比特幣曾被視為一種“驚世駭俗”的產(chǎn)物，然而現(xiàn)在整個世界都在為之瘋狂。

在最終熱度下降后，哪套區(qū)塊鏈平臺能夠繼續(xù)存在，而哪些將永遠消失？為了做出準確的預測，我們必須需要弄清區(qū)塊鏈技術(shù)的真正含義及其功能。而從最符合邏輯的角度出發(fā)，比特幣無疑是最理想的討論起點。

以比特幣為例談談區(qū)塊鏈是如何“工作”的？

2009年，一位匿名黑客（也可能是一群黑客）以中本聰?shù)拿x發(fā)布了第一種真正意義上的數(shù)字化貨幣。這項技術(shù)的工作原理在于，以此為基礎，金錢將僅僅是一種財會工具——或者說一種抽象價值、所有權(quán)分配以及交易手段的提供方法。

從歷史角度來看，上述任務都需要由現(xiàn)金來完成。只要擁有物理錢幣，就相當于擁有了所有權(quán)，交易將能夠在不同個人之間以談判方式完成。只要現(xiàn)金的復制難度夠高，就不需要完整說明哪個人擁有哪部分貨幣的供應量，或者不同持有人是否曾經(jīng)使用過同一張50元鈔票。

然而，如果能夠?qū)①~單上的每一份人員清單拼湊起來，我們就會發(fā)現(xiàn)各列表之間的物理表現(xiàn)將變得毫無必要。因為銀行與支付處理商已經(jīng)通過追蹤并處理封閉系統(tǒng)之內(nèi)的交易活動，將我們的一部分實體貨幣轉(zhuǎn)化為數(shù)字記錄。

對此，比特幣通過建立單一的通用型數(shù)字化分類賬目（即所謂區(qū)塊鏈）完成了這種轉(zhuǎn)型。由于只有最后加入的新信息才能做出改變，因此其結(jié)構(gòu)被視為一種“鏈”。每一個新近添加的環(huán)（或者說區(qū)塊）都包含著一組新的交易，而這些交易都將參考以往的交易鏈進行。舉例來說，如果C向D支付了一個比特幣，且此項交易存在于這條鏈的末端，那么其另一端則指向B向C支付的這個比特幣，再向前回溯則是A向B支付了這個比特幣……以此類推。

與傳統(tǒng)金融機構(gòu)所維護的分類賬有所不同，比特幣的區(qū)塊鏈會被復制至全球各聯(lián)網(wǎng)計算機之上，任何擁有計算機與互聯(lián)網(wǎng)連接資源的人都可以進行訪問。

在這個網(wǎng)絡中，還有一類參與者被稱為“礦工”，其職責是負責檢測來自用戶的交易請求，并對相關信息進行匯總、驗證從而作為新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈之內(nèi)。

所謂驗證，就是查驗某人手中確實擁有交易所需要的比特幣，而且他還沒有在別處花費過該比特幣。比特幣區(qū)塊鏈的所有權(quán)由一對密鑰確定：第一個叫做公鑰，在區(qū)塊鏈中可供任何人查看；第二個被稱為私鑰，由區(qū)塊鏈的真正擁有者將其嚴格保密起來。這兩個密鑰之間存在一種特殊的數(shù)學關系，從而確保二者能夠合并為有用的簽名數(shù)字信息。

下面來看具體工作原理：如上面的例子中，C收到了一條消息，并將其和自己的私鑰結(jié)合起來，在經(jīng)過一系列計算后即可得到一條很長的數(shù)字。任何擁有原始信息并掌握相應公鑰的人，都可以利用自己的計算過程來證明這條很長的數(shù)字實際上正是用正確的私鑰創(chuàng)建而成。

需要說明的是，在比特幣當中，交易簽名所使用的私鑰來自該比特幣最近進行支付時所對應的公鑰。而當交易處理完成之后，這些比特幣將被分配以一個新的公鑰。

在這個過程中，“礦工”們的主要作用在于確保新交易的不可逆性，從而保證其作為最終結(jié)果且不可能受到篡改。

而只有當我們邀請任何及每個人參與分類賬時，才能確保整個區(qū)塊鏈的不可逆轉(zhuǎn)性。如果比特幣區(qū)塊鏈由在某一司法管轄區(qū)之內(nèi)的單一銀行中，已知驗證人負責運營，那么以強制性的方式來保障交易結(jié)果將變得非常簡單，并且任何不遵守規(guī)則的人都將無所遁形。

不過在比特幣中，并不存在中央機構(gòu)執(zhí)行這些規(guī)則。在中國、東歐、冰島以及委內(nèi)瑞拉等地，各類“采礦”公司受到不同文化的驅(qū)使，以不同的法律制度與監(jiān)管要求為依托在全球范圍內(nèi)匿名運作。這意味著除了比特幣代碼本身，再沒有其它證據(jù)能夠證明其存在，更遑論追究其責任。為了確保正確的使用行為，比特幣采用了所謂的工作證明（proof of work）方案。

proof of work）如何確保區(qū)塊鏈正常運作？

首先，先具體分析一下公共區(qū)塊鏈試圖通過工作證明所解決的問題。在這套開放的點對點網(wǎng)絡當中，“礦工”會接收到交易消息并進行收集以創(chuàng)建新的區(qū)塊。他們這樣做其實是在相互競爭，因為第一個創(chuàng)建出一個有效區(qū)塊的人才能獲得報酬（比特幣）。在這種情況下，重點就在于要如何阻止“礦工”刪除剛剛被添加到區(qū)塊鏈中的區(qū)塊。這種做法雖然無法實現(xiàn)比特幣竊取，但卻可以多次使用同一枚比特幣。舉例來說，我可以前往某不知名的商家，用比特幣購買一杯咖啡。如果我是“礦工”，就可以在之后進入自有版本的比特幣區(qū)塊鏈，取消這筆交易，并將修改后的區(qū)塊鏈發(fā)送給我的同行——這意味著看似花出的比特幣又重新存入了我自己的口袋。

為了避免這樣的情況，比特幣網(wǎng)絡上的所有“礦工”都擁有相同的區(qū)塊鏈副本，且所有變更與交易皆不可逆轉(zhuǎn)。同時，為了讓所有參與者保持同步，比特幣“采礦”軟件對于計算資源或者說電力的要求極其之高。因為只有這樣，其才能完成新區(qū)塊添加乃至成本更為高昂的在記錄中更改區(qū)塊等操作。

此外，任何試圖添加新區(qū)塊的“礦工”也必須提供密碼證明。而為了生成證明，“礦工”需要通過多輪哈希函數(shù)來消化新區(qū)塊。多輪哈希函數(shù)是一種計算過程，它能夠接收任意長度的數(shù)據(jù)塊，并將其簡化為一條固定長度且無特定含義的，由字母以及數(shù)字組成的字符串——這就是哈希值。為了使這一過程更為困難，區(qū)塊鏈中還要求所產(chǎn)生的哈希值以一定數(shù)量的零作為開頭。其中的難點在于，我們無法預測任何給定的數(shù)據(jù)集將以怎樣的哈希值呈現(xiàn)，因此礦工需要在驗證過的區(qū)塊上反復執(zhí)行計算，并每次在數(shù)據(jù)集中插入一個隨機數(shù)。當該數(shù)字被改變時，也將產(chǎn)生與之對應的新哈希值結(jié)果。而只有當最后的“礦工”在得到正確數(shù)量的零時，他們的任務才算完成。

第一個找到符合要求的哈希值的“礦工”會向其他“礦工”宣布這個新的區(qū)塊，然后由后者對其進行檢查并將其添加至計算機上所存儲的完整版區(qū)塊鏈上。為了完成所有這些工作，“礦工”們會收取新的比特幣及其它“采礦”費作為獎勵。

我們將哈希值視為鎖定鏈上某一特定區(qū)塊的方法。舉個更為形象的例子：假如你擁有一把需要鑰匙才能關上的鎖，同時還擁有大量可供使用的鑰匙，但不知道哪一把能夠與該鎖相匹配，則必須一一嘗試。當最終找到正確的鑰匙時，你可以將其插入鎖中，以供任何人檢查這種匹配的正確性。

從理論上講，這項工作與“礦工”收到的回報屬于對良好行為的激勵。比特幣“礦工”會大量投資于這套服務網(wǎng)絡——具體形式包括提供計算資源以及購買硬件等等。因此，其中的基本思路在于，他們不應采取任何可能導致貨幣完整性受損或貶值的行為（包括進行雙重支付等任何行為）。

這類操作還面臨著另外一種保護機制的約束，因為對舊有區(qū)塊內(nèi)容的變更成本將被添加至區(qū)塊鏈內(nèi)各個新區(qū)塊的創(chuàng)建當中。在創(chuàng)建一個新區(qū)塊時，其中將包含之前的區(qū)塊。舊有區(qū)塊發(fā)生的任何變更都將導致一切后續(xù)區(qū)塊的哈希值無效化。因此，我們不可能將經(jīng)過偽造的區(qū)塊插入原有區(qū)塊當中，而無需重復該區(qū)塊之后已經(jīng)執(zhí)行完畢的一切工作。正如之前提到的開鎖比喻，最后一把鎖的設計取決于之前的所有鎖，因此改變區(qū)塊鏈當中的任何一把鎖都意味著必須為之后的每一把鎖找到新的鑰匙。

通過這種強迫“礦工”提供昂貴的證據(jù)，并為其工作成果提供報酬，中本聰建立起了第一種具備實際可行性的點對點數(shù)字貨幣。但除此之外，他還解決了另一個困擾了計算機科學家們幾十年的問題——一致性。比特幣在過去8年當中從未下線，這意味著其找到了一種激勵可能不可信的參與者處理交易，從而獲取可靠結(jié)果的途徑。其結(jié)果就是，任何擁有互聯(lián)網(wǎng)連接的人都能夠查看及添加數(shù)據(jù)鏈，而且基本不會受到攻擊活動的影響。

如何在其它領域應用區(qū)塊鏈技術(shù)？

前文提到的Ethereum是2013年多倫多一位19歲的計算機專業(yè)學生Vitalik Buterin設計的，其目的就在于延續(xù)比特幣在貨幣領域的成果，同時將其擴展到其它領域當中。

Ethereum自己的貨幣以太幣與比特幣不同的是，Ethereum用戶交易被稱為智能合約——一種迷你程序，其可配合無限的復雜度水平進行編寫。此后，用戶能夠通過向程序發(fā)送加載有指令的交易，從而與其他“礦工”進行往來與交互。

在實際應用當中，這意味著任何人都能夠?qū)④浖绦蚯度氲浇灰桩斨校⒋_保其在區(qū)塊鏈的使用期限之內(nèi)不會發(fā)生改變或訪問。從理論上講，Ethereum可以帶來足以取代Facebook、Twitter、優(yōu)步、Spotify乃至其它任何數(shù)字化服務的方案。這些新版本對于審計人員而言將是完美、完全透明，并且能在沒有創(chuàng)建者參與的前提下無限期運行。

什么是許可分類賬？

就在Buterin試圖利用區(qū)塊鏈技術(shù)打造一套延伸至全世界的超級計算機時，另一種趨勢則將這項技術(shù)推向了另一個方向——即邁向中本聰本人更推崇的封閉與可控迭代道路。

2014年9月，包括巴克萊、高盛以及摩根大通在內(nèi)的多家金融機構(gòu)共同組成了R3聯(lián)盟，旨在探索如何通過區(qū)塊鏈技術(shù)提升銀行之間的支付效率。

這些機構(gòu)意識到，像比特幣與以太幣這樣的區(qū)塊鏈開放結(jié)構(gòu)與他們自身的需求顯然背道而馳。加密貨幣所關注的主要是用戶匿名性，這些用戶會在開放區(qū)塊鏈上以字母加數(shù)字組成的公開地址表示，且不具備任何能夠提供其真實身份的指示。而包括美國在內(nèi)的多個國家的銀行業(yè)法律都禁止這種匿名性。

從法律層面考慮，金融機構(gòu)有理由保護客戶數(shù)據(jù)，并控制這類數(shù)據(jù)流出至其它國家或地區(qū)。鑒于公開區(qū)塊鏈網(wǎng)絡中的每臺計算機都會復制整條交易記錄，因此在使用這些交易記錄鏈時根本不可能遵循監(jiān)管機構(gòu)所提出的要求。

因此，區(qū)塊鏈技術(shù)中的“許可分類賬”方法應運而生。即在被許可的分類賬當中，添加該區(qū)塊者的身份是已知的，且系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)只能由選定人員查看。由于創(chuàng)建新區(qū)塊的權(quán)利是由運行代碼的人員，而非隨機分配機制決定，因此不需要投入工作量來提供進行“采礦”或支付加密貨幣的工作證明。

這類系統(tǒng)適用于區(qū)塊鏈之上各參與者之間信任程度較低，但希望模擬中立第三方服務的情況（如銀行在進行國際電匯結(jié)算時）。

就在2016年，R3聯(lián)盟發(fā)布了第一套許可分類賬方案Corda。不過短短數(shù)月，Corda迎來了自己的競爭對手——脫離R3聯(lián)盟的摩根大通也發(fā)布了自己的許可分類賬Quorum。

目前，許可分類賬方法同樣超越了銀行與金融機構(gòu)，逐步向其它行業(yè)當中擴展，特別是那些需要負責監(jiān)管客戶敏感數(shù)據(jù)的領域。其中許多相關項目由Hyperledger提供的工具所構(gòu)建。（HyperLedger目前主要為希望使用智能合約，但卻對Ethereum及比特幣等開放式區(qū)塊鏈持猶豫態(tài)度的企業(yè)開發(fā)產(chǎn)品。）

那么，智能合約將如何起效？

無論區(qū)塊鏈技術(shù)最終如何呈現(xiàn)，運行在其上的智能合約都需要各類支持技術(shù)作為依托。這些補充性技術(shù)目前正在借助區(qū)塊鏈的熱度快速發(fā)展，并對區(qū)塊鏈技術(shù)本身的發(fā)展產(chǎn)生至關重要的影響。

康奈爾大學IC3協(xié)調(diào)人Ari Juels表示：“一旦獲得了智能合約，就會面對一系列問題。”這些問題主要分為以下幾類：

首先，區(qū)塊鏈無法存儲大量數(shù)據(jù)。對于多數(shù)項目而言，這顯然是個問題。例如有人建議利用區(qū)塊鏈技術(shù)進行視頻實況轉(zhuǎn)播，但其根本無法容納龐大的視頻數(shù)據(jù)。

其次，將智能合約放在區(qū)塊鏈上的另一個問題在于，區(qū)塊鏈本身并不清楚現(xiàn)實世界中發(fā)生了什么。如果您的智能合約是一套航空保險系統(tǒng)，那么其必須了解我們的航班何時起飛與著陸。然而，區(qū)塊鏈技術(shù)在設計層面就從來不具備查詢網(wǎng)站的能力。因此，它對于外部世界的一切了解都需要主動進行注入。

在理想情況下，開發(fā)者們將為區(qū)塊鏈設計出數(shù)據(jù)存儲與訪問方案（但需要注意的是千萬不能重新引入原本就存在的缺陷，尤其是最不可靠的對象——人類。）畢竟區(qū)塊鏈誕生的初衷就是為了徹底屏蔽人為接觸。要實現(xiàn)這一點，開發(fā)人員必須對“可信方”這一概念作出充分的考量與探索。

靜態(tài)數(shù)據(jù)的存儲問題可以通過分布式文件共享服務來解決，例如使用Protocols Labs打造的Interplanetary數(shù)據(jù)庫或者Storj Labs的去中心化云存儲系統(tǒng)。這些系統(tǒng)已經(jīng)幫助世界各地的人們?yōu)樽约旱拇疟P騰出更多剩余空間，相信其也將適用于基于區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約系統(tǒng)。因為其中的數(shù)據(jù)將始終以冗余方式存儲在世界各地的多臺計算機之上，從而實現(xiàn)始終可用且難以追蹤等屬性。

至于將實時數(shù)據(jù)導入?yún)^(qū)塊鏈，則可使用區(qū)塊鏈開發(fā)者們所謂的“oracles”實現(xiàn)。這些服務能夠以可靠的方式查詢實時數(shù)據(jù)源，并將其交付至區(qū)塊鏈上以完成饋送。

在IC3，Juels已經(jīng)實現(xiàn)了一款名為Town Crier的自動化oracle。其負責確保被注入至區(qū)塊鏈當中的數(shù)據(jù)來自可信來源，且未經(jīng)任何篡改。其使用英特爾處理器上的“受信軟件”芯片。這些芯片運行加密盾之后的代碼，但仍可證明該程序在按照既定方式執(zhí)行。

區(qū)塊鏈技術(shù)的融資潛力來自哪里？

一家專門用于區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)的新基金公司Placeholder的創(chuàng)始人Joel Monegro表示：“金錢不是萬惡之源，公平才是萬惡之源。”

區(qū)塊鏈初創(chuàng)企業(yè)經(jīng)常引用他的論點，認為應該為企業(yè)創(chuàng)始人及員工分配股權(quán)以鼓勵他們囤積財富，而非改善產(chǎn)品。

在另一方面，特定于某種應用的加密貨幣已經(jīng)不再是金融工具，而僅僅屬于獲取技術(shù)的手段。隨之而來的是，使用該項服務的人越多，訪問該服務所需要的貨幣就越有市場。

Hacera的Levi總結(jié)稱，“時代已經(jīng)改變，而且變化速度很快。我們中的有些嘗鮮者在三、四年之前還兩手空空，但憑借著自己的信念與加密貨幣市場的旺盛發(fā)展，如今獲得了可觀的財富。我們?nèi)匀恍枰M一步擴大以太幣與Ethereum的運作模式，而企業(yè)則需要更多地分散并保護其敏感數(shù)據(jù)。我們目前正面臨著一種新的、不同類型的挑戰(zhàn)：考慮到已經(jīng)投入的巨額資金，不知道還會有多少前輩與新的愿意堅持事業(yè)、繼續(xù)努力，從而利用這些改變了其自身的技術(shù)進一步改變世界。

編譯整理：科技行者