1-4 区块+链：区块链这个名字从何而来？

区块+链：区块链这个名字从何而来？

其实在中本聪的比特币论文中，区块和链是两个独立的概念，在后来的发展过程中慢慢地才变成一个合并的单词。区块是记录的交易信息，链是将各个区块相互连接，成为一种像锁链一样的链式的结构。

那么区块链为什么是这种结构？在这种链式结构下，区块链表现出了网上流传甚广的去中心化、安全性、不可篡改性甚至是匿名性和透明性。

大家肯定经常听到这几个性质，但是区块链为什么会表现出这种性质？

想要解答这两个问题，先要从区块链的技术基础讲起，它其实并不是一项新的技术，而是多种技术的组合，囊括了点对点信息传输、非对称加密以及共识机制等多项技术。

首先来说点对点信息传输。如果大家还记得我们在发刊词中讲述的例子，这个犯人入狱的消息在亲戚中口耳相传的过程就是点对点信息传输，咱们经常使用的迅雷，他的下载原理就是去中心化的点对点方式，过去A传给服务器X，B再从服务器X获取信息，而点对点是A直接传输给B。咱们经常听到的P2P信贷也是这个逻辑，A直接把资金借给B，而不是A先把钱存到银行，再由银行借给B。通过这项技术完成了信息在节点之间的传输。

再就是非对称加密。以前你去银行取钱，你得提供你的银行卡密码，银行将他们保存的密码和你提供的相比对，一样你才能从银行卡中取出钱来。

我们把银行卡密码看作是一把钥匙，银行那边保留着一把同样的钥匙，这种加密的方式就叫做对称加密。

但是这种加密方式需要有一个中心化的机构来保存这把钥匙。而在区块链的网络中，信息是在每个节点之间传递，我们不可能把银行卡密码告诉给所有人，这样其他人就可以把你的钱取走了。所以我们需要非对称加密来解决这个问题。

非对称加密给我们准备了两把钥匙。第一把是我们自己的私人钥匙，只有我们一个人知道他是什么，然后这把私人钥匙有一把对应的公共钥匙，私人钥匙加密的文件只有公共钥匙能解开，而公钥加密的文件只能由私钥解开。

这个安全性是非常高的，有很多算法甚至连量子计算机都没有办法破解。我们只要把公共钥匙公开发布出去，一旦别人给我们发送消息，或者我们给别人发消息的时候，只需用相应的公共钥匙将其加密。

这样即使有心怀不轨者截获了这份文件，并拥有公共钥匙也不能将其解锁，无法获知其中细节。一边是私人钥匙，一边是公共钥匙，两把钥匙相互对应又互不相同，这就是非对称加密。

最后就是共识机制。在完成了信息在节点间的安全传递后，我们需要考虑的就是如何记录信息呢？这里面有两个问题，一是怎么记录？在没有了中心化服务器之后，肯定不能所有人都去记录，这样技术上即使实现了，效率也非常低。

以比特币为例，中本聪的设计就是通过“考试”来挑选一个节点，让它将过去一定时间内发生的交易都记录下来，传递给其他的节点，其他的节点依据这个来更新自己的数据记录。这个权利并不是永久的，因此当下一次需要记录的时候，又会举行一次同样的考试。

而由于在这个考试中，每个节点都在算一个只能过“猜”得出答案的数学问题，谁算的越快，算得越多，就越有可能首先找到正确的答案。这也就是我们说的工作量证明。

二是怎样激励节点去参加考试？比特币的设计是对于每次通过考试的节点，都会奖励50个比特币，而且这个奖励每4年会减半。

并且每个发生交易的节点都要交一笔手续费。这50个比特币和交易的手续费就成为了记录节点的收入。

所以我们平时说的挖矿其实就是争夺记录信息权力的这个，这些收入就是矿工的收入。而等到2100万个区块链挖完之后，矿工的收入就会变成手续费收入。

就这样，区块链通过这三项最基础的技术完成了信息的传递和记录。回到我们最开始的问题上来，大家其实也就明白了，因为每一段时间的交易记录，都可以看做一个区块。

这样的一个一个区块通过记录的时间首尾相连，表现出来的就是区块链这种形态。不光如此，在当前的区块链里，记载了前一个区块的哈希值，大家可以理解为上一个区块的一个唯一特征，一旦上一个区块改变，它的哈希值就会与之前不同。

这就保证了一旦有人篡改某一个区块，就必须将后面的所有区块都篡改。

仅仅知道区块+链是怎么来的还不够，还需要理解一个交易从发生到上链是怎么一个过程。才能够理解区块链的去中心化、安全性、不可篡改性甚至是匿名性和透明性。

假设现在有人产生了一笔比特币的交易，首先是产生这笔交易的人告诉所有人，我们产生了一笔交易，这个时候其他人就会检验一下这是不是一笔合格的交易，是的话就记录在区块上，这个时候大家就开始参加“考试”，通过考试的那个人可以把区块发给其他人，其他人验证这里面的交易没有问题，就接受其中的交易信息，全体节点就进入到了下一个区块的记录竞争中。

这里需要提到的是，区块链默认所有区块链中最长的那个才是正确的。

区块链为什么具备之前我们说的那些特性就都可以很简单的解释清楚了。去中心化就是信息可以在节点之间安全的进行传输了，并不需要一个中心化的机构来替我们进行传递。去中心化的好处非常多，我们已经在上一节的课程中具体讲过，在这里就不重复了。

安全性一方面是指信息传输的安全，由于非对称加密技术，基本上区块链的安全性已经非常高了，无论是数据被其他人得知还是比特币丢失的可能性都非常低。

另一方面是指信息保存的安全，所有发生的交易，每个人都记录一遍，即使你的电脑出了问题，你的信息还是记录在其他人哪里。实际上区块链运行十年，所有丢失的数字货币要么是交易所自己的系统出了问题，要么是智能合约出了问题。

匿名性和透明性其实并不冲突。一方面，匿名性是指你和你的区块链地址之间的联系，只记录在你这个节点上，没人知道这个区块链地址背后就是你。

在中心化时代是什么情况呢？即使你使用了网名，但很多时候由于实名制或者其他原因，你的真实身份和网名都被记录在中心化网站上，一旦被黑客攻击，用户的信息就会大量的泄露，之前不论是国内的开房信息的泄露还是国外脸书用户信息的泄露，都属于这种情况。

在中心化的体系内，黑客只需要攻击网站就可以获得数以万计的信息。但是在去中心化的体系内，没有任何一个黑客会去攻击成千上万的节点来获取信息，这样的成本太高了。

另一方面，透明性是指所有的信息都会记录在区块链上，并且可以追溯，举个例子来说，一个比特币从被挖出来到经过了哪些交易，最后存在哪一个节点上，都被记录在区块链上，而且都可以被查询到，这就是区块链的透明性。

最后一个是不可篡改性。其实这个也不是完全不可篡改，区块链的不可篡改性是随着区块的长度变长一起变高。

因为区块链默认长度最长的区块链是正确的那条，我们之前说过，篡改者如果想要篡改某个交易，它不仅需要篡改交易所在的区块，还需要篡改后续的所有区块，并且还要比现在正确的区块链更长。

这也是所谓的“51%算力攻击”的原理，只要他有足够的算力，他通过“考试”的速度会快过其他人，就有可能构造出一条比正确的链更长的链，达到篡改的目的。

以比特币为例，篡改区块交易在早期还有可能，但是现在算力竞争如此激烈，篡改区块链已经变成了一件成本非常高的事情。

区块链的优点说完了，再让我们说说目前区块链的缺点。第一就是区块链的效率问题，以比特币为例，理论上比特币每秒可以处理6.67笔交易，相比之下，2017年支付宝双十一时每秒处理超过25万笔交易，显然比特币的交易处理速度是无法满足需求的。

这也是很多人攻击区块链的原因。本来中心化机构只需要记录一次就可以了，大家有什么问题直接咨询中心化机构。

但是区块链是每个节点都需要记录所有的数据，在现有的技术条件下，这样效率是非常低的。但实际上，在我看来，这恰恰不是问题。

不论是我们之前提到过的有限的权限节点、同构多链还是期待长期技术的发展，都可以作为对这些质疑的回答。

前者已经在很多知名的基础链上有所应用，虽然代价是一定程度的中心化，但效果目前来看还不错。

而从后者来说，也许不需要等待太久。毕竟1.44M的3.5寸软盘的消失，还不到20年，我们已经用上了几TB的移动硬盘。

第二就是在区块链行业，分歧更容易发生。这是什么意思呢？其实这也是区块链的去中心化所带来的问题。在过去十年中出现的公有链，在生态中一定会存在众多的社区开发者、矿工、交易所和用户等多个利益群体。

每个人都有权力用自己的选择进行投票。换句话来举个例子，支付宝的用户可能无法决定支付宝的系统升级，但是比特币的相关方却可以对比特币的升级拥有决定权。

最典型的例子就是2017年8月比特币分叉出的比特现金，针对比特币交易速率低的问题，比特币选择了隔离见证方案，另一部分人则支持扩大区块容量，最后原有比特币群体分裂为比特币和比特现金两个群体。

这其实是每个人的意见都得以表达带来的后果，但就像大家在团队协作中发现的那样，分歧越多，工作越难完成。这实际上也是去中心化后效率降低的一个表现。

第三就是没有一个通用的协议，形成了很多的“孤岛”。和现在所有人都能访问的互联网不一样，大家可以访问每个不同的中心化网页，这是因为大家都采用的一样的协议。

换在区块链上来说，我们可以访问同个基础链上的不同的应用，两个不同的基础链之间是没有任何的互通的。

这就造成了很多孤岛，将区块链的世界切割的支离破碎，并不利于区块链的发展。当然，现在也出现了很多IPFS做的网关、以太坊在做的域名，都是在用互联网的方式去解决现在区块链孤岛的问题。

另外还有很多跨链的项目将这些不同的基础链连接起来，也是一种解决办法。但是目前来说，成效还有待观察。

第四，几乎所有知名项目都出现了中心化倾向。首先说比特币，由于比特币价格飞涨，挖矿竞争难度迅速提高，出现了专门挖矿的“矿池”，目前比特大陆旗下加持有股份的矿池总算力已经接近53%，实际上已经成为现在比特币生态中的一个不可忽视的问题。

更不用说其他的一些项目，采用了中心化体制的代表制度——公司化运营。用中心化的公司去运营去中心化的区块链，即使很多知名项目也出现了即使不是必须的情况下，依然选择更改原始规则的情况。

那如果任何变动一旦对自己不利，马上朝令夕改，更改区块链项目的底层机制，这又和现在的中心化系统有什么区别呢？

总结一下，今天这节课我们讲了区块链这个名字的由来，介绍了构成区块链的三项基础技术以及区块链去中心化、安全性、不可篡改性甚至是匿名性和透明性的由来，以及区块链现在面临的一些问题，其实并不是所有产业现在都适合应用区块链，很大一部分是在蹭热点，关于这些区块链的产业应用，我们都将会在后续的课程中讲到。