一篇文章看懂区块链的那些事，从比特币到各种去中心化应用

近些年，经常听到区块链、比特币、以太坊等词，看似时髦却又让人摸不着头脑。 我基本上每次看到它们都会点击这些东西。 每次我点击它们，我都想阅读它们。 明白了，但下次我看到它仍然是一个袋子。 相信大家都知道，这背后是一个可以颠覆传统世界运作模式的强大基因。 这里肯定有无数的机会，所以我也想尝试着根据自己的理解来解释一下。 看一看这些东西，希望大家在这些机会出现的时候能够把握住。

区块链

区块链，顾名思义，是由许多数字数据块串联而成的链条。 我们可以把它看作是一种数字数据的存储方式，它不同于过去我们熟悉的数据库系统。 这条链的神奇之处在于其通过严密的数学和密码算法，实现了保证历史内容不能被任意添加、篡改、删除的特性。 同时结合P2P运行模式，实现去中心化、公开透明、永久保存的优势。

事实上，即使是懂一点计算机的人，在传统的数据库系统中也很容易添加、更改或删除历史数据，但没有人可以添加、更改或删除区块链上的任何历史数据。 记录，除非可以控制区块链网络中超过一半的节点。 此外，只要发生意外或公司或组织破产，传统的数据库系统就有可能被摧毁，彻底从历史中消失，但没有人能摧毁一条公链，除非它能摧毁分散在世界各地的区块链节点。 .

哈希函数

区块链的核心巧妙在于链的设计，而链的核心在于哈希函数。 简单的说，哈希函数就是可以输入任意数字数据，然后输出固定长度的位数据的函数。 哈希函数得到的输出一定是相同的，只要输入不同区块链在比特币上的应用，即使只有一个最小单位位，得到的输出也会完全不同，而且这种转换是不可逆的，即我们不能使用输出反转输入。

以哈希函数SHA256为例，当输入houlang时，我们会得到一组256位的数字，用16进制表示

在此基础上，即使我们对输入数据稍作增删改查，得到的输出也会有很大的不同，而当我们将输入改回houlang时，我们可以得到一模一样的文本字符串，也就是Just like everyone世界上都有唯一的指纹，我们也可以把哈希值看成是数据的指纹，而前面提到的区块链不可篡改的特性就是基于哈希函数的特性。 通过对比哈希值，我们很容易看出数据是否被篡改过。 有了这个认识，再看区块链的设计就清楚多了。

区块链的一个简化版本是，将每个区块的哈希值塞入下一个区块，然后与下一个区块进行哈希并塞入下一个区块，以此类推，只要其中一个区块是后面的所有区块即可变化会受到相应的影响，这样如果有人试图篡改部分数据并生成不同的链，我们可以很容易地知道哪一部分被篡改了。 那么当我们看到两个不同版本的区块链时，我们如何区分正版和盗版呢？

P2P

这时候就需要一种机制来维护正版链。 为了维护这条正版链，区块链设计引入了P2P，也就是去中心化的思想。

P2P是一个分布在世界各地的应用层网络，任何人都可以随意加入。 只要我们把完整的区块链数据存储在所有的P2P网络节点上，我们就可以维护一条大家都认同的真链。 当出现不同的链时，通过投票PK，看谁是正品。 如此一来，除非有人能够控制全球一半以上的P2P网络节点，否则P2P网络去中心化世界中人的力量将撼动正版领域。 区块链的地位几乎是不可能的，而且由于P2P网络具有刀枪不入的特性，更难消灭整个网络，所以在P2P网络不死的前提下，链上的数据是可以永久保存的，这时候还有最后一个小问题。

P2P 网络上的每个节点都有很大的机会同时添加不同的信息，导致无法决定谁说了算的情况。 为了解决话语权问题，不同版本的区块链设计了不同的共识机制来决定谁说了算，比如比特币区块链采用的Proof-of-Work，或者Proof-of-以太坊区块链2.0采用的Stake，各种机制背后，我们都想实现一个很简单也很重要的目标，就是让所有p2p网络节点上的人尽可能有平等的参与机会，从而阻止那些想要控制整个链条发展的人。

总而言之，区块链是哈希函数和P2P这两种基础技术的强强联合。 先将众多数据块用哈希函数连接成一条链，达到不可篡改的效果，再套上P2P技术运行，具有去中心化、公开透明、永久存在的特点，这些前所未有的结合优势极大地打开了人们的想象空间，许多基于区块链的扩展应用相继产生，而第一个成功的区块链应用就是比特币。

比特币

比特币（Bitcoin），简称BTC，2008年10月31日，一位自称中本聪的人发表了一篇关于比特币系统设计的论文。 2009年，比特币区块链系统正式上线。 链的概念逐渐被重视，就像当年苹果挑战IBM一样，只要有实力，就一定要和最大的咖啡较量，而比特币是区块链选择的第一个战场。 百年巨兽在金融领域，一战成名确实受到了极大的关注和反响。

简单来说，比特币就是利用区块链实现一个全球账本。 从概念上讲，它只是将世界上所有的转账交易信息记录在区块链中。 也就是说，在这个比特币区块链中，我们可以看到自链创建以来世界上所有的资金转账记录区块链在比特币上的应用，而为了保证支付动作是由账户自己执行的，必须有某种机制提供验证。 在传统的金融体系中，这种验证无非是要求账户本身提供证书、签名、印章，或者当场对一些隐私信息进行快速问答等重重检查，但在数字世界中，这个事情用非对称加密就可以轻松解决。

非对称加密

非对称加密由一对两个密码组成。 我们可以使用其中一个密码加密数据，然后用另一个密码解密，以验证数据确实被配对密码加密。 我们通常将其中一个密码保密，称为私钥，而另一个密码对公众称为公钥。 使用此功能，对于每个支付记录，只有帐户本身使用私钥加密该数据。 之后，每个人都可以使用他的公钥来验证并确认该操作是由该帐户自己执行的。 这与传统金融系统的签名和盖章非常相似，因此被称为数字签名。 由于所有的支付信息都记录在链上，一个比特币账户只需要包含这组公钥和私钥即可。

加密货币钱包和交易所

而我们常说的加密货币钱包，只是一个管理很多账户公钥和私钥的地方。 当我们使用加密货币钱包进行支付时，我们向收款人索取账户地址，然后用私钥加密交易信息。 发送到区块链，交易一旦写入区块链交易即完成，不可篡改，公开透明，永久保存。 连接现实世界的最后一公里是与传统金融系统的通信。 看到这样的需求，加密货币交易所应运而生。

一些交易所本身持有大量的加密货币池，允许用户直接进行法币交易赚取差价，而一些交易所提供类似股票撮合的机制，允许人们以任意价格下单买卖，赚取固定收益价格。 %交易手续费，简而言之，加密货币与交易所法币之间有一个简单的互通桥梁，相当于宣告只要买卖双方愿意，使用加密货币支付是完全可行的的真实生活。

存储信息的扩展

在比特币区块链不断蓬勃发展的同时，人们逐渐意识到区块链的特性不仅适合作为全球账本使用，还具有很大的想象空间和可能性。 不幸的是，最初的比特币区块链设计并没有太多的扩展灵活性，这极大地限制了区块链的应用发展，直到有一天一位名叫 Vitalik 的年轻人看不下去了。

如前所述，区块链是由许多数字数据块组成的链。 除了用它来存储账本数据外，从理论上讲，区块链还应该能够存储任何形式的数字数据，包括可执行的程序代码，同样，以太坊想要的是将旧的功能性区块链升级到更高的水平。 除了支持存储任何形式的数字数据外，它还允许人们放入可执行程序代码并进入智能区块。 链的时代，这个想法在2013年提出，2015年以太坊区块链正式上线，成为当今区块链应用的主流。

以太坊

以太坊上的可执行程序代码还具有公开、透明和不可篡改的特点。 相当于具有一定的可信度，称为智能合约。 一旦接口被打包，它就被称为去中心化的应用程序。 如果是金融相关的应用，我们就称之为去中心化金融。 总之，只要在名字上加上区块链，把去中心化放在名字前面，就会开始变得很简单。 新潮，非常区块链。

为了支持链上的所有操作，以太坊上必然要有自己的一套数字货币以太币。 为了防止资源滥用，每次我们要执行任何交易或智能合约时，我们都必须支付一笔称为Gas交易费的款项，该费用在以太坊中支付，而Gas费的多少会影响交易的优先级，也就是说，通常需要支付更高的交易费用才能在高峰时段完成交易。 它甚至可以相差数十美元。

在足够的灵活性和智能合约的加持下，以太坊上涌现出很多有趣的去中心化金融应用，比如借贷、货币兑换，甚至在以太坊上发行加密货币ICO都是小菜一碟，而其他行业不同领域的去中心化应用游戏、产品供应链溯源、数字版权衍生法律证据保全、身份认证、物联网等行业的应用，也都在以太坊上一一创建并落地。 可以说区块链是独一无二的。 以太坊的不可篡改、去中心化、公开透明、永久保存等特点，可以通过以太坊的灵活性，真正在每个人的现实生活中得到贯彻和普及。 除了比特币和以太坊两大公链之外，许多试图解决不同问题的区块链系统也相继被提出，比如专为物联网设计的IOTA，以及试图解决物联网的EOS。以太坊的性能和交易成本。 和波场。

区块链VS传统中心化机构

时至今日，区块链技术已经运行了十多年，区块链网络本身也没有遇到过什么重大的技术事件，证明了基于严谨的数学和密码学以及P2P网络的设计是可行的。 同时，去中心化的理念打破了传统中心化机构的束缚，使执行更正确、更透明、更经济、更高效。 在金融领域，去中心化金融应用的出现，使得很多金融机构的服务可以全天候24小时全自动化高效运作，节省了大量银行家的人力成本。 在供需平衡的自由市场机制下，利益可以尽可能直接返还给所有用户。 由于缺乏人为干预，完全避免了。 传统银行被黑或者银行家可能面临自我窃取的风险，那么这么好用的东西为什么没有被大众广泛接受呢？

为什么延迟

首先，政府的态度很重要。 去中心化意味着它无法被监督。 面对这种无法控制的新技术，大多数政府还是选择观望或禁止。 毕竟，区块链也是一把双刃剑。 当然是用来解决传统问题的。 它很好，但是管理起来比较困难，甚至可能被用于跨境洗钱等不法活动，所以大部分政府对这件事还是比较谨慎的。 另一个问题是币价波动太大。 就拿目前最大的比特币和以太坊来说，发行以来的涨跌相当惊人。 为了解决这个问题，以太坊上出现了锚定美元的稳定币USDT、USDC、DAI等，这也使得加密货币在金融体系中更加普及。 在法币价格不健全、波动较大的国家，得到迅速普及。

然后是权力和责任之间的权衡。 前面说过，对于区块链中的账户来说，最重要的就是私钥。 私钥是唯一可以使用账户资产的唯一密钥。 私钥一旦消失，就没有人可以再使用了。 账户中的资产已被使用。 在某种程度上，它是相当安全的。 几乎可以保证除了自己以外没有人可以使用账户中的资产。 但是，权力越大，责任越大。 在权力完全下放到个人的同时，保管私钥的重任也落在了每一个人的身上。 只要出现意外或者干脆忘记私钥，其他人都无法帮助恢复账户中的资产。

另一方面，加密货币不能在不同的区块链网络之间直接转移。 比如比特币只能在比特币网络中转账，以太坊和ERC-20货币只能在以太坊网络中转账。 相互转账，如果不小心在某个区块链网络上向不同区块链网络中的账户地址转账，会导致转出的资产冻结在不存在的账户地址中，永远无法再使用。 为了解决类似的问题，一些钱包或交易所又回到了过去的中心化方式，帮助用户管理公私钥甚至直接帮助用户中心化管理资产，但这也暴露了传统中心化应用的风险. 如果系统被盗或中心化管理资产的私钥丢失，就很尴尬了。 层出不穷的中心化机构事件，加深了大众对区块链的负面印象，区块链可谓躺着中枪。

尽管区块链依然势不可挡，但仍有不少机构继续进行各种落地尝试，包括信用卡发卡机构已经推出绑定加密货币支付的信用卡，直接解决了目前普遍不接受加密货币的问题。大多数商户的支付问题，2019年6月，Facebook公布了Libra计划，试图打造一套基于全球主要法定货币的加密货币，但显然距离被各国政府认可还有很长的路要走. 2020年10月，PayPal宣布支持加密货币，是近年来区块链金融的又一重大突破。

结语