区块链讲得淋漓尽致，不涉及任何细节。 但仍有以下问题：“为什么？” 为了激励大家帮我宣传和记账，我决定给第一个听到我喊叫并记录在小本子上的人一些奖励： 第一个听到我喊叫并记录下来的人，你得到了1凭空而来。 查克拉，这个查克拉是整个系统对你辛勤记账的奖励，而且你录下这句话后，一定要马上告诉别人你已经录了，这样别人才会放弃继续记这句话，并且给自己的备案号让别人查，然后你用你的备案号喊出我的话让下人记账。

当这个规则定下来的时候，这个系统中肯定会出现一群人，他们会开始竖起耳朵倾听周围的声音，为的是抢占第一个记账的权利。 例如，“比特币挖矿”这个概念。 毕竟，1 比特币 = 1K-nK 美元。

比特币矿机是用来赚取比特币的计算机。 这类电脑一般都有专业的挖矿芯片，大部分都是通过烧显卡来工作，耗电量大。 用户用个人电脑下载软件并运行特定的算法。 用户与远程服务器通信后，可以获得相应的比特币，这是获得比特币的途径之一。

在这个系统里，如果我和另外一个人C大声喊出“为了艾泽拉斯！” 几乎同时。 由于听众的立场不同，肯定有人会先听到我说的这句话，而有人会先听到C这句话。 如果我们规定只有一个人可以说这句话，那么到底是谁说的这句话呢？

如果不加条件，那么上面的情况肯定会发展成这样：有人以为我说了这句话，听到这句话就开始记账，之后所做的一切都是基于这个事实，而像这样信息一次次传递，这条信息链会越来越深； 而另一批认为C先说这句话的人也会按照这个趋势发展。 这样一来，原本是唯一的信息链，在我们喊出“为了艾泽拉斯”这四个字后，就分叉了？

这会导致什么？ 按照我们的设想，每个人的小笔记本上记录的东西应该都是一样的，而且是一条链，可以把所有的信息串联起来。 可此时此刻，他们小本子上记录的东西却不一样了？ 未来如何判断交易和信息的真实性？

为了解决这个问题，增加了新的规则来增加记录编码的难度，即比特币挖矿的难度，以保证记录的唯一性（保证节点间的同步）。 “不知道用唯一性这个说法准确不？

区块链技术逻辑架构

区块链可以简单分为三层，协议层、扩展层和应用层。 其中，协议层又可分为存储层和网络层，两者相互独立又密不可分。 如图所示：

协议层

所谓协议层，就是指底层技术。 这个层次通常是一个完整的区块链产品，类似于我们电脑的操作系统，维护着网络节点，只提供Api供调用。 通常，官方会提供一个简单的客户端（俗称钱包）。 这个客户端钱包的功能也很简单。 它只能创建地址、验证签名、转账支付和查询余额。 这个层次是一切的基础。 搭建网络环境，搭建交易通道，制定节点奖励规则。 至于你想交易什么，想做什么，它不问也不可能问。 典型的例子自然是比特币，还有各种二级代币，比如莱特币等，还有本书介绍的易数币。 这个层面是现阶段开发者聚集的地方，这说明加密货币还处于起步阶段。

从使用的技术来看，协议层主要包括四个方面：网络编程、分布式算法、加密签名、数据存储技术。 其中，网络编程能力是大家选择编程语言的主要考虑因素，因为分布式算法基本上属于业务逻辑的实现，任何语言都可以做到。 加密签名技术直接简单易用（请阅读书中相关的加解密文章，不推荐随意玩，没有过多的编码逻辑），数据库技术也主要在使用层面，只有对等网络的实现和并发处理才是开发的难点，所以人们更喜欢那些网络编程能力强、并发处理简单的语言。 因此，区块链应用的Nodejs开发逐渐流行起来，Go语言也逐渐兴起。

我把这一层进一步划分为存储层和网络层。 数据存储可以相对独立，选择的自由度更大，可以单独讨论。 选择的原则无外乎性能和易用性。 我们知道，系统的整体性能主要取决于网络或数据存储的I/O性能。 网络I/O优化空间不大，但是本地数据存储的I/O可以优化。 比如比特币就选择了谷歌的LevelDB。 据说这个数据库的读写性能很好，但是很多功能需要开发者自己实现。 目前，困扰行业的一个主要问题是加密货币交易的交易量远不如目前的中心化支付系统（银行等）。 除了I/O，还需要全方位的突破。

在实现对等网络的过程中，必须要用到分布式算法、加密签名等，自然是网络层的事情，也是编码的重点和难点。 《Nodejs Developing Cryptocurrency》一书基本分享了这部分的内容。 当然，也有将点对点网络的实现分开，将节点搜索、数据传输和验证的逻辑分开，将共识算法、加密签名、数据存储等操作放在一起，形成核心层。 不管怎么组合，这两部分都是核心和底层，都是协议层的内容。

扩展层

这个层面类似于电脑驱动，是为了让区块链产品更加实用。 目前有两种类型。 一是各类交易市场，是法币兑换加密货币的重要渠道。 实施简单，来钱快，成本低，但也有风险。 二是实现一定方向的扩张。 例如，基于易书侧链，可以为第三方发布机构、论坛网站等内容生产者提供定制化服务。 尤其值得一提的是大家听到最多的“智能合约”概念，它是一个典型的扩展级应用开发。 所谓“智能合约”是一种“可编程合约”，或者说是“合约智能”，其中的“智能”就是执行的智能，也就是说当满足一定条件时，合约自动执行，如证券自动转账、自动支付等，目前还没有相对成型的产品，但不可否认这将是区块链技术的一个重要发展方向。

扩展层使用的技术没有限制，可以包括很多，比如上面提到的分布式存储、机器学习、VR、物联网、大数据等，都可以使用。 编程语言的选择可以更加自由，因为它可以和协议层完全分离，编程语言也可以和协议层使用的开发语言不同。 在开发方面，除了交易时与协议层交互，其他时间尽量不要和协议层的开发混在一起。 这一层更接近于应用层，也可以理解为B/S架构产品中的服务器（Server）。 这不仅使架构设计更科学，使区块链数据更小，网络更独立，也保证了扩展层的开发不受限制。

从这个角度来看，区块链可以用来开发任何类型的产品，而不仅仅是金融行业。 未来随着底层协议的完善，任何需要第三方支付的产品都可以很方便的使用区块链技术； 任何需要确认、信用报告和可追溯性的信息都可以借助区块链实现。 我个人觉得这个目标应该很快就能实现。

应用层

这个级别类似于电脑中的各种软件程序，是普通人真正可以直接使用的产品。 也可以理解为B/S架构产品中的浏览器。 该级别的应用目前几乎是空白。 市场迫切需要这样的应用来引爆市场，形成真正的扩张趋势，让区块链技术快速走进普通百姓，服务大众。 大家使用的各类轻钱包（客户端）应该算是应用层最简单最典型的应用。 很快，亦书将推出基于亦书网络的文档协作工具，这是典型的应用层产品。

限于目前区块链技术的发展，易数只能从协议层入手，面向应用层，同时为第三方开发者提供强大的扩展层支持。 这样做既可以避免过于贪心，也可以避免无法落地。 这是一条真正理性的发展路线。 因为单纯的开发协议层或扩展层无法真正理解和验证应用层，会脱离实际，第三方开发者难以使用。 如果只考虑应用层比特币怎么制造的，市面上还没有真正扎实好用的协议层或扩展层产品。 所以，我们只好全力以赴，采取完全开源开放的态度，借助社区的力量，一起做一件有意义的事情，也算是做一些技术积累和微薄的贡献吧。中国区块链技术的发展。

区块链技术对社会的影响和意义

机器信任

以前网络上流行“如何证明我妈就是我妈”的新闻，但这其实是一个可以直接用区块链解决的问题。

过去我们的出生证、房产证、结婚证等，都需要政府备书这样一个中心节点，大家才能认出来。 但是一旦越界，就会遇到无穷无尽的后患。 越界后，合约和证书可能会因为没有全球中心节点而失效。

区块链技术不可篡改的特性从根本上改变了中心化的信用创造方式，通过数学原理而非中心化的信用机构以低成本建立信用。 我们的出生证、房产证、结婚证都可以在区块链上进行公证，成为全世界都可以信任的东西。 当然，也可以很容易地证明“我妈就是我妈”。

人是善变的，但机器不会说谎。 区块链有望引领我们从个人信任、机构信任走向机器信任时代。

这有什么意义呢？

回顾历史，人类文明就是建立在信任和共识的基础上构建合作网络，使人类成为地球的主人。

为什么最早的智人能够打败其他种族，从而统一人类？ 事实上，由于语言的出现和讲故事能力的提高，人们可以以极其灵活的方式与陌生人进行大规模协作，而其他种族则因为没有这种能力而无法更高效地召集团队，所以才落下了帷幕。迅速分开。

时至今日，互联网还是新一代的“大型合作网络”。 互联网上的领导者都是超级信任节点，他们的信任是靠长期积累的。

传统金融的合作网络是建立在钢筋混凝土的建筑物上的，所以银行需要建造建筑物让大家相信他们是值得信赖的。 政治互信的建立一般也是如此比特币怎么制造的，这需要很大的成本。

从个人信任到制度信任的演变是人类文明的一大进步。 制度的出现源于降低交易成本的需要。 通过对符合制度规定的行为的认可和鼓励，对违反制度规定的行为的惩罚，引导人们将自己的行为控制在一定范围内，从而达到降低交易成本的目的.

但是机构、状态机等中心节点为我们建立信用的成本是比较高的，因为需要很多人来维护这个系统。 无论在哪个时代，一个需要大量人员维护的系统，其成本必然很高。

区块链技术使用代码构建成本最低的信任方式——机器信任。 我们不需要相信语言和故事，也不需要有钢筋混凝土或中央机构作为基础。 我们不需要依赖个别领导人的背书。 我们只需要知道那些区块链上的代码会被执行，不用担心系统被破坏。 他们可以相互合作，以低成本建立一个大规模的合作网络。

机器信任实际上是没有信任的信任。 人类历史上第一次将有可能以接近零成本的方式在地球上建立前所未有的大规模合作网络。 这必将是一场伟大的群众运动。

价值传递

人类正处在一场从物理世界向虚拟世界迁移的历史运动中，但不可否认的是，人类财富将逐渐向互联网转移，这已经是既成事实。

传统互联网不是为传递价值而生的。 互联网上的信息传输本质上是信息的复制。 现实中的货币流通是靠中心化的组织背书维持运作的，比如微信支付、支付宝、银联等。但是现在有没有哪家公司能活1000年以上呢？ 因此，依靠中心化的方式来实现价值转移有很多弊端。

区块链是第一个可以实现价值传递的网络。 区块链技术有望引领人类从信息互联网走向价值互联网的大时代。

这有什么意义呢？

在人类社会中，价值传递与信息传递同样重要。

互联网的出现使信息传播手段有了飞跃，实现了信息的高效流动，但互联网价值传递的效率仍然很低。 目前互联网上的电子货币，本质上还是传统纸币，跨境支付仍然是个大问题。

区块链的诞生是人类构建价值传输网络的开始。 它将使人们能够像信息一样方便、廉价地在网上传递价值，而这些价值可以表现为资金、资产或其他形式。

区块链的价值传递应该理解为两层含义：

第一层是简单的价值转移，我们可以将比特币发送给任何人。 代币的全球流通让价值传递变得极为便捷。

虽然这看起来很简单，但意义可能是巨大的。 由此看来，微信和支付宝小额移动支付的便利，激活了一个万亿级的知识付费产业（便捷打赏和购买）。 这是支付便利带来的行业变革，而区块链带来的价值流动的便利，必然会对世界产生更大的影响。

第二层是代币的流通或代币经济带来的价值吸纳。

首先，代币的发行让融资变得更加便捷，这一点在很多海外项目疯狂的ICO中就可以看出。

第二，代币流通吸纳价值。 购买代币的背后并不是简单的服务购买，而是整个生态的购买。

例如，基于区块链的内容平台 Steemit 发行了代币 STEEM 来奖励内容生产者。 Steemit平台上每一项内容资产的增加，都会带来新的价值，吸引更多的用户。 用户越多，STEEM代币的消费量也会增加，STEEM代币的价值也会相应增加，从而可以吸引更多的内容生产者，这种良性循环，从而形成生态效应。

由于代币STEEM的流通量有限，代币STEEM可以吸纳整个Steemit生态系统的价值。

对于价值转移，价值流动越快，社会活动就越多。 因为有了价值互联网，人类社会必将迎来更加完美的革命。

智能合约

区块链智能合约是用计算机语言而非法律语言记录条款的智能合约。

智能合约使我们能够与现实世界的资产进行交互。 当触发预编程条件时，智能合约执行相应的合约条款。

一个典型案例：祖父生前立下遗嘱，声称自己去世后孙子年满18岁后，将自己名下的财产过户给孙子。 如果将这份遗嘱记录在区块链上，区块链会自动搜索并计算孙子的年龄。 当孙子年满 18 岁的条件成立时，区块链会在政府的公共数据库等地方查找是否有祖父。 死亡证明如果同时满足这两个条件，那么资产会自动转到孙子的账户，没有任何限制。 本次移交不受国界、外阻等各种因素的限制，自动执行。

智能合约有很多潜在的好处，如较低的签署成本、执行成本和合规成本等。它是一种低成本的合约实施方式，特别适合大量的日常交易，因此昂贵的合法或公证纸质合约是required 合约和合同都可以用电子智能合约来实现。

人类文明已经从“身份社会”进化到“契约社会”，而区块链有望引领人类从契约社会过渡到智能合约社会。

这有什么意义呢？

智能合约可以替代所有纸质合约，更重要的是，区块链可以完美连接物理世界和虚拟世界。

例如，要真正实现所有权和使用权分离的共享经济社会，区块链技术是最优方案：在区块链账本上登记租车人的身份和汽车的身份，然后租车就像下载一样就像开自己的车一样方便，车辆的出租人也可​​以在区块链上秒级确认承租人的身份。 如果加上智能合约，一切都会自动完成，拥有和使用没有区别。 区别。

使用智能合约，我们也可以在未来实现可编程经济。

例如，妈妈想限制未成年子女的零花钱支出，她可以通过智能合约为这些支出设定规则，比如不买垃圾食品、不一次性花完等等，每笔交易发起子进程可以触发智能合约运行，只有满足预设条件的交易才能顺利执行。

区块链技术的应用前景

区块链在金融领域的应用前景

区块链在国际汇兑、信用证、股权登记、股票交易等金融领域具有潜在的巨大应用价值。

区块链技术在金融行业的应用，可以省去第三方中介环节，实现点对点对接，快速完成交易支付，同时大大降低成本。

例如，Visa推出了基于区块链技术的Visa B2B Connect，可以为机构提供一种成本更低、速度更快、更安全的跨境支付方式来处理全球企业对企业的交易。 要知道传统的跨境支付需要等待3-5天，并为此支付1-3%的交易手续费。

另一个例子是纳斯达克推出了基于区块链的交易平台 Linq。 Linq的具体应用场景是非上市公司的股权管理和股权交易。

Visa 还与 Coinbase 合作推出了第一张比特币借记卡，花旗银行正在区块链上测试加密货币“Citicoin”。

区块链在物联网和物流领域的应用前景

区块链在物联网和物流领域也可以自然结合。 通过区块链可以降低物流成本，可以追溯物品的生产和交付过程，提高供应链管理的效率。 该领域被认为是区块链很有前途的应用方向。

Skuchain 创建了一个新的基于区块链的供应链解决方案，以同步商品和资金流，同时缓解假冒商品问题。 Provenance 是一家位于伦敦的区块链初创公司，为企业提供供应链溯源服务。 通过将零售供应链上的全流程信息记录在区块链上，实现产品物料、原材料、产品的来源、历史等信息的检索和追溯。 , 提高供应链信息的透明度和真实性。

德国一家初创公司Slock.it基于区块链技术做了一款智能锁，将锁连接到互联网，通过区块链上的智能合约进行控制。 只需通过区块链网络向智能合约账户转账即可打开智能锁。 在酒店使用时，客人可以轻松开门。 这才是真正的共享经济！

区块链在公共服务领域的应用前景

区块链在公共管理、能源、交通等领域与人们的生产生活息息相关，但目前这些领域的中心化性质也带来了一些问题，这些问题都可以用区块链进行改造。

例如，乌克兰敖德萨地方政府就尝试建立一个基于区块链技术的在线拍卖网站，通过该网站可以更透明地出售和租赁国有资产，避免以往腐败和欺诈行为的发生.

西班牙卢戈市政府利用区块链建立公开、公平的投票系统。

爱沙尼亚政府与Bitnation合作，在区块链上进行政务管理，通过区块链为居民提供结婚证、出生证、商务合同等公证服务。

欧洲能源署使用区块链使公民能够在能源零售市场中发挥更大的作用。 能源零售市场（Micro-Generation Energy Market）的智能化允许消费者在市场上交换和出售多余的电力。 并显着减少电费。

区块链在认证公证领域的应用前景

区块链是不可篡改的，因此认证公证也有巨大的市场。

Bitproof 是一家专门使用区块链技术进行文件验证的公司。 区块链初创公司Bitproof与Holberton School合作，后者宣布将利用比特币区块链技术为学生颁发学历证书，解决学历造假问题。