三个问题秒懂区块链

本文将着重介绍区块链的相关概念及简单原理，主要围绕以下三个问题来展开，这三个问题分别是：

①区块链是什么？

②区块链解决了什么问题？

③区块链是如何解决的？

一、区块链是什么？

按照工信部《区块链技术与应用白皮书》的定义：区块链是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。

对于大多数人来说，上述的关于区块链的定义还是过于晦涩，我们还是从字面含义来理解区块链。区块链由一个一个区块链接而成，区块是什么呢？区块可理解为一个小账本，里面存储了交易记录。而区块链就是所有区块按照时间节点连接在一起，组成了一个总账本。

账本的本质就是一个数据库，普通的数据库有增加、删除、修改、查询（俗称增删改查）四个功能，但区块链这个数据库只有增加和查询两个功能，不能修改和删除。

所以用四个字概括区块链就是：记账+认账。

二、区块链解决了什么问题

因为区块链是一个成本低廉的永久保存不可篡改的数据库，因此它解决了信任问题，实现了存证&价值传输两个功能。下面将结合实例来解释存证和价值传输两个功能。

1.存证

存证的意思是：可以证明这个数据是在这个时间戳上传的，并且没有被篡改过，几百年后依然可以证明，可以对任何一个人或一个机构证明。

人类历史上，从未出现过这样的技术。这个技术有什么用？我们举个例子。

比如2008年奥巴马竞选总统的时候，有人怀疑奥巴马不是在美国出生的，所以根本没有参选总统的资格。这事引起轩然大波，于是奥巴马赶紧公布了出生证明（下图），以证明自己确实是在夏威夷出生的。

结果呢？结果是质疑的声音更大了。质疑者们从各个角度分析，说这个证明是假的，是PS（软件Photoshop的缩写，代表伪造）出来的。后来美国的卫生和公共服务部出面说这是真的，质疑者们依然不信。

而有了区块链，就不会出现这样的闹剧。所谓颁发一个证明，其实就是发布到区块链上，那么，当一位总统竞选人被质疑出生造假时，他只需要公布一个二维码，里面包含自己的出生证明在区块链里的“位置”和解密的密钥，所有民众就可以用自己的手机直接扫码，查看到出生证明的图片和当年政府部门的数字签名信息。而区块链可以证明这份出生证明确实是这位候选人出生那天上传的。

类似的，怎么证明一份合同是不是伪造的，怎么证明一段监控录像是不是伪造的，怎么证明一沓票据是不是伪造的。自古以来，人类在信息存证上的投入是非常巨大的，只不过大多数人不跟档案打交道，看不到档案室里一排排巨大的文件柜，看不到每年花费在档案管理上的大量人力物力。区块链的存证功能，将保存真实信息的成本大幅降低，将伪造数据的成本大幅提高。

2. 价值传输

区块链除了能完成存证功能外，还可以实现价值传输。其中价值传输最典型的应用场景就是跨境支付。

2017年我国涉及跨境支付结算的金融高达 8 万亿元人民币，如果单笔交易成本下降 40%-50%，将给企业带来可观收益。

不过，传统的跨境结算速度慢、效率低、时间长，中间涉及到多个跨境金融机构，他们之间需要对账、清算、结算，并涉及很多手工流程，不仅导致用户端和金融机构后台业务端产生高昂的费用，也使得小额支付业务难以开展。

但在区块链时代，人和人之间可以直接打造点对点的支付方式，省去第三方金融机构等中间环节，实现全天候支付、实时到账、提现简便以及没有隐形成本，有助于降低跨境电商资金风险及便捷性需求。

举个例子，假设一个新加坡人要给他的西班牙的朋友汇款，如果通过传统的渠道如SWIFT（银行结算系统），一般需要5-7天的时间，如果将来脸书（Facebook）的天秤币Libra（天秤币可简单理解成一种基于区块链发行的稳定币）上市了，这个新加坡人该怎么做呢？他会先把新加坡元换成天秤币，通过手机上的钱包软件直接发给他的西班牙朋友，他的西班牙朋友收到后，会把天秤币换成欧元，这就完成了一次跨境支付，时间可以由几天缩短为几个小时，而且手续费很低廉。

人们经常把微信和支付宝等第三方支付与点对点支付混淆，实际上微信和支付宝支付与平时的银行转账没有本质差别，都需要一个可信的第三方（如银行）才能完成价值传输。而借助区块链，即使没有可信第三方（银行），两个陌生人也可以实现价值传输。

用一句话总结就是：微信和支付宝是以中心化的方式实现价值转移，而区块链是以去中心化的方式实现价值转移。这就是区块链被称为价值互联网的根本原因。

3.信息流到价值流的跨越

纵观人类历史，关于流的发展有三个阶段：

第一阶段是物流，从古到今，货物和商品的运输都是必不可少，古有镖局，现在有快递公司，都是围绕物流在进行。

第二阶段是信息流，随着20世纪互联网的发展，信息的传输越来越通畅，从早期的电子邮件、到后来的门户网站再到现在的微信，信息传递越来越方便。

最经典的一个例子就是滴滴打车，解决了司机和乘客之间的信息传递，对接资源的供给方（司机）和需求方（乘客），为人们带来了很大的便利！

第三阶段是价值流，区块链解决的最主要的问题就是价值传输。微信和支付宝虽然也可以实现价值传输，但是他们仍需要可信的第三方（银行）才能实现价值传输，在跨境支付方面就会很费力。而区块链却可以不需要可信第三方，实现点到点的价值传输。这是区块链最神奇的地方。

综上所述，区块链可以大大增强信息流通和价值流通的速度，这两方面恰好与区块链的两大功能：存证和价值传输相对应！

三、区块链是如何解决信任问题的？

在第二章的开头，我们提到：

因为区块链是一个成本低廉的永久保存不可篡改的数据库，因此它解决了信任问题，实现了存证&价值传输两个功能。

我们现在已经明白了区块链两个基本功能：存证和价值存储，但还有一个关键问题没有解释：区块链是如何解决信任问题的？

要回答这个问题，我们需要先学习密码学上的一个基本概念：哈希算法。

维基百科是这样定义哈希算法的：哈希算法是将文件映射为较短的固定长度字符串（哈希值）。

例如，我们眼中的香肠图片如下图所示，在比特世界里可能是这样的：0101100101100001110101110110……

这张图片可能由上万个0和1排列组合组成，这才是这张图片在比特世界里面的本来面目，我们把这串数字长龙成为“二进制文件”。

我们把这条长龙切碎，搅拌之后就得到哈希值：4f7ecc0b834a930f48253cb932ac812e9f38ac37。

哈希值是哈希算法的最终结果，是文件在互联网里面的编号。

我们不需要关心哈希算法如何把二进制文件变成哈希值，我们只要把哈希函数想象成一台屠宰加工机器，就能理解：这台机器能把猪做成等长的香肠，而哈希值就是这根香肠上的纹理。

每根香肠（哈希值）虽然都是等长的，但是香肠上面的纹理却是不同的。

哈希值有这样两个有意思的特性：

1.相同文件的哈希值完全相同。但只要源文件稍有改动，哈希值就面目全非。

2.哈希值不可逆推，也就是说你无法通过分析哈希值计算出源文件的样子，换句话说，你不可能通过观察香肠的纹理推测出猪的样子。

有了上述关于哈希值的概念，我们就可以来解读一则深圳的新闻：

深圳市统一政务服务APP“i深圳”中，“我的服务”版块已上线“区块链证照”服务。其中，“居民身份证”、“居民户口簿”、“结婚证”已实现上链，“驾驶证”、“公积金”、“电子社保卡”、“行驶证”也即将实现上链。

新闻中后面有这样一段话：

以“居民身份证”上链为例，普通居民在上链之后可详细查看证照上链信息，包含“签发机关”、“有效期”等，每张证照均生成唯一标识的哈希值作为区块链存证依凭。

通过学习签名哈希值的概念，我们可以明白每个人身份证的照片生成的哈希值都不一样，只要把身份证照片的哈希值上链，这样就等同于把每个人的身份证信息上链。

而信息一旦上链以后，链上的信息是不能被篡改的，因为链上信息与信息之间是有关联的，一旦修改了某个区块的某条信息，会影响后续所有的区块。可谓牵一发而动全身，我们可以用下面的图来理解这种链接：

假设一个人的身份信息被修改，那么其对应的哈希值就会变化，从而影响了它所在的那个区块所储存的信息，这样它与后面的区块就无法匹配，就如同上图中红色的拼图被改变了形状，自然无法与原有的区块链进行拼接。

通过上面的讲解，我们可以更好的理解区块链中那个“链”字的含义：环环相扣、不可篡改！进而我们就可以理解区块链是如何解决不同实体之间的互相信任问题。

这时再看下面这张图，是不是对区块链更有感觉了^_^

附：图中BLOCK代表区块，而CHAIN代表链。

结语

最后，我们再重温文章开始提出的三个问题，现在我们都可以解答了。

①区块链是什么？

答：区块链是一个分布式账本（数据库），只能增加和查询，不能修改和删除。用四个字概括区块链就是：记账+认账。

②区块链解决了什么问题？

答：区块链解决了信任问题，从而实现了存证&价值传输两个功能。存证的例子举的是奥巴马出生证明，而价值传输的例子举的是跨境支付：新加坡人给他的西班牙朋友汇款。

③区块链是如何解决信任问题的？

答：区块链是通过密码学（如哈希算法、数字签名等）、分布式网络等技术手段解决的信任问题。

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编译者/作者：童刚

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