认识区块链——读Don Tapscott《区块链革命》

写在前面

在阅读这本书之前，我对区块链的了解仅限于“分布式、去中心的账本”这类模糊的说法。了解区块链的目的只是单纯的出于好奇，因此接下来的文字并非站在专业角度去解读区块链的一切，只是一个门外汉对陌生事物简单的理解。如果你对区块链同样一无所知，如果你也觉得过分专业精深的概念难以接受，那么这篇文章大概能够帮你勾勒出区块链的大致轮廓。

此外，《区块链革命》并不适合对区块链完全不了解的人阅读。因为书中对区块链概念的阐释大多一笔带过，隐藏在基于概念产生的应用或现象当中。我所做的工作是帮你系统的梳理区块链的基本概念，也许不足够精准，但具备一定的系统性。了解了这些之后，将帮助你扫清理解书中的区块链应用场景的障碍。

认识区块链

这一部分将以从抽象到具体的方式带你层层加深对区块链的认识。因此这部分包含区块链本质与特点、三大基本概念、比特币、挖矿、区块链的局限性五个部分。

1、区块链本质与特点

区块链本质上是一种特殊的分布式数据库，它的主要作用依然是储存信息，只是任何人都可以架设服务器，加入区块链网络，成为一个节点。

如果我们把数据库看成一个账本，读写数据库就可以看做一种记账的行为，任何人都可对这个账本进行核查，但不存在单一的用户可以对它控制。

那么这个账本是如何进行记账的呢？

它的机制是这样的，在一段时间内找出记账最快最好的人，由这个人来记账，然后将账本的这一页信息发给整个系统里的其他所有人。这也就相当于改变数据库所有的记录，发给全网的其他每个节点，所以区块链技术也称为分布式账本（distributed ledger）。

由于其分布式账本的本质，区块链具备四个特点：去中心化、多方共识、交易溯源、不可篡改。

2、三大基本概念

区块链中的三大基本概念分别是：交易（Transaction）、区块（Block）、链（Chain）。

交易（Transaction）是指一次操作，导致账本状态的一次改变。

交易流程是这样的，新交易创建-->交易通过P2P 网络传播-->矿工验证交易正确性-->验证结果通过P2P 网络传播-->写入交易账本。

区块（Block）是指记录一段时间内发生的多笔交易和其状态结果，是对当前账本状态的一次共识。区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。

区块包括区块头和区块体两部分，区块头记录记录当前区块的基本信息，如生成时间、区块体的 Hash、上一个区块的 Hash、难度系数（difficulty）、Nonce 值等等。区块体中记录的是实际数据。

链（Chain）是由一个个区块按照发生顺序串联而成的，是整个状态变化的日志记录。

3、比特币

既然提到交易就会涉及到货币，那么区块链中的货币是什么呢？最常见的一种就是比特币，是区块链中的一种虚拟货币。比特币有一种特殊的发行方式：

将比特币作为记账员（矿工）记账（挖矿）的奖励来发行。即每次打包确认交易，就产生一个区块，矿工获得系统奖励的比特币。

既然通过交易才能发行新的比特币，那么第一批比特币是怎么发行的呢？这就涉及到了创世区块的诞生。2009年中本聪创建了第一个区块，即创世区块（Genesis Block）block #0，系统自动产生的第一笔50枚比特币的奖励。

如果比特币能够不断通过确认交易来产生，那不就会发生通货膨胀吗？为了避免这种情况，比特币的发行总量控制在2100万，10分钟会产生一个区块，每个区块的奖励一开始为50，每4年减半。比特币从2009年开始发行，直到2140年比特币全部挖出，之后的比特币的流通，则需要靠每一笔交易附加的交易费来运作。

4、挖矿

我们知道比特币的发行是依靠挖矿实现的。那么什么是挖矿呢？这里涉及到两个概念。

挖矿机：用于赚取比特币的电脑，具有专业的挖矿芯片，多采用烧显卡的方式工作，耗电量较大。用户用个人计算机下载软件然后运行特定算法，与远方服务器通讯后可得到相应比特币。

矿工：操作矿机的人，抢占第一个记账的权利，赚取报酬。

矿工通过操作挖矿机来赚取报酬的过程叫做挖矿。它的内在机制是，用计算机算出一个 钥匙，来确认交易，从而取得系统奖励的比特币。这个钥匙就是 Hash，它一个256位的二进制数字，只有它小于目标值的 Hash 才是有效的。

目标值＝最大目标值 / 难度系数

其中，大目标值为一个恒定值，难度系数决定 Hash 的计算难度。由于目标值非常小，Hash 小于该值的机会极其渺茫。所以计算Hash需要强大的算力，这就保证了区块链的不可篡改性。

为了将产出速率恒定在十分钟，同时避免节点之间的同步，所以新区块的添加速度不能太快。因此引入了难度系数的动态调节机制，难度系数每两周（2016个区块）调整一次。但是计算速度一定会越来越快，难度系数越调越高（目标值越来越小），会导致采矿越来越难。

由于单个计算机挖矿是十分困难的，因此出现了掌握了大量的算力的挖矿机集合——矿池。对于区块链来说算力就是记账权，算力就是一切，如果单家算力超过51%，对于比特币来说将会是一场灾难。

《区块链革命》能带给你的

广阔的发展前景

《区块链革命》这本书能让你看到区块链的独特的优势、深厚影响力和颠覆式的使用场景，尤其是在第二篇中，你会看到区块链将有可能影响到我们生活的方方面面，从金融服务到企业管理，从商业模式到物联网，从政治到文化，这将是一场彻底的颠覆。如果提到区块链的赚钱方式你只想到挖矿和炒币，那这本书将能给带你更广阔的视野。

我们的金融服务需要更可靠的信用体系，我们的政治生活需要更透明公正的治理办法，我们的文化权益需要更完善的手段去保护，我们的共享经济需要真正实现点对点的商业模式。在这些尚未结局的的问题上，我们看到了区块链安全、透明、公开、分布式、自组织的优势。而且，已经有人在这些领域实现了区块链技术的落地。

风险与挑战

当然，区块链技术也面临着一定的风险与挑战，这也许是其至今尚未普及的原因。目前区块链技术的发展存在以下原因：

（1）基础设施的分布并不均衡

（2）技术本身不够成熟，大规模使用安全性将面临考验

（3）学习成本高，用户界面和用户体验方面需要完善

（4）低通胀可能导致比特币长期的低流动性

（5）高延时，10分钟的确认时间太长了，可能给交易者带来基于时间的套利风险

（6）需要教育用户做好密码安全工作

（7）缺乏为人类预留的空间，一个永远客观公正、不忘记事情的系统，降低了社会的包容性

（8）能源消耗和不可持续，算力永远需要能源支持

（9）旧范式的既得利益者会介入

（10）对矿工的激励制度不完善，当取得的奖励越来越少，系统将难以维持