导语：大家好，欢迎收听链得得与迅雷联合出品的区块链科普课——《趣谈区块链》。本课程是由一线区块链行业从业者——迅雷链总工程师来鑫、网心科技软件工程师，负责迅雷链底层技术研发工作的周茂青，以及参与迅雷链底层架构研发工作的陆路、张骁共同撰写而成。

那么，区块链世界在这些技术大拿的眼中，究竟是什么样的呢？平日里和区块链技术打交道的他们，能给我们讲述哪些不为人知的有关区块链的趣谈呢？ 接下来，就来聆听他们撰写的区块链故事吧。

一、区块链的起源

文字符号作为人类最主要的记录和通信手段，在很早期的时候人们就开始了对安全的通信手段的探索，我国最早出现了对文字进行加密传输的记载：公元前1000年左右，周朝兵书《六韬·龙韬》就记载了姜子牙为战时通信制定的两种军事通信密码：阴符和阴书。阴符可算是密码学中的替代法，是双方事先制造的一套尺寸不等、面刻花纹的铜版或竹木版，每种花纹或尺寸长短都代表一定的意义，只有通信双方知道。阴书由阴符演变而来，能比阴符传递更具体的消息，将一份完整的军事文书一分为三，分三人传递，必须要把三份文书重新合并后才能获得完整的军事信息。

公元前100年，罗马帝国的凯撒大帝(Caesar)使用以自己的名字命名的密码——凯撒密码，对重要的军事信息进行加密，这是一种简单的单字母替代密码，也属于替代法。凯撒把移位加密方法写进《高卢战记》后，这种方法很容易就被破解。此后加密方法不断发展，出现了维热纳尔密码等加密方法。

进入无线电时代，希特勒的纳粹德国发明了恩格玛密码机。借助恩格玛密码机强大的密码编撰能力以及无线电传输能力，希特勒拥有了当时世界上最安全的通讯系统。恩格玛密码机的密文无法用人力进行破解，这时候人们就意识到：人打败不了机器，只能设计另一台机器去打败它。包括图灵在内的无数科学家经历了呕心沥血的工作，最终研发出了另外一台密码破译机。

随着世界大战的结束，人类迎来了和平发展的时期。加密技术也从国家情报部门和军队走向了社会和商业。越来越多的公司采购计算机进行工作，公司内部、公司之间的交流也愈加频繁，这也对密码学和技术发展提出了新的要求。其中非对称加密技术的发明，堪称是密码学的最伟大成就，也是今天区块链和比特币的最重要基础技术之一。

密码学的历史可谓源远流长，互联网出现后，科学家们自然就尝试用密码学去解决互联网的隐私性和安全性的问题。早在1990年，数学家大卫·乔姆（David Chaum）就提出了一个数字化支付系统eCash，让人们在互联网上安全地进行支付成为可能。在那段时间里，大卫·乔姆的一个同事尼克·绍博写了一篇题为“上帝协议”的简短论文，文中设想了一种无所不能、可以取代所有中间机构的技术协议，即让“上帝协议”在一切的交易中扮演可信的第三方；在交易过程中，没有人能窥视与自己无关的信息，“一切涉及隐私的信息都归上帝所有”。

2008年，金融危机爆发。 凑巧的是，也就是在那段时间里，一个（或一群）化名为中本聪的人发布了比特币白皮书。他意图打造一个点对点的、“去中介化”的加密货币系统，中本聪为这个系统设计了一个不可篡改的存储机制，即后来被称为”区块链”的技术。

二、比特币协议规则

根据比特币白皮书所述，加密货币（数字货币）与传统的法币有所不同，它们不是由国家所创建的，也不是由国家所控制的。这个协议以分布式计算技术为基础设定了一系列的规则，包括：

1) 匿名：通过数字签名验证电子货币和交易的所有者；

2) 防双重支付：采用工作量证明机制的点对点网络来记录交易的公开信息，只要诚实的节点能够控制绝大多数的CPU计算能力，就能使得攻击者事实上难以改变交易记录。

3) 防篡改：交易被打包进一个区块，区块加上时间戳，对区块的内容计算哈希值，构成一个不断延伸的链条，除非重新完成全部的工作量证明，形成的交易记录将不可更改。

4) 点对点协议：任何人都可成为参与者和见证者， 每个节点都不需要明确自己的身份，由于交易信息的流动路径并无任何要求，所以只需要尽其最大努力传播即可。

5) 激励措施：记账节点能获得数字货币，在没有中央集权机构发行货币的情况下，提供了一种将电子货币分配到流通领域的一种方法。

三、如何理解区块链？

区块链，可看作是分布式账本技术，它是保存账本数据的一种数据结构，是由区块组成的链条，如下图所示：

区块链数据结构示意图

一个区块分为区块头部和区块体：

• 区块头部包括当前区块编号、区块摘要（哈希值）、上个区块摘要、时间戳等字段。
• 区块体保存账本内容，主要包含交易数据。同一个区块内的交易记录组成一棵Merkle树。这些交易记录即是账本内容。一个一个的区块构成的链，即构成账本的状态变化。
• 交易是对账本的一次记录添加操作，例如一次转账交易对应添加一条转账记录。
• 区块的链条随着时间不断增长，新的交易被增加到新的区块中。

由于每个区块数据不一样，每个区块的哈希值都是不一样的，因此可以使用哈希值标识区块。后一个区块里保存了前一个区块的hash值，就组成了一个链条。若篡改了某个区块的某个交易，则计算出来区块的哈希会变化，链条就会断开，就会被见证节点发现。

区块链技术整合了P2P网络、共识算法、密码学等一系列技术，构造了一个去中介化的价值互联网，打造了一个人人平等的、加密的、可互信的分布式公共账本。这个账本，按照严格的规则和公开的协议进行信息记录和修订，每个人都可以对它进行检查，但是没有任何个人可以随意篡改。

四、区块链的关键特性

• P2P网络：P2P网络是去中心化的，任何人都可参与；网络中的所有节点权限对等、数据公开、高度冗余存储以保证去中心化和安全，任何节点故障都不会导致数据丢失。
• 共识机制：使用经过证明的共识算法保证一致性，防止作恶节点篡改数据。
• 激励机制：网络中的节点劳有所得，参与记账即能获得通证作为奖励，吸引更多的节点持续参与，保证了系统的持续稳定的演化，避免节点间的共谋，达成纳什均衡。
• 不可篡改：数据加密传输、交易有数字签名、区块加时间戳一起计算哈希值、由区块哈希值组成链式结构，区块内容全网传播，记账节点负责检查有效性，防止双重支付。

五、区块链技术的价值

正是上述区块链技术的特性，让区块链技术成为一个人们一直在追寻的可信的协议，必然会引发一系列值得关注的变革，就像是当年加密技术在军事和商业中的应用，让人们得以高效通信、占得先机；就像计算机技术在密码学上的应用，让密码学技术取得了伟大的成就；就像互联网技术的落地应用，使得信息可以在全球范围内以极低的成本自由传输，成为当今社会不可或缺的基础设施。而区块链技术则带来了可信协议，让人们可以信任机器，让人们从信息互联网进入到价值互联网时代，必然会孕育出一系列新的商业模式，甚至带来去中介化的全新的社会组织架构。

• 机器信任

区块链出现前，人们只能信任第三方机构。而区块链从技术上保证了机器信任的实现。人类从制度信任过渡到机器信任，很多事务可以因此提升效率，降低成本，例如：

• 所有权确认问题： 从第三方组织机构的担保或保证，转为通过算法为人们创造信用；
• 安全信任问题：从监管机构负责安全管理，转为由技术基础架构层负责安全管理；
• 信任执行问题：由第三方机构监督执行，转为通过智能合约代码自动执行；
• 数据不可篡改：由信任机构，转为信任算法。

• 价值互联网

区块链让人们从信息互联网时代进入到价值互联网时代：

• 传统的依赖第三方机构的价值转移，可被区块链的点对点的价值转移代替；
• 传统的中心化账本，可被区块链的分布式账本代替；
• 传统的依赖第三方机构的审计，可被区块链实时而准确的记录和呈现；
• 区块链的智能合约能实现自动化的、带交易规则的价值传递。

• 去中心化

从中心化到去中心化、去中介化，带来的积极意义有：

• 降低交易成本、协调成本与监管成本，提升商业效率；
• 低成本实现信息同步与共享，促进共享经济的实现；
• 建立有效的约束和激励机制，增强资源配置的效率。

六、区块链技术的现状

虽然，区块链技术最初诞生于十年前的比特币系统，但十年后的今天，它已经成为超越比特币的存在，正在逐渐落地应用于各行各业。它的技术在持续发展，形态也越来越多样，我们需要用发展的眼光看待区块链技术。

例如在共识机制上，除了最早的比特币PoW机制，陆续出现了PoS、DPoS、PBFT等改进算法类型。在应用场景上，最初的比特币几乎没有实际的应用价值，而以太坊引入了智能合约，使得DAPP开发成为可能，尽管仍然面临性能不足的问题。在以太坊为性能提升而努力时，其他区块链平台在性能上也在不断突破。

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