揭开区块链的神秘面纱

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区块链基础知识

在第一部分中,我们将介绍区块链、智能合约和Decentralized Web的基本原理。目的是想解释技术是如何工作的以及为什么区块链可以改变游戏规则。在第二部分中,我们将重点介绍一些实用的指南。

1.1 Blockchain

区块链是比特币的底层技术,似乎是下一代互联网背后的推动技术,也被称为Decentralized Web,或Web3。区块链是解决人类信任问题的一种新颖的解决方案。 它为所谓的不信任系统提供了架构。 使我们能够信任系统的输出而不信任其中的任何角色。

区块链是共享的、可信任的、公共的交易账本,每个人都可以检查,但没有哪个单个用户可以控制。它是一个分布式数据库,可以保持不断增长的交易数据记录,以加密的方式保存防止篡改。

区块链协议运行在互联网之上,在运行该协议的P2P网络上的所有计算机拥有相同的交易账本的副本,通过计算机共识在没有中间人的情况下实现P2P交易。 区块链本身就是一个文件,一个共享的公共的交易账本,记录了从创世区块(第一区块)到现在为止的所有交易。

该帐本是由一个链表构成的或这说是由区块链接而成的,其中每个块都包含一定数量的交易记录,并在给定的时间范围内由网络进行验证。区块链协议(共识层)的crypto-economic规定了网络中所有利益相关者的行为规则和激励机制。

该账本运行在P2P网络上。基于经济激励机制(博弈论)和密码学的分布式共识算法允许对交易进行安全的P2P验证,从而绕开对传统可信的第三方的需求。

它作为比特币提案的一部分,在2008年10月首次成名,目的是在没有银行的情况下创建P2P货币。所有网络交易都存储在区块链中:想象一下Google Docs,每个人都有最新版本的文档,每个人都可以检查它。为了改变文档的内容,用户需要达成共识。

与Google Docs不同,该文件并未集中存储,但网络的每个节点都保留区块链的一个副本,分布式账本记录所有的交易历史记录。

Removing the Middleman

单个的可信的第三方通过他们的权威(单记投票)服务器验证交易,而运行区块链协议的计算机的P2P络通过协商一致(多数投票)来验证交易。 因此,区块链协议将批准P2P网络上事务的预定义共识规则形式化为硬编码治理规则,管理和自动执行网络中所有参与者的事务。服务器验证交易,运行区块链协议的计算机的点对点网络通过协商一致(多数投票)来验证交易。因此,区块链协议将P2P网络上交易的共识规则形式化为硬编码管理规则,管理和自动执行网络中所有参与者的事务。

以比特币为例,代替银行验证的金融交易,比如A给B转账需要检查存储在其服务器上的数字帐本,而运行比特币协议的P2P网络根据多数人的共识确认交易。比特币网络的共识规则控制着网络中的参与者如何相互交流。他们定义:

(1)在什么条件下交易(A给B转账)是合法的

(2)A给B转账的交易成本

(3)用加密令牌验证交易的博弈论激励机制

(4)如何改变当前共识规则的规则

Smart Contracts

区块链最初只针对P2P货币设计的,但它很快被发现可用于互联网之上的任何一种P2P交易。 因此以太坊项目引入了将合约层与区块链层分离的想法,其中账本本身由智能合约使用,当满足某些预定义条件时自动触发交易。通过将智能合约层与区块链层分离,像以太坊这样的区块链旨在提供比比特币区块链更灵活的开发环境。

这些智能合约是在区块链网络之上运行的一段代码,其中数字资产由执行任意规则的代码片段控制。他们拥有合同协议的财产,但不应与法律合同混淆。

如果当智能合约的所有方履行预先定义的任意规则时,智能合约将自动执行交易。 这些智能合同旨在提供优于传统合同法的安全交易,并降低协调和执行交易的成本。

智能合约可以用于简单的经济交易,例如将A给B转账,也可以用于任何类型的所有权和财产权的注册,如土地注册和知识产权等,或管理共享经济的智能访问控制。此外,智能合约还可以用于更复杂的交易,例如管理具有相同兴趣和目标的一群人。DAO就是更复杂的智能合约的例子。

通过区块链和智能合约,我们现在可以想象一个世界,在这个世界中合约以数字代码的形式嵌入,并存储在透明的共享数据库中,从而避免被删除,篡改和修改。

每个协议,每个过程,任务和付款都会有一个数字记录和签名,可以被识别,验证,存储和共享。

像律师,经纪人,银行家和公共管理者这样的中介机构可能不再是必要的。个人,组织,机器和算法会自由地交易和相互作用,几乎没有摩擦,交易成本也很小。

1.2 Web3 The Decentralized Web

在二十世纪九十年代初,WWW革新了信息技术。十年后,互联网变得更加成熟和程序化。我们看到了所谓的Web2的兴起,这为我们带来了社交媒体和电子商务平台。它革命化了社交互动,使信息,商品和服务的生产者和消费者更加接近,并使我们能够在全球范围内享受P2P互动。

但总是存在中间人:一个平台充当A和B(不认识或不相互信任)之间的可信中介。虽然这些平台在创建P2P经济方面做得非常出色,并且拥有更加复杂的内容发现层,但它们也规定了交易的所有规则,而且这些平台拥有我们所有的数据。

在这种情况下,Blockchain似乎是下一代互联网,Decentralized Web或Web3的推动力。区块链可以让我们在没有中介的情况下实现真正的P2P交易,比特币是第一个使用案例。虽然比特币是没有银行发行和管理的P2P货币,但是现在带给我们比特币的技术可以让我们建造出没有优步的出租车,没有Airbnb的共享公寓以及没有Facebook和Twitter的社交媒体。

Killing the Server: Redesigning Data Structures

我们首先有电脑,然后开始通过互联网协议连接电脑。在个人电脑的早期,我们曾经将数据保存在软盘上,弹出,走到需要该文件的同事身边,将软盘插入他的计算机,然后将文件复制到他们的计算机上,以便他们可以使用该文件。

数据集中存储在一个物理设备上,当传输数据时,需要进行复制。 互联网使这些副本的传输速度更快,大大降低了交易成本。

大规模使用互联网的30年来,我们的数据架构大多仍然是基于客户端服务器的。 这意味着我们的数据集中存储在一台计算机上,并由另一台在互联网上的计算机通过互联网检索。尽管我们生活在一个更加连通的世界中,每台设备无论是烤面包机还是冰箱都连接到互联网,但数据仍然集中存储:在我们的设备上,USB存储棒上,甚至云中。

这就产生了信任问题:我能否相信那些存储我的数据的人和机构能够应对任何形式的破坏:内部或外部,人为或机器故障,故意还是意外?这种集中的数据结构具有独特的故障点。就好像我们从未发明过互联网。

From Data Monarchy to Data Democracy

自二十世纪九十年代以来,P2P数据体系结构一直存在,在这些体系结构中,BitTorrent和Tor浏览器等文件共享程序已经成名。结合密码学和博弈理论激励机制,区块链已将P2P架构提升到一个新的水平。我们现在可以开始从所有数据存储在中央计算机上的集中式数据结构转移到更加分布式或完全分布式的数据结构。

在Web3中,鉴于我们生活在一个互联的世界中,我们正在重新定义数据结构。 区块链只是这个Decentralized Web栈中众多技术中的一个,这一点很重要。 尽管区块链是一种很好的P2P方式来记录谁做了什么以及什么时候做什么,但是存储大量数据并不理想,原因有两个:(1)可扩展性:区块链太慢,并且(2)不允许隐私设计:永远不要在区块链上存储私人数据。

Web3 Technology Stack

与构建标准网络或移动应用程序类似,创建dApp通常需要几件事情:计算,文件存储,外部数据,货币化和付款。 过去四年,社区在建设生态系统方面取得了很大进展。

尽管在2014年构建dApp是无法完成的,但在2017年,构建基本的需要最少的计算和文件存储开销的dApp是可行的。Web3生态系统为构建技术堆栈迈出了很长的一步。 这里列出了一些选定的图形:

从客户端-服务器互联网到decentralized web的过渡将是渐进的而不是激进的。 随着decentralized web栈的不断成熟,似乎正在从集中式转向部分分散式转变和完全分散式转变。此外,虽然分散式架构更具容错性和抗攻击性,但它们速度也较慢。

虽然互联网的未来可能会更分散,但这并不意味着我们将完全摆脱集中式系统。 集中式系统也有优势,可能会占上风,但仅限于特定用例。

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