最近比特幣又瘋狂了，突破40000美元大關，那么打造比特幣的區塊鏈技術又是如何理解的呢？

區塊鏈技術被認為是繼蒸汽機、電力、互聯網之后，下一代顛覆性的核心技術。如果說蒸汽機釋放了人們的生產力，電力解決了人們基本的生活需求，互聯網徹底改變了信息傳遞的方式，那么區塊鏈作為構造信任的機器，將可能徹底改變整個人類社會價值傳遞的方式。

以前是靠信譽、靠百年老店、權威機構等，區塊鏈利用技術建立了新的信任方式，這是可以被量化的，從技術的角度實現的，所以說區塊鏈成為了下一個信任的基石。區塊鏈最核心的革命特性是改變千百年來落后的信用機制。

區塊鏈的舉例

區塊鏈的本質是一個分布式的公共賬本，任何人都可對這個賬本進行核查，但不存在單一的用戶可以對它控制。在區塊鏈系統中的參與者共同維持賬本的更新：它只能按照嚴格的規則和共識進行修改。

例如：如果A借了B 100塊錢，這個時候，A在人群中大喊“我是A，我借給了B 100塊錢！”，B也在人群中大喊“我是B，A借給了我100塊！”此時路人甲乙丙丁都聽到了這些消息，因此所有人都在心中默默記下了“A借給了B100塊錢”。這個系統中不需要銀行，也不需要借貸協議和收據，嚴格來說，甚至不需要人與人長久的信任關系（比如B突然又改口說“我不欠A錢！”，這個時候人民群眾就會站出來說“不對，我的小本本上記錄了你某天借了A100塊錢！”）。

這是一個去中心化的系統，整個系統中沒有了權威的中心化代理，信息的可信度和準確性便會面臨問題。

可能你已經發現了，在上述的模型中，所謂的“100塊錢”已經不重要了。換句話說，任何東西都可以在這個模型中交換，甚至你可以憑空杜撰一個東西，只要大家承認，你就可以讓你杜撰的東西流通。比如：我在人群中高喊一聲“我創造了10個查克拉！”，我甚至不需要知道查克拉是什么，也不需要關心世界上是不是真的有查克拉，只要大家都聽到，然后在自己的小本本上記下“LaiW3n有10個查克拉”，于是我就真的有100個查克拉了。從此以后，我便可以聲稱我給了某人1個查克拉，只要路人甲乙丙丁都收到并且承認了這一信息，那我就算完成了這次交易，哪怕世界上沒有查克拉。又比如：“比特幣”，區塊鏈是比特幣的底層技術，真正的區塊鏈和比特幣比上述的模型復雜太多，細節也豐富太多。

但是存在以下問題：假設過了很長一段時間，憑空創造的查克拉已經在這個系統中流通了起來，大家都開始認可了查克拉。但是這個系統中一共就只有10個查克拉，于是有人動了壞心思，他在人群中高呼“我有10個查克拉！”怎么辦？大家是直接在本本上記下他有10個查克拉么，這樣不是人人都可以偽造查克拉了么？

為了防止這種現象發生，決定在我創造查克拉的時候給我的查克拉打上標記（更準確地說，我是給我喊的那句“我創造了10個查克拉”打上標記，比如標記為001），這樣以后在每一筆交易的時候，我在高喊“我給了某某1個查克拉！”的時候，會附加上額外的一句話：“這1個查克拉的來源是記為001的那條記錄，我的這句話標記為002！”。我們再抽象一點，某人喊話的內容的格式就變成了：“這句話編號xxx，上一句話的編號是yyy，我給了某某1個查克拉！”，這樣就解決了偽造的問題。其實上述模型就變成一個簡化的中本聰第一版比特幣區塊鏈協議。

看到這里基本已經能夠生動形象又不涉及任何細節地解釋區塊鏈了。但是任然存在以下疑問：“憑啥？”“憑啥你喊一句話我就幫你記？我的小本本不要錢么？”。為了激勵大家幫我傳話和記賬，我決定給第一個聽到我喊話并且記錄在小本本上的人一些獎勵：第一個聽到我喊話并記錄下來的人，你就憑空得到了1個查克拉，這個查克拉是整個系統對你幸苦記賬的報酬，而你記錄了這句話之后，要馬上告訴其它人你已經記錄好了，讓別人放棄繼續記錄這句話，并給你自己的記錄編號讓別人有據可查，然后你再把我的話加上你的記錄編號一起喊出來，供下一個人記賬。

當這個規則定下以后，這個系統中一定會出現一批人，他們開始豎著耳朵監聽周圍發出的聲音，以搶占第一個記賬的權利。比如概念 “比特幣挖礦”。畢竟1比特幣=1K-nK美元。

比特幣挖礦機，就是用于賺取比特幣的電腦，這類電腦一般有專業的挖礦芯片，多采用燒顯卡的方式工作，耗電量較大。用戶用個人計算機下載軟件然后運行特定算法，與遠方服務器通訊后可得到相應比特幣，是獲取比特幣的方式之一。

在這個系統中，如果我和另一個人C幾乎同時地喊出一句：“為了艾澤拉斯！”。由于聽眾所處的位置不同，一定會有人先聽到我說的那句話，而另外一些人則先聽到C的那句話，如果我們規定只能有一個人說出這句話，那到底這句話是誰說的？

如果不加任何條件，那么上述的情況一定會這樣發展：一部分人認為這句話是我說的，在聽到這句話之后開始記賬，之后他們所做的所有事情都是基于這個事實，并且隨著這個信息一次次的傳下去，這條信息鏈會越來越深；而另外一群認為是C先說這句話的人，也會按照這樣的趨勢發展。這樣，原本是一條唯一的信息鏈，在我們喊出“為了艾澤拉斯”這句話之后，分叉了？

這會導致怎樣的情況呢？按照我們的設想，應該每個人的小本本上記錄的東西都是一樣的，都是一條可以把所有信息串聯起來的鏈條。但是在這一刻，他們小本本上記錄的東西不一樣了？以后還怎么確定交易和信息的真實性？

為了解決這個問題，又追加了新的規則，增加記錄編碼的難度，即比特幣挖礦難度，保證記錄的唯一性(保證節點之間的同步)。”不知道用唯一性是否準確？

區塊鏈技術邏輯架構

區塊鏈可以簡單的分為三個層次，協議層、擴展層和應用層。其中，協議層又可以分為存儲層和網絡層，它們相互獨立但又不可分割。如圖：

協議層

所謂的協議層，就是指代最底層的技術。這個層次通常是一個完整的區塊鏈產品，類似于我們電腦的操作系統，它維護著網絡節點，僅提供Api供調用。通常官方會提供簡單的客戶端（通稱為錢包），這個客戶端錢包功能也很簡單，只能建立地址、驗證簽名、轉賬支付、查看余額等。這個層次是一切的基礎，構建了網絡環境、搭建了交易通道、制定了節點獎勵規則，至于你要交易什么，想干什么，它一概不過問，也過問不了。典型的例子，自然是比特幣，還有各種二代幣，比如萊特幣等，本書介紹的億書幣也是。這個層次，是現階段開發者聚集的地方，這說明加密貨幣仍在起步當中。

從用到的技術來說，協議層主要包括網絡編程、分布式算法、加密簽名、數據存儲技術等4個方面，其中網絡編程能力是大家選擇編程語言的主要考慮因素，因為分布式算法基本上屬于業務邏輯上的實現，什么語言都可以做到，加密簽名技術是直接簡單的使用（請看書中相關的加密解密文章，不建議自由發揮，沒有過多的編碼邏輯），數據庫技術也主要在使用層面，只有點對點網絡的實現和并發處理才是開發的難點，所以對于那些網絡編程能力強，對并發處理簡單的語言，人們就特別偏愛。也因此，Nodejs開發區塊鏈應用，逐漸變得更加流行，Go語言也在逐漸興起。

我把這個層面進一步分成了存儲層和網絡層。數據存儲可以相對獨立，選擇自由度大一些，可以單獨來討論。選擇的原則無非是性能和易用性。我們知道，系統的整體性能，主要取決于網絡或數據存儲的I/O性能，網絡I/O優化空間不大，但是本地數據存儲的I/O是可以優化的。比如，比特幣選擇的是谷歌的LevelDB，據說這個數據庫讀寫性能很好，但是很多功能需要開發者自己實現。目前，困擾業界的一個重大問題是，加密貨幣交易處理量遠不如現在中心化的支付系統（銀行等），除了I/O，需要全方位的突破。

分布式算法、加密簽名等都要在實現點對點網絡的過程中加以使用，所以自然是網絡層的事情，也是編碼的重點和難點，《Nodejs開發加密貨幣》全書分享的基本上就是這部分的內容。當然，也有把點對點網絡的實現單獨分開的，把節點查找、數據傳輸和驗證等邏輯獨立出來，而把共識算法、加密簽名、數據存儲等操作放在一起組成核心層。無論怎么組合，這兩個部分都是最核心、最底層的部分，都是協議層的內容。

擴展層

這個層面類似于電腦的驅動程序，是為了讓區塊鏈產品更加實用。目前有兩類，一是各類交易市場，是法幣兌換加密貨幣的重要渠道，實現簡單，來錢快，成本低，但風險也大。二是針對某個方向的擴展實現，比如基于億書側鏈，可為第三方出版機構、論壇網站等內容生產商提供定制服務等。特別值得一提的就是大家聽得最多的“智能合約”的概念，這是典型的擴展層面的應用開發。所謂“智能合約”就是“可編程合約”，或者叫做“合約智能化”，其中的“智能”是執行上的智能，也就是說達到某個條件，合約自動執行，比如自動轉移證券、自動付款等，目前還沒有比較成型的產品，但不可否認，這將是區塊鏈技術重要的發展方向。

擴展層使用的技術就沒有什么限制了，可以包括很多，上面提到的分布式存儲、機器學習、VR、物聯網、大數據等等，都可以使用。編程語言的選擇上，可以更加自由，因為可以與協議層完全分離，編程語言也可以與協議層使用的開發語言不相同。在開發上，除了在交易時與協議層進行交互之外，其他時候盡量不要與協議層的開發混在一起。這個層面與應用層更加接近，也可以理解為B/S架構的產品中的服務端（Server）。這樣不僅在架構設計上更加科學，讓區塊鏈數據更小，網絡更獨立，同時也可以保證擴展層開發不受約束。

從這個層面來看，區塊鏈可以架構開發任何類型的產品，不僅僅是用在金融行業。在未來，隨著底層協議的更加完善，任何需要第三方支付的產品都可以方便的使用區塊鏈技術；任何需要確權、征信和追溯的信息，都可以借助區塊鏈來實現。我個人覺得，這個目標應該很快就能實現。

應用層

這個層面類似于電腦中的各種軟件程序，是普通人可以真正直接使用的產品，也可以理解為B/S架構的產品中的瀏覽器端（Browser）。這個層面的應用，目前幾乎是空白。市場亟待出現這樣的應用，引爆市場，形成真正的擴張之勢，讓區塊鏈技術快速走進尋常百姓，服務于大眾。大家使用的各類輕錢包（客戶端），應該算作應用層最簡單、最典型的應用。很快，億書將基于億書網絡推出文檔協作工具，這個就是典型的應用層的產品。

限于當前區塊鏈技術的發展，億書只能從協議層出發，把目標指向應用層，同時為第三方開發者提供擴展層的強大支持。這樣做既可以避免貪多，又可以避免無法落地，是真正理性的開發路線。因為純粹的開發協議層或擴展層，無法真正理解和驗證應用層，會脫離實際，讓第三方開發者很難使用。如果僅僅考慮應用層，市面上又找不到真正牢固、易用的協議層或擴展層的產品。所以，我們只好全面發力，采取完全開源開放的態度，通過社區的力量，共同去做一件有意義的事情，也算為中國區塊鏈技術發展做點技術積累和微薄貢獻。

區塊鏈技術對社會的影響及意義

機器信任

過去網絡上流行“怎么證明我媽是我媽”的新聞，這其實是一個直接用區塊鏈就能解決的問題。

過去，我們的出生證、房產證、婚姻證等，需要一個中心的節點比如政府備書，大家才能承認。但一旦跨國，你就會遇到無窮的麻煩，跨國以后合同和證書可能就失效了，因為缺少全球性的中心節點。

區塊鏈技術不可篡改的特性從根本上改變了中心化的信用創建方式，通過數學原理而非中心化信用機構來低成本地建立信用。我們的出生證、房產證、婚姻證都可以在區塊鏈上公證，變成全球都信任的東西，當然也可以輕松證明“我媽是我媽”。

人是善變的，而機器是不會撒謊的，區塊鏈有望帶領我們從個人信任、制度信任進入到機器信任的時代。

這個意義有多大呢？

回顧歷史，人類文明是建立在信任和共識的基礎上搭建起合作網絡，從而人類成為地球的主宰。

最早智人為什么能夠戰勝其他人種，從而統一人類？其實是因為語言的出現和講故事能力的提升，人們能夠以極其靈活的方式與陌生人進行大規模的協作，而其他人種因為不具備這種能力，所以無法更高效地聚集起團隊，于是很快就分崩離析。

直到今天，互聯網也是新一代“大型合作網絡”，互聯網上的領袖就是超級信任節點，他們的信任靠的是長時間的積累。

傳統金融的合作網絡建立在鋼筋水泥的大廈上，所以銀行都需要蓋大樓，讓大家相信他們是值得信任的。政治上的信任構建也大體如此，需要大量的成本。

從個人信任進化到制度信任是人類文明的一大進步，制度的產生源于降低交易成本的需求。通過對符合制度規定的行為進行認可與鼓勵，對違反制度規定的行為進行懲戒，引導人們將自己的行為控制在一定的范圍內，從而達到降低交易成本的目的。

但制度和國家機器等中心節點為我們建立信用的成本偏高，因為需要很多人來維持這個體系。不管哪個時代，需要大量的人來維持的體系成本必然很高。

區塊鏈技術則用代碼構建了一個最低成本的信任方式——機器信任，我們不需要相信語言和故事，也不需要有鋼筋水泥、中央機構為基礎，不需要靠個人領袖背書，只需要知道那些區塊鏈上的代碼會執行，也不需要擔心制度會被腐敗掉，就可以做到互相協作，低成本構建大型合作網絡。

機器信任其實是無須信任的信任。人類歷史將第一次可以接近零成本建立地球上前所未有的大型合作網絡，這必將是一場偉大的群眾運動。

價值傳遞

人類正處于一場從物理世界向虛擬世界遷徙的歷史性運動中，而不能否認一個事實，人類的財富也將漸漸往互聯網轉移，這已經是既成事實。

傳統的互聯網不是為傳遞價值而生，互聯網上信息的傳輸，本質是信息的拷貝。而現實中的貨幣流通要依靠中心化的組織做背書來維護運行，比如微信支付、支付寶、銀聯等。但現在有哪家公司能活1000年以上的嗎？所以，依靠中心化的方式實現價值傳遞，弊病很多。

而區塊鏈是第一個能夠實現價值傳遞的網絡，區塊鏈技術有望帶領人類從信息互聯網過渡到了價值互聯網的偉大時代。

這個意義有多大呢？

在人類社會中，價值傳遞的重要性與信息傳播不相上下。

互聯網的出現，使信息傳播手段實現了飛躍，信息實現了高效流動，但互聯網價值傳遞的效率依然很慢。當前互聯網上的電子貨幣本質上依然是傳統的紙幣，跨國支付也依然是個大問題。

而區塊鏈的誕生正是人類構建價值傳輸網絡的開始。它將使人們能夠在網上像傳遞信息一樣方便、低成本地傳遞價值，這些價值可以表現為資金、資產或其他形式。

區塊鏈的價值傳遞應該按照兩層意思來理解：

第一層是簡單的價值傳輸，我們可以發送一個比特幣給任何一個人。代幣的全球性流通，讓價值傳輸無比便利。

這個雖然看起來簡單，但意義可能是巨大。我們這么來看，微信、支付寶小額移動支付的便利激活了一個萬億級別的知識付費行業（方便地打賞和購買），這是支付的便利帶來的行業變革，而區塊鏈帶來的價值流動的便利性必然會對全球帶來更巨大的影響。

第二層則是代幣的流通或者說代幣經濟學帶來的價值吸納。

首先，代幣發行讓融資更加便利，這個在很多海外項目 ICO 的瘋狂上就可以看到。

其次，代幣的流通會吸納價值。購買代幣背后不是簡單的購買服務，而是購買了整個生態。

舉個例子，比如基于區塊鏈的內容平臺 Steemit，發行了代幣 STEEM 來獎勵內容生產者。Steemit 平臺上每一個內容資產的增加，都會帶來新價值的產生，又會吸引更多的用戶，用戶越多，STEEM 代幣的消費也增加了，STEEM 代幣的價值也相應增加，可以吸引更多的內容生產者，這種正向循環，從而形成生態效應。

由于代幣STEEM的限量流通，代幣STEEM能夠吸納整個Steemit生態的價值。

對于價值傳遞，價值流動越快，社會就越有活動。因為價值互聯網，人類社會也必將迎來一場更完美的革命。

智能合約

區塊鏈的智能合約是條款以計算機語言而非法律語言記錄的智能合同。

智能合約讓我們可以與真實世界的資產進行交互。當一個預先編好的條件被觸發時，智能合約執行相應的合同條款。

一個典型案例：爺爺生前立下一份遺囑，聲稱在其去世后且孫子年滿18周歲時將自己名下的財產轉移給孫子。若將此遺囑記錄在區塊鏈上，那么區塊鏈就會自動檢索計算其孫子的年齡，當孫子年滿18周歲的條件成立之后，區塊鏈在政府的公共數據庫等地方檢索是否存在爺爺的一份離世證明。如果這兩個條件同時符合，那么這筆資產將會不受任何約束地自動轉移到孫子的賬戶之中，這種轉移不會受到國界、外界阻撓等各種因素的制約，并且會自動強制執行。

智能合約的潛在好處很多，比如較低的簽約成本、執行成本和合規成本等，是低成本的契約實現方式，尤其適用于大量的日常交易，所以需要昂貴的法務或者公證參與的紙質合同和契約，都能用電子化的智能合約來實現。

人類文明已經從“身份社會”進化到了“契約社會”，而在區塊鏈有望帶領人類從契約社會過渡到智能合約的社會。

這個意義有多大呢？

智能合約能夠替代所有的紙質契約，而且更重要的是，區塊鏈能夠完美的連接物理世界和虛擬世界。

比如， 要真正地實現所有權與使用權分離的共享經濟社會，區塊鏈技術就是最優的解決方案：把租車人的身份和汽車的身份都登記在區塊鏈總賬上，那么租車就像下樓開自己的車一樣方便，車輛的出租方也能在區塊鏈上以秒級時間確認租車人的身份，如果再加上智能合約，一切都自動完成，擁有它與使用它也就完全沒有區別了。

利用智能合約我們未來也可以實現可編程經濟。

比如一位媽媽想限制未成年兒女的零花錢支出，她可以通過智能合約設置這些支出的規則，如不可以購買垃圾食品、不可以一次性花光等，子女每發起一筆交易便可以觸發一個智能合約運行，只有符合事先設置條件的交易才可以得到順利執行。

區塊鏈技術的應用前景

區塊鏈在金融領域的應用前景

區塊鏈在國際匯兌、信用證、股權登記和證券交易所等金融領域有著潛在的巨大應用價值。

將區塊鏈技術應用在金融行業中，可省去第三方中介環節，實現點對點的對接，從而在大大降低成本的同時，快速完成交易支付。

比如Visa推出基于區塊鏈技術的 Visa B2B Connect，它能為機構提供一種費用更低、更快速和安全的跨境支付方式來處理全球范圍的企業對企業的交易。要知道傳統的跨境支付需要等3-5天，并為此支付1-3%的交易費用。

又比如納斯達克推出基于區塊鏈的交易平臺 Linq，Linq 的具體應用場景是非上市公司的股權管理和股權交易。

Visa 還聯合 Coinbase 推出了首張比特幣借記卡，花旗銀行則在區塊鏈上測試運行加密貨幣“花旗幣”。

區塊鏈在物聯網和物流領域的應用前景

區塊鏈在物聯網和物流領域也可以天然結合。通過區塊鏈可以降低物流成本，追溯物品的生產和運送過程，并且提高供應鏈管理的效率。該領域被認為是區塊鏈一個很有前景的應用方向。

Skuchain 創建了基于區塊鏈的新型供應鏈解決方案，實現商品流與資金流的同步，同時緩解假貨問題。而倫敦的區塊鏈初創企業 Provenance 為企業提供供應鏈溯源服務，通過在區塊鏈上記錄零售供應鏈上的全流程信息，實現產品材料、原料和產品的起源和歷史等信息的檢索和追蹤，提升供應鏈上信息的透明度和真實性。

德國一個初創公司 Slock.it 做了一個基于區塊鏈技術的智能鎖,將鎖連接到互聯網,通過區塊鏈上的智能合約對其進行控制。只需通過區塊鏈網絡向智能合約賬戶轉賬，即可打開智能鎖。用在酒店里，客人就能很方便地開門了，這是真正的共享經濟！

區塊鏈在公共服務領域的應用前景

區塊鏈在公共管理、能源、交通等領域都與民眾的生產生活息息相關，但是目前這些領域的中心化特質也帶來了一些問題，可以用區塊鏈來改造。

例如，烏克蘭敖德薩地區政府已經試驗建立了一個基于區塊鏈技術的在線拍賣網站，通過該平臺以更加透明的方式來銷售和出租國有資產，避免此前的腐敗和欺詐行為的發生。

西班牙 Lugo 市政府則利用區塊鏈建立了一個公開公正的投票系統。

愛沙尼亞政府與 Bitnation 合作，在區塊鏈上開展政務管轄，通過區塊鏈為居民提供結婚證明、出生證明、商務合同等公證服務。

歐洲能源署則利用區塊鏈使得公民在能源零售市場中發揮更大的作用，能源零售市場的智能化（Micro-Generation Energy Market）使得消費者可以讓多余的電量在市場上進行交換和出售，并顯著降低電費開支。

區塊鏈在認證、公證領域的應用前景

區塊鏈具有不可篡改的特性，所以在認證和公證也有巨大的市場。

Bitproof 是一家專門利用區塊鏈技術進行文件驗證的公司。區塊鏈初創公司 Bitproof 已經與霍伯頓學校（Holberton School）開展合作，該校宣布將利用比特幣區塊鏈技術向學生頒發學歷證書，解決學歷造假等問題。

區塊鏈在數字版權領域的應用前景

通過區塊鏈技術，可以對作品進行鑒權，證明文字、視頻、音頻等作品的存在，保證權屬的真實、唯一性。作品在區塊鏈上被確權后，后續交易都會進行實時記錄，實現數字版權全生命周期管理，也可作為司法取證中的技術性保障。

例如，Ujo Music 平臺借助區塊鏈，建立了音樂版權管理平臺新模式，歌曲的創作者與消費者可以建立直接的聯系，省去了中間商的費用提成。

區塊鏈在預測市場和保險領域的應用

在保險理賠方面，保險機構負責資金歸集、投資、理賠，往往管理和運營成本較高。通過智能合約的應用，既無需投保人申請，也無需保險公司批準，只要觸發理賠條件，實現保單自動理賠。

典型的應用案例 是LenderBot,是 2016 年由區塊鏈企業 Stratumn、德勤與支付服務商 Lemonway 合作推出，它允許人們通過 Facebook Messenger 的聊天功能，注冊定制化的微保險產品， 為個人之間交換的高價值物品進行投保，而區塊鏈在貸款合同中代替了第三方角色。

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