黑科技落入凡间,大白话讲解区块链技术

虽然近日国内将各类ICO的金融骗局一刀阻断,但并不妨碍区块链技术的蓬勃发展。总归技术是无罪的,是可以给人们带来福利的,至于怎么应用那都是人来操作的。好的操作可以推荐发展,坏的操作就像各大ICO项目一样,找一些知识网红进行所谓的非法集资,金融诈骗。

说了半天区块链是什么呢?一说起区块链很多人第一个想到的就是比特币,我们需要搞清一个问题,比特币是区块链,但区块链不是比特币。简而言之,区块链是一种分布式账本技术(DLT,

Distributed Ledger Technology),而不是某一种代币。他自身包含了,去中心化、可追溯、不易篡改等多种特点。

(一)区块链是一个分布式数据库

首先,这是一个去中心化的,分布式架构的系统。所以,只有一个中心服务器或节点的不叫区块链。举个例子,如果你去淘宝买一个手机,你和卖家都是陌生人,是没有任何信任基础的。如果你先把钱给了卖家,卖家很可能不发货把你拉黑,那你就损失了手机钱。如果卖家先发货你在付费呢?很可能你收到货了不给卖家打钱,所以怎样都可能有一方损失金钱。这时候需要有个第三方来担保,来解决信任的问题,就像现在的支付宝一样,你把钱打给了支付宝,卖家会发货,等你收到货了,卖家才会收到钱。

上述这个例子是一种中心化的系统,因为所有的担保工作都是由第三方支付宝来负责的,假设支付宝有一天想要篡改数据,无论是买方还是卖方都是无能为力的,因为所有的权限都在一家公司手里。

这时候就需要分布式的数据库了,这个第三方不在是支付宝,而是成千上万的监听者,当你在淘宝购买手机时,你会向所有人大喊,我要向XXX买手机了,并且我支付了XXX元。对方也会像所有人呐喊,我收到了XXX的手机费,并且进行了发货。这样所有人都知道了这笔交易,所有人都在记录这笔交易,那么其中一两个节点出现问题,或者有恶意行为都是没有效果的,因为多数节点记录了这件事请。


(二)区块链用密码学技术保证数据安全性

这里面包含两个重要的点:1、密码学哈希函数2、非对称加密

具体的概念有兴趣的可以去百度一下,不过没有基础的人百度可能也无法看懂的,因为这两点都过于专业化了,其实只是了解区块链的应用的话不需要对此有太深的了解,本身也是技术类的概念,只需要知道区块链依靠这些技术点可以保证数据的安全性,不易被篡改。当然也有很多人说依靠这两点可以保证100%不被篡改,这里我还是保守一下,身为一个游走在安全行业的笔者,始终对100%安全性抱有怀疑的心态,所以称之为不易被篡改可能更为恰当。

我还是简单介绍一下这两个概念,尽量大白话说明白。

1、密码学哈希函数

这个主要用来验证信息完整性的,比如我给公司的领导发了一条信息,上面写的是,周五生病,需要请假休息一天,这时会根据我发的信息生成一个哈希值,比如是:123456。这个时候领导收到了这条信息,也会生成一个哈希值,因为我发的信息内容没有变化(未被篡改),所以哈希值不变,还是:123456。这是如果有人想篡改这条信息,改成了周五生病,需要请假休息一年,这时候哈希值会改变,比如变成:123489。这时候我们就知道,我们的信息被篡改了。

2、非对称加密

主要用于信息加密和身份验证,其实就是两把钥匙,一个叫公钥,一个叫私钥。公钥加密,私钥解密。

公钥就是大家都拥有的钥匙,你拥有,我也拥有,我们都可以用这个钥匙进行加密,但是解密的时候必须用我的私钥进行解密,如果你没有我的私钥,你就无法进行解密。

(三)区块链采用共识算法来对于新增数据达成共识

共识算法的作用,就是让所有节点对于新增区块达成共识,换句话说,所有人都要认可新增的区块。

对于集中式部署的系统,这事很简单,一切由中心所控制,但是放在区块链这个分布式系统中就很复杂了,比如有3个节点,A说我买了XXX店的手机,并且已经付费了,B说我没有付费,C说我付的不够,那到底听谁的?更何况区块链技术并不是3个节点这么简单,而是一个庞大的分布式系统。

这时候就需要一种解决方案,计算机科学里有个相应的问题,叫做“拜占庭将军问题”或者“拜占庭容错”(BFT)。这个问题当年被提出并不是因为比特币,而是因为一些特殊的背景。

早期的飞机里有三套独立的控制系统,为什么需要三套独立的呢?比如有突发情况,对面迎来一架飞机,如何判断该不该躲?如果只有一套系统,那就没得选了,相当于中心化部署了,系统如果坏了你就挂了。如果两套系统有一台坏了呢,好的说躲,坏的说不躲,计算机无法判断最终结果的。所以需要三套独立的系统来支撑,总归坏两台的概率还是小的。但这只是考虑了损坏情况,如果有恶意系统呢?所以三台还够吗?答案是否定的,我们需要四台系统来保持共识。

而对于区块链的应用也是类似的方式,因为拥有庞大的节点支撑,每个节点都是单独的系统互不干扰,我们可以假设故障节点和恶意节点的数量是有限的,所以并不会导致数据的共识出现异常。

目前来看区块链未来的应用会有很大的前景,虽然目前成功的案例并不多,但也是一个趋势,可以进行持续的关注。

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