走近区块链‖04区块链的技术创新

比特币的支付网络正在成为另一种互联网基础设施——“信任”。简而言之,就是你不需要信任人类,信任区块链就够了。

区块链主要解决了交易的信用和安全问题,能够解决这些问题,在于它针对这些问题提出了四个技术创新。

1.非对称加密和授权技术

非对称加密技术是针对对称加密来说的,对称加密就是在对数据信息加密时使用同一密钥进行加密解密。对称加密技术存在很大的缺陷。通过对称加密技术中的唯一密钥,很容易推算破解出被加密过的数据信息,这一缺陷在加密数据传输的应用中是致命的。

而非对称加密是1976年美国学者为解决信息公开传送和密钥管理问题,提出的一种新的密钥交换协议。这是一种允许在不安全的媒体上的通信双方交换信息,并能安全地达成一致的密钥。

与对称加密只有一个密钥不同,非对称加密有两个密钥:公钥和私钥。公钥是公开全网可见的,所有人都可以用公钥来加密信息,保证了信息的真实性;私钥只有信息拥有者知道,被加密过的信息只有持有对应私钥者才能够解密,这保证了信息的安全性。私钥对信息签名,公钥验证签名,私钥持有人是否转移出价值可以通过公钥签名验证信息来确认;公钥对交易信息加密,私钥对交易信息解密,私钥持有人解密后,可以使用收到的转移价值。

在区块链系统内,价值转移过程的信任机制主要是通过“非对称密钥对”完成两项任务来实现的,即“证明你是谁”和“证明你对即将要做的事情已经获得必需的投权”。“密钥对”需要满足以下两个条件

①对信息用其中一个密钥加密后,只有用另一个密钥才能解开

②其中一个密钥公开后,根据公开的密钥也无法测算出另一个,其中这

2.分布式账本

传统的记账方式是将所有的交易记录存储在一个中心节点上,存在着记账不透明、可修改账本等缺陷。而分布式账本的出现克服了这些缺陷,分布式账本中的交易记账是在多个网络节点上共同完成的,单一节点记录的账目是不被承认的。每个节点都会同步账目信息,所以每个节点上都会存储完整账目。分布式账本使每个节点可以参与监督交易的合法性,也可以共同为交易证明,还解决了传统中心化记账下发生的单一记账人在被控制、贿略下记假账等问题。

由于记账节点足够多,从理论上讲,除非所有的节点一起算改,否则账本将无法更改,所以区块链基于技术优势解决了交易过程中的安全信任问题。

分布式账本技术不相信人性,将监管层或者第三方中心机构的信任转移到基础架构,使整个系统变得安全可靠。虽然分布式账本会因具体区块链的设计而不同,但其具有容错率高、透明公开、不可算改等特点,解决了各方交易的安全信任问题。

3.智能合约

智能合约是不依赖第三方,自动执行双方协议承诺条款的代码合约。以医疗为例,如果说每个人的信息(包括医疗信息和风险发生的信息)都是真实可信的,那么在一些标准化的医疗缴费中,智能合约就可以直接进行自动化转账。

区块链技术的智能合约不依赖第三方自动执行双方协议承诺的条款,具有预先设定后的不变性和加密安全性,从规避违约风险和操作风险的角度较好地解决了参与方的信任问题。智能合约在现实生活中一个典型的应用场景就是自动售货机,基于预先设计的合同承载,任何人都可以用硬币与供应商交流通过向机器内投入指定面额的货币,选择购买的商品和数量,自动完成交易。自动售货机密码箱等安全机制可以防止恶意攻击者存放假钞,保证自动售货机的安全运行。

日趋完善的智能合约将根据交易对象的特点和属性产生更加自动化地协议。人工智能的进一步研究将允许智能合约了解越来越复杂的逻辑,针对不同的合同实施不同的行为。更加成熟的数据处理系统能够主动提醒起草人合约在逻辑或执行方面存在问题的地方,从而扩大智能合约的应用范围和深度,更好地解决交易过程中的信任风险。

4.共识机制

共识机制就是所有记账节点之间怎么达成共识去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止算改的手段。区块链的共识机制发展到现在,出现了很多不同的类别,适用于不同的应用场景。

以比特币为例,其所采用的是工作量证明,只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下,才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候,伪造和算改基本上不可能,若想篡改记录,成本将变得无限高,这就杜绝了作恶的可能。

不过,这种51%算力攻击的高成本杜绝了作恶可能的情况,基于攻击者是理性的假设,即攻击者是为了获得利益而攻击的。倘若是抱着玉石俱之心、不计成本、不求回报的疯狂攻击行为,则另当别论。并且,比特币世界还存在一种非51%算力攻击的可能,即无须51%算力就可以发动51%攻击,如45%算力,这种非51%算力攻击有一定的成功可能性,但并非是确定性的成功。

因而,我们说,虽然共识机制一定程度上保障了信任机制,但这种防篡改的技术创新依然存在着一定概率的风险,区块链世界同样仍需时刻监控,密切注意。

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