知识分享 | 区块链技术的原理、价值及应用

说到区块链技术，就免不了要提到数字货币，或者说金钱。 什么是钱 钱有三个作用：第一，钱是交换媒介，没有钱，就得用牛换羊； 第二，钱是储蓄的媒介，如果你存一只羊和一筐鸡蛋，羊会死，鸡蛋发臭了，就没有价值了，所以我们用钱存。 第三种货币是计量单位，我们可以将计量分解，进行所谓的价值交换。 区块链技术产生了数字货币，一种基于互联网数字经济的新型价值交换货币。 数字货币主要作为货币媒介、交换媒介、储蓄单位和价值尺度，因此具有货币的特性。

那么它是怎么来的，我们今天说的区块链到底是什么？ 事实上，它是建立在互联网上的。 我们知道互联网是信息交换，区块链是价值交换。 什么是价值交换？ 我们知道，在现实社会中，实体经济是一种价值交换。 如果我给你100块钱，我就没有100块钱。 但是在互联网上，我会给你一个文件和一张照片。 我还有它，我只是复制给你的。 而我复制给你，我又可以把这张照片和这个文件复制给别人，这样就形成了双重支付和多次支付的形式。 如何避免这种多次支付和双花问题？ 如何实现任意两个人之间的P2P交易？ 当然我们需要在特定的社区形成共识机制。

说到区块链，有人说区块链是正经的技术，不知道比特币是不是正经的。 但是离开货币是没法谈的，因为它要改变社会最重要的是价值的交换，价值是需要衡量的。 在没有货币的今天，是没有办法进入这个交易门槛的。 换句话说，如果你不懂股票，你就不能进入证券市场，就像今天你有硬币才能进入这个交易环境一样。

最早的时候，一个叫中本聪的人在 2008 年发表了一篇学术论文，2009 年 1 月 3 日产生了第一个比特币，第一个区块链诞生了。 今天，比特币的价值已经成为区块链技术的核心和数字货币形态。 中本聪主要讲述了P2P交易技术的实现，如何利用区块链技术实现两人基于一种现金的交易方式，即电子交易系统或数字现金交易。 从2008年到现在，10年时间，大家真正了解了区块链，发现比特币的底层使用的是区块链技术。

什么是区块链？ 为什么区块链会改变世界？ 大家听到最多的是一个概念，叫矿工或者挖矿。 其实在今天，如果你想获得一个叫比特币的东西，主要有三种模式：第一种是做矿工。 现在很难或不可能挖到，或者说普通人不可能挖到，因为它的机制决定了它是可以并行计算的。 . 因此，挖矿总量将在2140年完成，总量上限为2100万个比特币。 现在已经开采了1700万多枚币，也就是总量是固定的，发行的币总量一般都是固定的。 意思是什么？ 它意味着货币本身存在或本身具有通货紧缩而没有通货膨胀的特征。 另外两种模式是进行交易收取比特币或进入类似于证券期货的比特币交易市场进行买卖。

人们在早年发现了比特币的价值。 早年有人用10000个比特币买一个pizza，现在一个比特币顶多已经达到或接近20000美元。 2016年前后，比特币一度达到9000元。 它几乎在 2017 年 12 月达到顶峰，今天一个比特币的交易量约为 7400 美元。

我们知道传统纸币与黄金挂钩。 脱离了黄金的概念，纸币就是废纸。 它们之所以成为货币，是因为它们得到了国家和银行的背书。 那么我们想知道这个比特币是怎么产生的？ 事实上，它是基于区块链技术的。 这里有一个数学函数，准确地说是一个散列函数。 我们只要输入一个X，就会得到一个字符串，也叫hash。 这个hash可能是64位的，所以标准的加密算法是通过hash算法得到HSA256，HSA就是hash安全算法256。我们会根据这个算法生成一个字符串，这个概念很重要。

如果我们想知道某人是否知道答案，但某人不想告诉我，我也不想告诉那个人，我怎么知道他知道答案呢？ 那么，只要有人把他知道的答案作为X，输入到一个哈希函数中，我们就得到了我们所说的哈希值，而我的答案也通过它生成了一个哈希值。 如果我们两个的哈希值相同，我就会认为他知道答案。 一个很重要的特征就产生于此。 这个特性意味着任何东西，不管是图片，数据包，还是电子证书，只要输入这个X，当输入X的时候，就会得到一个唯一的哈希值。 . 任何微小的变化就像输入一张图片，只要人眼中的某个像素发生一点变化，哈希值就会发生巨大的变化。

这时候我们就会说矿工们在这里干嘛呢？ 矿工被称为POW（Proof of Work），简称工作量证明。 原来，当我与另一个P2P进行交易时，我会发现这笔交易实际上是在记账。 我借给A 100元，A借给B 100元，B借给C 100元。 事实上，C欠我100元。 而且在这个过程中，只要记账，我们没有现金兑换，不需要现金交易。 所以A对B，B对C，C对D，D对A，它自己的记账过程就是一个账本，我不需要拿钱或者黄金来背书这件事情，只要大家认账就行。 这个时候我们要记账，谁来帮忙记账？ 想象一下什么是区块链，就是我们有一个账本，账本里面有页。 第一页称为创世块，每一页都是一个块。 这个页面记录了谁给了谁多少钱，所以你有多少钱是从第一块账簿记录你的交易行为。 比如今天我有15块钱，我要给B 10块钱。 其实我的交易就是记录我给了B 10元，然后我给了自己5元。 本次交易从15元账户区开始。 该块被转移到另一个会计块。

矿工的作用是什么？ 只是为了帮助您确认帐户是否正确。 那么，矿工如何确认这个账户呢？ 他要挖矿了。 这个挖矿过程其实就是找一个哈希值。 这个哈希值有一个特殊性，因为64个哈希值有很多种可能。 规则规定只能满足哈希值的前几位。 能够将区块写入区块链为零。 只要能猜出前4、5位数字，这就叫难度。 如果是 4 位或者 5 位，比如说 4 位，这 4 位保证这是一个我可以写的块。 谁在这个过程中最先找到可以写入区块的哈希值，获胜的矿工将获得奖励。 这个奖励原本是50个比特币，每四年减为25个。 今天是12.5左右，就是说挖币越来越难了，因为挖币需要大量的算力和电力。 随着比特币交易量的增加，参与挖矿的矿工（矿工）数量急剧增加，难度也越来越大。 比特币被开采出来后，未来的比特币交易只能通过交易手续费获得奖励。 据说在中国挖一个币不考虑其他因素，仅用电就1500美元左右，最便宜的可能是委内瑞拉，600美元左右。 中国是矿机和矿业生产大国。

一个块由大约 5 个部分组成。 第一部分是前一个块的哈希值和时间戳。 还有一个就是我们看到的哈希值，这个块的哈希值。 另外，DATA就是我们以后要做的数据工作。 现在在比特币的心目中，这个DATA就是我们的交易账本，类似于一页一页的账本。 Nonce 是什么意思? 事实上，矿工需要猜测满足特定区块哈希值的随机数，因为一个哈希哈希满足前4个零的过程很慢，有很多可能性，DATA值必须放入block Go，然后不断的改变Nonce，就像猜1,2,3...来计算，计算的过程看谁的算力最好，谁先算出谁就中奖。 这个过程形成了区块链的基本模型。

我们可以在区块链中看到大致的运行原理。 如果我在区块链里面，这个DATA只写一句话，就是这样生成的。 这被称为创世块。 现在生成一个新块，随便写什么。 比如你写申浩，申浩这个词会生成一个新的区块，永久记录。 这个新区块有它的时间戳，这个区块计算了多少次，你可以再写一个。 比如一个稍有变化，就会变成另一个区块，这个区块不断产生，形成一条链。 现在要说我把这个chain block改成2了，这个时候就出错了。 为什么？ 如果这里是1，你在这里改，比如你这里改成2，你会发现后面整个链条都是错的，你就不可能去篡改这个账本了。

账本就是写第一个区块，第二个区块，第三个区块，第四个区块的账本，但是这个账本也是有容量的。 目前，基于比特币区块链，DATA内容最多可以容纳1兆字节的内容。 为保证10分钟内挖出一个区块，必须调整难度以保证10分钟内完成一个区块的记账。 但是10分钟就完成的记账确认，使得交易非常缓慢。 我们知道，在微信上刷微信支付，卖家瞬间看到，到账。 如果需要10分钟才能到达，你愿意吗？ 所以，为了解决比特币的应用问题，每个人都会有分歧。

有人问是否可以增加里面DATA的容量，让内容更多，交易写入速度更快，但这可能会改变一些人对比特币的看法。 但是，有人开始说容量应该是8兆字节，这样才会有比特币的分叉，比如比特币货币，这是一种新的比特币账本。 从逻辑上讲，这称为分叉。

什么是叉子？ 就像把笔记本写到50页，写到第51页时，我拿一本新笔记本，重新写下51页。 也有人从零页开始重写，这都是有可能的。 所以比特币和区块是不断被记录的，无法被篡改。 如果要篡改，需要达成一致，即51%的人同时达成共识篡改，但这在数学上是可行的，成本和时间都达不到实践。 这时，链一旦写好，就不能再更改了。 整个交易过程其实就是一个数字签名，其实就是一个数字代币token。

尤其是在区块链行业，大家都把比特币称为数字加密货币，其实还有很多其他的币种。 就像美元、人民币和各种里拉一样，在区块链上一般被称为代币。 这些代币是数字代币，所以称为代币。 现在人们称之为代币经济。 这个交易其实都是通过这个数字签名完成的。 有人开发了莱特币。 比特币1秒左右可以处理7笔交易，10分钟记录一次。 莱特币在 2.5 秒内处理一笔交易，这时有人发明了莱特币。 但这一切只是为了账本。 中本聪发明的目的是为了解决数字货币等现金交易的账本，所以只是记账，与其他无关。 它用于簿记和现金交易。 但是人们发现了什么？ 如果这个账本可以做到这一点，为什么不让区块链做点别的事情呢？

于是有人开始利用区块链搭建一个以太坊，将其作为操作系统来开发一个叫Dapp的应用。 理论上，任何人都可以在以太坊上开发这些各种各样的应用程序。 开发的软件叫做Solidity，是一个类Javascript的程序，开发智能合约非常简单。 以太坊是一个操作系统，相当于拥有一个可以开发各种智能合约或交易协议的操作系统。

但是有些开发人员想要解决另一个问题。 任何人都可以在以太坊上开发，运营也要看成本，所以你需要有以太坊，gas，ether等。后来有人开发了区块链叫EOS，限制了不是每个人都可以在上面开发。 只有通过审核的 DAPP 才能在上面开发应用，但最大的价值或区别是什么？ 即目前的以太坊仍然需要通过挖矿和耗电来解决问题。 那么EOS直接由工作量证明转为权益证明，POW称为工作量证明，POS为权益证明。 权益证明就是不挖矿，因为挖矿是耗电的，以后谁有钱就多出钱，谁出钱就承担责任，通过投票获得权益记账和奖励。 原则上，EOS每年允许一定量的通货膨胀。

交易的行为仍然是通过数字签名，数字签名是通过一个私钥加一个公钥，公钥是由私钥生成的，就像哈希算法一样，你持有私钥，当私钥key放在hash中，hash函数生成公钥后，可以把公钥给别人看，同时也会通过hash函数生成一个地址。 但是人们会发现比特币运用了什么技术，除了货币的交易和数字货币的交易行为，有没有可能区块链不是为了现金交易，而是为了应用。 2016年前后，出现了一种新的区块链，被大家公认的就是以太坊。 这时候你会发现区块链的核心概念或者说应用前景就是以太坊这个区块链概念的应用。

先给大家看一张图吧。 如果你能看懂这张图，我们就知道有一个开源的安卓操作系统。 移动应用领域其实主要有两种操作系统，一种是Android，一种是iOS。 基于开源的Android，我们会开发各种APP，包括微博、微信、今日头条、大众点评、摩拜单车、滴滴出行等，这些APP其实都是基于Android或者iOS的。 最底层其实就是我们基于互联网或者移动互联网的网络技术，或者说一些IP协议。 但是今天，中本聪发明了比特币，而比特币的底层直接就是区块链，但是大家想做同一种数字货币是不是都得从同一个底层发展呢？ 人们会发现，在区块链技术上有一位23岁的俄裔加拿大人（Vitalik Buterin），他编写了一套类似于开发Dapp的操作系统（Ethereum虚拟机），称为Ethereum。

以太坊也是区块链。 他希望大家继续在这条链上搭建各种APP应用。 这种APP应用称为Dapp，即分布式Dapp。 首先，它是去中心化的。 去中心化是什么概念？

我们看到左边叫中心化，中间经常叫幂律分布。 其实这就是去中心化，权利就叫分布式。 中心化的概念不仅是去中心化的，而且是去信任的。 为什么？ 数字经济往往是服务经济，是价值交换，服务就是价值交换，你得到的不是产品，你得到的只是功能和价值，而我们的电商平台和大部分互联网经济都是典型的服务行业。

基于服务经济，对于普通人来说比特币运用了什么技术，不同的人对区块链技术有不同的认知角度。 计算机IT专业人士认为区块链是分布式加密数据库。 财务人员把它看成是台账，是一种记账方式。 技术创新者认为，区块链是下一代互联网，甚至有人称其为全球互联网或全球计算机。 这一切都是权力下放。 具体来说，放权的概念就是下到国家，下到政府，下到企业。 区块链的应用前景使得交易行为脱离中心化管理，让人们在交易中相互信任，所以这种去中心化完全是通过数学、密码学和计算机科学的代码和算法产生的。 所以有代码即法律的说法。 这种法律主要是基于以太坊上的智能合约，这种智能合约是通过建立社区形成共识机制来实现的。

什么是共识机制？ 其中一个非常重要的概念是零知识共识（zero-knowledge proof），即我们之间不需要必要的知识就可以达成共识。 当然，这个共识是指多数人达成的共识。 这里面会有各种应用和新名词。 这些术语和新的应用，比如分布式应用、分布式账本、智能合约等，银行在这个过程中扮演什么角色？ 不再需要银行。 为什么？ 我跟人交易的时候，美元和人民币要换，汇率就亏了。 当我们交换时，我们也可能跨越边界并受到外汇管制。 当钱不够的时候，我需要第三方或者我的客户银行帮我确认我有没有钱。 所有这些东西都是分布式记账。 所谓分布式记账，就是账本。 如果区块链社区有50个人，他们都在圈子里，也就是说我们每个人都有一套账本。 如果我改了我的账本，我还需要把其他人的账本都改了，这几乎是不可能的。

代码即法律，如何形成今天的新数字经济？ 首先，它有很多优点，比如透明度。 在当今世界上所有基于以太坊或区块链的交易中，每一笔交易都是可追溯的。 任何人都可以查询这笔交易，但是发现一个账户里有一笔交易，但是会查不到这个账户的幕后黑手是谁。 人们只知道两个账户进行了一笔交易，所以这笔交易是加密的。 这种加密交易使得大量的比特币或代币出现在市场上。 在人们认识的早年，这笔交易经常被用于洗钱、毒品以及我们所说的一些非法军火交易，包括现在的赎金。 我们知道，大量的敲诈勒索最终都是在取钱的时候被警方抓获的。 只是他们最先发现了比特币的特性或者说这种数字交易方式，但是比特币本身是比较安全的。 任何人都可以改变这种交易行为。

基于以太坊的应用需要编写智能合约，而智能合约实际上是在以太坊上实现P2P交易的计算机代码。 代码写好了，那么对我们来说，只要你点击了，就代表你确认了交易，确认就是确认，动作就是确认，不能来回。

基于区块链的应用，或者说基于以太坊的DApp开发，如何才能真正形成一个区块链经济体系。 假设某人是词曲作者，他写了一首他想送给其他听众的歌曲。 那么如何保证一旦听众点击收听，创作者就会得到收益呢？ 当然，为了众多听众点击收听获得的收益，创作者会不会给那些作词、作曲、吉他手等合作者打钱。音乐生态环境中有任何点击，自然会执行智能合约，自动执行价值交换。

我们知道服务经济中的交易双方总是互不信任的，因为乙方完成了一项服务任务，甲方会给他钱吗？ 当然，有时甲方不信任乙方。你的毕业证是真的吗？ 交易信用证可靠吗？ 你真的有驾照吗？ 你真的是那种人吗？ 你的月收入真的达标了吗？ 数字经济的交易双方如何建立信任体系，在去中心化的环境下没有信任可以部分解决信任，因为我要你的证据，甚至是你的私人照片，你只要给我这个证据就可以了由区块链抓取并经过认证，我不需要看到这个内容来证明。 证明你父亲就是你父亲的循环证明，可以使用去信任的区块链来解决这个问题。

我们每天都在社交网络上写自己的心路历程，但如果网站市值达到1000亿，那与我们无关。 我白白写了那么多东西。 但是在这种区块链下的社交媒体，我每写一篇文章，你看了就会有一个价值的交换，因为有一种货币，大部分是代币。 当然如果你发行ICO，这就叫发行代币，这在我们国家是严禁的。 所以一部分代币发行去了老挝、新加坡、日本去做。 但从另一个角度来看，其实在社交媒体环境下，我们所有的行为都是一种价值交换。

假设今天某个市场有50个玩家，每个玩家都有数据或部分数据。 大家都希望数据交易或交换能产生更大的商业价值，实现数据的价值交换。 但是一旦一个文件，比如一个公司的数据包给了另一个公司，那么这个公司就需要知道某个公司是否把数据包卖给了别人。 如果发行没有问题，不能卖给他人，我们的数据共享可能会通过智能协议下的区块链来解决。

目前区块链应用领域应该更多关注的不是炒比特币或代币，而是没有币就玩不转区块链，更不可能进入这个技术领域。 数字货币只是区块链应用价值交换的外在形式或价值媒介。 我们需要更加关注区块链技术。 区块链是我们未来的数字经济。 这种所谓的去中心化、去中心化在信用体系下可能的应用或者价值。 我们知道，金融行业，包括任何其他行业，都开始思考区块链对行业的影响或改变。 当然，这种变化有好有坏，因为有的将其作为空间货币使用，有的则将其变成了圈钱的工具。 它不是关于如何开发智能协议，而是如何炒作比特币和代币。 这不是我们。 谈论它不是本文的目的。

但是从另一个角度来说，除了我们现在说的区块链和比特币的概念之外，它主要指的是公链，是一种人人只要有电脑，能上网就可以参与运作的一种方式。互联网。 它不歧视任何人。 当然，它歧视那些不懂电脑，不懂这些操作的人。 任何想做的人都可以做到。 第二，今天另一个应用的发展不是公链，而是联盟链。 10家银行、100家银行如何在银行间建立信用体系，发行信用证书等。也许有些行业可能会率先产生一种联盟链，通过智能合约和区块链建立多个企业的联盟。 当然，还有私有链，相当于在企业或特定社区内部通过区块链建立成员之间的信任关系或交换行为。 这可能只是一种叫做私有链的方法。

现在的区块链行业主要分为两个部分，一个叫币圈，币圈就是每天炒币，发币，众筹，如何用币创业的人。 有人是区块链的链圈，主要开发各种应用协议和行业应用。 因为基于公链的区块链创业是开放的。 未来区块链会有很多应用。 有一种说法，凡是能用JavaScript编程的，都会用区块链的智能协议重新编程。 所有电子交易行为的特征都可以上链，因为上链过程中没有成本。 无需购买服务器，社区人人参与。 不需要云计算，大家都在用云计算，每个人的节点都在参与，但至少三个人在玩。

目前，比特币在全球范围内受到监管，区块链技术也在不断发展。 今天的区块链技术就像我们突然使用互联网一样。 我们首先使用互联网技术来发送和接收电子邮件。 当然，目前的区块链应用可能还不如发送邮件这样的应用场景，还很初级，但人们对它的认知已经遥遥领先。 大家都在探索区块链的应用场景。 区块链的应用相当于我们互联网初期的发送邮件的功能。 没有人想到今天我们的互联网可以做电子商务，也没有人想到互联网会变成大数据。 产生改变社会经济结构的重要资源。

由于比特币提供了一种基于稀缺商品的独特经济结构，它极大地促进了比特币的采用。 激励和工作量证明 POW 由准确模拟比特币通货膨胀的算法定义。 这使得比特币成为未来货币的潜在候选者，因为它的货币政策是由软件形式的数学算法决定的。

沉宇辰 所以对我们来说，在大数据人才还在培养的时候，人工智能人才的需求就来了。 今天应该有区块链人才吗？ 但不管怎样，这个行业需要的是同时具备这两种技能的人，只是偏偏谈论这两种技能的人。 第一是计算机人才； 二是懂算法，不管是数学还是其他，这两个人才在我们建设大数据、人工智能，包括区块链的过程中，起到了非常重要的作用。

某种程度上，区块链技术是一种制度创新。 制度创新很少发生，一旦发生就会是颠覆性的。 而这种颠覆性创新往往受到传统经济体制的制约和阻碍。