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浅谈比特币和区块链的关系

来源:chanye.18183.com作者:游民老赵 时间:18-05-15 分享到:

自从比特币引起世人的关注之后,其背后的技术也引起了广泛的重视,许多人通过新闻媒体的报道知道了比特币,但对于区块链技术却十分的陌生。那么比特币和区块链的关系究竟如何呢? 其实,在比特币的系统中,最重要的并不是币的概念,而是一个没有中心存储机构的账本的概念。币只是在这个账本上
浅谈比特币和区块链的关系

自从比特币引起世人的关注之后,其背后的技术也引起了广泛的重视,许多人通过新闻媒体的报道知道了比特币,但对于区块链技术却十分的陌生。那么比特币和区块链的关系究竟如何呢?

其实,在比特币的系统中,最重要的并不是“币”的概念,而是一个没有中心存储机构的“账本”的概念。“币”只是在这个账本上使用的记账单位。可以这么说,比特币是在互联网上基于区块链的一个去中心化的分布式账本。这里我们可以做一个形象的比喻,如果区块链是一个实物的账本,那么一个区块就相当于账本中的一页,区块中承载的信息,就是这一页上记载的交易内容,区块链也正是由这一个个区块所组成。

区块链是比特币的核心与底层架构,并且是一个去中心化的分布式账本。

既然区块链是个账本,那与传统账本又有何不同?对于账本而言账本上的内容必须是唯一的,不然账本就没有意义,就像微信的账本就是腾讯在记,淘宝的账本就是阿里在记,这使得记账成为了中心化的行为。在通讯手段不发达的时代如此,在现今的信息时代也是如此。然而,中心化的记账却存在致命的缺陷:一旦这个中心出现问题,如被篡改、被损坏或者丢失,那么整个系统就会面临危机乃至崩溃。

在数字时代,负责记账的自然是计算机。这里,我们把记账系统中接入的每一台计算机称为“节点”。去中心化就是没有中心,也就是说参与到这个系统中的每个节点都是中心。从设计账本系统的角度,就是需要每个节点都保存一份完整的账本。然而,由于一致性的要求,每个节点却不能同时记账。因为节点所处的环境不同,接收到的信息自然不同,如果同时记账的话,必然会导致账本的不一致,造成混乱。

既然节点不能同时记账,那我们就不得不选择哪个节点拥有记账的权力。但是,如果指定某些特殊节点拥有记账的权力,势必又会与我们去中心化的初衷相违背。但是中本聪设计的比特币区块链通过竞争记账的方式解决了去中心化的记账系统的一致性问题。

前面提到,节点可以理解为接入系统中的计算机,而所谓的竞争记账,就是以每个节点的计算能力即“算力”来竞争记账权的一种机制。在比特币系统中,大约每十分钟进行一轮算力竞赛(算力大小会决定赢得一轮竞争的概率,算力高的节点赢得算力竞争的概率更大),竞赛的胜利者,就获得一次记账的权力,这样,一定时间内,只有竞争的胜利者才能记账并向其他节点同步新增账本信息。

那么,在一个去中心化的系统中,以什么为依据来作为判定竞争的结果呢?比特币系统采用的是一个称为“工作量证明”(proof of work, POW)的机制完成的。举个简单的例子,比如说工厂加工一样配件,早上老板给了员工一些零件,晚上回来,看到需要的配件已经生产好放在那,虽然老板没有从早到晚盯着员工生产的过程,但也能确定员工确实做了这么多工作。这就是工作量证明简单的理解——通过一个(人人都可以验证的)特定的结果就能确认(竞争的)参与者完成了相应的工作量。

算力竞争是要付出成本的,因为购买的矿机和矿机使用的电费都是其成本低投入。没有激励,节点就没有进行竞争的动力。在中本聪的设计里,每轮竞争胜出并完成记账的节点将可以获得系统给予的一定数量的比特币奖励。而这个奖励的过程,同时也是比特币的发行过程。这种设计的巧妙之处就是它将竞争的激励机制与货币的发行完美结合到一起,在引入竞争的同时,解决了去中心化货币系统中发行的难题。挖矿的过程既是算力竞争的过程,也是发行过程。由此使得整个比特币系统能够自发的运行下去,同时也造就了这样一个正向循环的经济系统。

在这个系统中,每一个节点只需要根据自身利益行事。出于“自私”的目的进行的竞争,最终造就了保护系统安全的庞大算力基础。因为人人都有账本,所以无法摧毁。每个节点都仅仅是系统的一部分,并且每个节点权利相等,都有着一模一样的账本。摧毁部分节点对系统一点都没有影响。其次,无法作弊,因为除非你能控制系统内大多数人的电脑并且进行修改,否则系统会参照多数人的意见来决定什么才是真实结果,结果会发现修改自己的账本完全没有意义(因为别人不承认)。由于没有中心化的机构存在,让所有的东西都通过预先设定的程序自动运行,不仅能够大大降低成本,也能提高效率。而由于每个人都有相同的账本,能确保账本记录过程是公开透明的。在这样精巧的安排下,比特币获得了越来越多的信任,和越来越高的价值,进而又吸引了更多的资源投入其中。

读到这里,显然我们会发现,区块链因比特币的出现引起了重视,因为区块链无论作为一个系统还是作为一项技术,它的应用领域及发展潜力,将远不止货币。之后的文章,我们再来深入探讨区块链的一些应用场景

在这还需要再提一点,那就是在中本聪的白皮书里,根本没有区块链(Blockchain)这个词,只有chain。

中本聪的白皮书标题是:《比特币:一种点对点的电子现金系统》(Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System)。你可以看出来,这个系统就叫比特币,比特币就是这个系统。chain只是系统的一部分,是系统的子集。

只不过后来出现了各种山寨系统,为了将所有系统抽象出一个总的概念。就约定俗成地造出了一个新单词——blockchain。这样,比特币反而变成了blockchain的子集。

这过程就好像人们先发明了面条,然后人们发现其背后面粉不仅可以做面条还可以做馒头、面包。

区块链是面粉,比特币是面条。

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