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  概述

  区块链网络平台,就是为利用 区块链技能 开辟 的去中心 化的应用提供服务的底子 办法 。一个便于明白 的方式是,将区块链网络平台想象成一个大型阛阓 ,而去中心 化的应用就是这个阛阓 里的市肆 。在这种模式中,市肆 只必要 关心本身 的运营,不必要 思量 比如 阛阓 的维护,如水电、物业等内容。对于阛阓 来说,通过提供一些根本 的服务可以或许 得到 回报,而不必要 担心具体 市肆 的管理。

  而在区块链网络平台中,对于区块链的维护指的是包管 区块链的唯一性(共识机制)、安全性(不可窜改 )、分布式布局 以及对区块链的管理 等内容。在如许 的平台上,对于开辟 者来说,开辟 一个新的去中心 化应用就不再必要 重新 思量 区块链的布局 计划 ,而只必要 专注于应用程序的开辟 。这种模式正是亚当·斯密在其《国富论》中所提倡 的社会分工,分工可以或许 极洪流 平 地促进各方以及整个经济体系 的服从 。

  着实 我们当前社会的经济运行很多 方面都是如许 的模式。拿我们最认识 的手机来说。如今 主流的智能手机操纵 体系 有两个,一个是谷歌公司的安卓(Android),另一个是苹果公司的iOS。在这两个体系 中都存在着应用市肆 ,故意 向开辟 新的手机应用程序的开辟 者都可以或许 参加 ,在这两个平台上专注于应用程序的开辟 ,而不必要 思量 安卓或iOS体系 的维护。

  以是 从这个角度来说,在应用程序范畴 ,区块链技能 只是这种分工模式的一次升级。在传统的模式中,无论是平台或是在平台上提供的服务,二者都是中心 化的,信息黑白 对称的。还是 专长 机操纵 体系 来举例,负责维护iOS体系 的是苹果公司,对于iOS体系 的更新,规则都是苹果公司订定 的,用户利用 操纵 体系 产生的信息也都是由苹果公司储存、处理 惩罚 。用户不知道本身 的信息是被怎样 利用 的,不知道是否遭到泄漏 等。别的 一点就是,由于是中心 化的储存方式,一旦储存用户信息的装备 出现了题目 ,比方 遭到的攻击,那么也将侵害 用户的长处 。同理,用户对于平台上应用程序的利用 产生的信息、数据也都以中心 化的方式受到应用程序的开辟 者控制。而利用 区块链技能 后,理论上这些题目 都可以或许 被办理 。

  对于区块链不相识 的读者,下面做了一个简单 的先容 ,相识 的读者可以跳过。

  假设有一个墟落 ,这个墟落 中并不存在货币 。对于墟落 中的买卖 业务 活动 ,村民利用 如许 的方式举行 :对于每隔一段时间内出现的全部 买卖 业务 信息,墟落 中有一个广播可以或许 将这个信息转达 到每一个村民耳中,然后村民将这笔信息记录 到本身 的账本中。如许 在抱负 环境 下,每个村民的账本都应该是千篇一律 的。在非抱负 环境 下时,比如 村民对于某笔买卖 业务 信息擅自 在本身 的账本上窜改 ,使得全部 账本并不是千篇一律 的。这时间 就采取 少数服从多数的原则,由于 在大多数人账本是别的 一个版本,因而这个擅自 窜改 版本的账本就是无效的。这唯一可以或许 对账本举行 作假的办法是将墟落 中每一个村民的账本都做雷同 的修改,假如 这个墟落 的村民数量 浩繁 ,这种环境 很显着 是不实际 的。

  如许 在抱负 环境 下账本只有唯一的版本,在非抱负 环境 下采取 少数服从多数原则,也会有一个大多数村民一样版本的账本,如许 一个唯一版本的账本被称为公共账本。这个公共账本有着如许 的特点:

版本唯一:账本终极 只有一种被村民承认 的版本;

团体 维护:没有权利 中心 的存在,单个村民账本出现题目 不影响公共账本;

信息透明:任何村民都可以查察 账本;

安全防误:村大众 多时,修改公共账本内容的大概 性极微。

  在明白 了上面的例子后,我们将村民称作节点,将每隔一段时间内出现的买卖 业务 信息成为区块,而每个村民版本同等 的公共账本就可以明白 为区块链。

  由于采取 了区块链技能 ,使得在区块链网络平台上开辟 的应用程序也具有去中心 化的特点。因而这种应用程序被称作去中心 化应用(Decentralized applications,DAPPs)。

  相识 了区块链网络平台的根本 概念后,本系列文章将对区块链网络平台发展的近况 、存在题目 以及各个平台的特点举行 先容 。一样平常 来说,我们将比特币称为区块链1.0,将以太坊称为区块链2.0,而针对以太坊中存在的题目 提出办理 方案的区块链网络平台称为区块链3.0,具体 包罗 EOS、DFINITY以及Cosmos等。本文重要 先容 以太坊,表明 区块链2.0以太坊是如安在 区块链1.0比特币底子 上诞生的。

  要留意 的是,由于这些平台的计划 或多或少会涉及到一些专业知识,本系列文章将试图用最浅近 易懂的方式向读者表明 ,而如许 的方式非常轻易 造成在表述方面的不严谨性,但是文章仅仅是为了向读者表明 这些技能 的原理。对其技能 细节有爱好 的读者可以查阅相干 资料,大概 直接与作者接洽 探究 。

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  以太坊

  (一)由来

  以太坊(Ethereum)是现阶段发展相对最为成熟,而且 已经存在开辟 的应用程序能为用户提供服务的区块链网络平台。

  以太坊的诞生背后着实 尚有 一个小插曲。我们知道比特币是利用 区块链计划 的一个代价 互换 网络,用户可以利用 比特币网络买卖 业务 比特币。在比特币区块链中,只能(只能的说法着实 不严谨,比特币区块中还可以参加 非常少的信息,比如 一句话)记录 买卖 业务 信息,因而其并不能作为底子 平台为应用程序的开辟 提供服务。以太坊的首创 人VitalikButerin看到了区块链技能 的潜力以及比特币网络中的范围 性,曾经发起 比特币核心 团队增长 比特币网络的功能,但是遭到了拒绝。以是 他就选择了本身 开辟 一个平台来实现本身 的目标 。这个平台就是以太坊。

  以太坊与比特币最大的区别在于区块链上记录 的信息。除了买卖 业务 信息之外,VitalikButerin提出在区块链中还可以记录 智能合约(Smart contract),以实现更复杂的功能。关于智能合约最简单 直白的明白 就是实际 中合约的电子化。但是很显然,如许 明白 是很粗糙的。我们这里用一个简单 的例子来阐明 。

  假设A和B赌钱 ,假如 将来 一周北京下雨的话,A给B十元钱,假如 没有下雨的话,B给A十元钱。用智能合约来处理 惩罚 这个赌约,将赌约的内容确定之后,A和B利用 本身 的以太坊账户,分别向智能合约中转入十元钱(智能合约中也存在账户),然后智能合约将这二十元锁定。比及 一周后,假如 北京在这一周下了雨,智能合约就将这二十元转入B的账户,假如 没有,则转入A的账户。

  这里由于智能合约是储存在以太坊区块链中,一旦确定就没有恣意 一方可以或许 对其举行 修改。这里必要 留意 的一点是,以太坊是一个封闭的体系 ,智能合约是不能本身 实行 的,读取实际 天下 中的信息(是否下雨)通过一个叫做Oracle的服务机制。这个服务可以或许 将实际 中的信息传入以太坊网络,并将信息作为智能合约触发条件,实行 智能合约(赌约)。固然 这个例子非常简单 ,但是当智能合约可以或许 实现的功能也就更加多样化。

  以是 以太坊在比特币的底子 上,参加 了智能合约的特性,将利用 以太坊开辟 的应用程序所能实现的功能,仅受编写智能合约开辟 应用程序职员 的想象力(固然 这也只是抱负 环境 下的说法,实际 上开辟 者还受到诸多限定 )限定 。

  (二)账户

  上面说到,在以太坊的区块链中是可以储存智能合约的。以太坊上的账户分为两种,外部账户和合约。外部账户由用户控制,用户可以在外部账户中储存本身 的以太坊代币:以太币。用户可以利用 外部账户发送大概 吸取 消息,这个消息包罗 以太币转账。合约由用户编写,一旦发布后,就不再受单独用户控制,而是永世 储存在以太坊区块链中。合约中包罗 合约的内容以及合约账户余额。合约只对吸取 到的消息作出反应,正如上面例子中,合约一旦收到赌期内北京是否下雨的结果 后便主动 实行 ,将结果 发送给相应的外部账户,完成转账。

  以太坊上的全部 应用程序的运行都是由这两种账户驱策 的,外部账户可以向合约发送消息,以触发合约实行 ;也可以向其他外部账户发送消息,这时间 只能完成转账(以太币)操纵 。对于合约来说,并不受人控制,也不能自我实行 。合约的实行 依靠 吸取 到的消息触发,其实行 结果 有两个方向,一个通向外部账户,假如 是外部账户的话,便实行 相应的转账操纵 (如我们上面的例子中将智能合约中的20元转到赢家账户)另一个方向是通向另一个智能合约,其方式是通过可以产生一个新的消息,然后触发下一个智能合约。

  具体 来说,合约的作用可以分为四个:

表现 状态:比方 可以用于表现 某个外部账户是特定应用程序的会员;

待实行 :如上面的赌约中的例子,等待 北京是否下雨的结果 ,然后实行 ;

待办理 :比方 发布数学题目 ,将题目 办理 的用户能得到 嘉奖 ;

软件库:提供各种功能,可以被提取调用。

  (三)共识机制

  在我们假设的墟落 的例子中,我们说每隔一段时间产生的买卖 业务 信息都会通过广播传到每一个村民耳中,然后村民再记录 到本身 账本中。但是究竟 上在区块链中并不是这么简单 。在区块链中,一个节点吸取 到一笔买卖 业务 信息后,这个节点会将这个买卖 业务 信息广播给其他节点。但是区块链中的节点大概 分布于全天下 的恣意 一个角落,这就要思量 到节点之间的通讯题目 ,某些节点大概 由于网络耽误 等因素,没有收到某些买卖 业务 信息,那么就会导致差别 节点在同样一段时间内筹划 打包记录 到区块链中的买卖 业务 信息是不一样的。那这种环境 出现的时间 ,以哪一个节点的记录 为准呢?

  这就天然 衍生出一个记账权的题目 。在传统的环境 下,存在一个权利 中心 点,全部 的节点都服从 中心 点的指挥。但是我们说过,区块链最大的特点之一就是去中心 化,也就是各个节点都有发言权,不存在权利 中心 。这时间 就必要 一种“绝对公平”的机制来产生一个记账员,全部 的节点都在每一轮都以记账员记录 的买卖 业务 信息为标准 。

  而办理 这个记账员题目 的办法有很多 ,以太坊采取 的方式和比特币是同等 的,都是工作量证明 (Proof of work)机制。工作量证明 机制指各个节点通过本身 为办理 这个题目 “付出了多少积极 ”来决定谁是记账员。用简单 的话说,在每一轮中,存在着一个没有任何人知道的数字,各个节点必要 “猜”出这个数字是多少,第一个猜出这个数字的人,就得到 本轮记账的权利 。每一轮的数字都是不一样的,没有人可以或许 提前知道这个数字是多少,而且 猜出这个这个数字的难度非常大。各个节点解出这个数字是多少的办法除了一个一个去实行 之外,没有任何捷径。如许 的机制对于每个节点来说就是“绝对公平”的。而作为耗费 积极 的回报,每一轮的记账员都可以或许 得到 肯定 命 量的代币嘉奖 。值得留意 的一点是,如许 的说法是为了读者明白 这种机制,究竟 上的机制计划 到暗码 学的知识,这里就临时 不睁开 了。

  这里我们还要留意 几点。

  第一,我们上面说到必要 得到共识是由于 节点之间存在网络耽误 ,导致每个人在一段时间内得到 的买卖 业务 信息差别 。究竟 上更紧张 的是,我们必要 思量 到“暴徒 ”的存在,比如 在墟落 的例子中,由于假设不存在货币 ,一个村民大概 “天花乱坠 ”。在公共账本(也就是全部 村民的共识)中,这个村民只有100元,但是他/她大概 对差别 的村民说本身 有100元,然后在一个村民那边 定了100元的食品 ,同时又在另一个村民那边 定了100元的衣服。这时间 看到差别 买卖 业务 的村民就大概 在本身 的账本中记录 差别 的买卖 业务 。这个题目 就是“双花(Double spending)”。通过这个记账权夺取 ,我们可以或许 包管 一笔钱终极 被全部 村民承认 的买卖 业务 活动 只有一种。

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  第二,如许 在一个分布式的网络中,在大概 存在“暴徒 ”存在的环境 下,各个节点告竣 共识的题目 被称为“拜占庭将军题目 (Byzantine general problem)”。而在这种不可靠的体系 中告竣 一个可靠的共识的机制/算法就被称为“拜占庭容错(Byzantine faulty tolerant)”。

  第三,上问提到的“绝对公平”是有引号的,这是由于 差别 节点用于推测 每一轮的随机数的装备 差别 ,使得拥有装备 最好的节点得到 记账权的机遇 也就越大,假如 当绝大部分 的机遇 都被一个节点占据了,那这个去中心 化也就没有那么 “去中心 化”了。

  第四,关于办理 记账权题目 的共识机制有很多 ,一样平常 分为三类:除了比特币和以太坊中的工作量证明 ,尚有 权益证明 (Proof of stake)以及署理 权益证明 (Delegate proof of stake)。关于这部分 内容,我们以后再具体 先容 。

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  (四)买卖 业务 费用

  在共识机制中我们说到,作为夺取 记账权而淹灭 的积极 的补偿 ,每一轮的记账员都可以或许 得到 肯定 命 量的代币嘉奖 。那节点得到 的代币嘉奖 有什么用处呢?假如 这个假造 的代币嘉奖 没有实际 的效用,节点便不会为了代币去积极 图 夺记账权而维持每一轮的买卖 业务 信息共识。

  在账户中,我们提到了以太坊中合约实际 上也是一种账户范例 。用户编写好智能合约后,将其发布到区块链网络中,由共识机制来将这个智能合约放入到区块链中。但是当这个智能合约在实际 实行 的时间 ,必要 淹灭 肯定 命 量的燃料。也就是说智能合约的实行 并不是免费的,假如 是转账的合约,那么用户必要 为这个转账付出肯定 命 量的手续费。当智能合约超过 了转账的范畴,比如 某一个开辟 者通过编写智能合约,开辟 了一个应用程序为用户提供服务。那么这个应用程序在以太坊网络上运行的时间 必要 付出 燃料费。

  而这个燃料费与节点夺取 记账权得到 的嘉奖 一样,都是代币。如许 对于代币的需求便产生了,供给与需求机制一起便可以或许 决定代币的市场代价 。以是 ,假如 利用 以太坊网络平台开辟 的应用程序越多时,应用程序实行 变会增大对燃料的需求,从而提拔 代币的代价 。以是 从这个角度来说,以太坊以及其他的区块链网络平台都是在试图创建 一个完备 的经济体系 。

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  总结

  通过以上的先容 ,我们知道了比特币是依托着区块链技能 创建 的一种代价 转移体系 ,在比特币体系 中,各个节点可以或许 通过比特币区块链完成转账买卖 业务 。而以太坊将这个转账买卖 业务 升级为智能合约处理 惩罚 ,在包罗 了转账买卖 业务 功能的同时,还参加 了智能合约的因素 ,使得以太坊可以或许 实现由智能合约决定的更复杂的功能。

  作者:赵伟

  泉源 :南湖互联网金融批评

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