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区块链很热门(171012) 精选

已有 4937 次阅读 2017-10-12 09:10 |个人分类:学术导航|系统分类:科研笔记|关键词:区块链 数据库 P2P

区块链很热门(171012

闵应骅

最近区块链特热火,IEEESpectrum 201710月号上发表了7篇长文是关于区块链的,还有一篇介绍中国区块链发展,国内这方面的文章就更多。我关心的是区块链的软硬件有什么新的东西。大致翻了一下,有点失望。没有人谈区块链对计算机体系结构、软件的数据结构和方法论有什么特殊的地方,主要是功能方面的创新。现在IT系统的功能简直是无所不包,而关注点常常是去中心化。本来,分散和集中、民主和专制问题的争论在IT行业持久不断。P2P是计算机想摆脱通讯的限制,事实证明可行,自己就可以点对点通讯;比特币想甩掉纸币,进行商品交换,试图用密码和程序取代中介服务。实质上,区块链不过是一个分布式而且安全的数据库。

一个比特令牌由一人传给另一人,与政府无关,可信性全靠一堆计算机。其他服务是不是也可以不要中间人?譬如,给视频和文艺作品的存储或重播的作者付版税、给飞机延误的旅行者付赔偿费?这三件事情已经在以太虚拟机上实现,但响应者寥寥。而区块链现在每天都有方案出现。微软给用户提供试验工具,IBM和英特尔合作开发开源的区块链,大银行也在跟随形势,适应自己。区块链本质上是一个分布式的公共账本,任何人都可以对这个公共账本进行核查,但不存在一个单一的用户可以对它进行控制。在区块链系统中的参与者们,会共同维持账本的更新:它只能按照严格的规则和共识来进行修改,这背后有非常精妙的设计。

原则上说,钱只是一个会计工具,即体现价值、分配所有权和提供交易工具的方法。一直以来使用现金,由于制造假钞很困难,所以无需记录某人的钱是从哪里来的,也无需追究这50元现钞是谁印的。但如果你能跟踪每张票子的流动,这张纸就没有必要了,钞票就变成数字记录了。创造一个单一的世界通用的数字总帐就是区块链。其所以称之为链,是因为只有最终端用户得到了新信息才能产生变化,每一个新的添加或区块包含数千个链中的交易。交易检测、聚集、验证、添加区块都由一批所谓矿工(Miner)负责。用户的占有关系由比特币区块链确定,通过公钥和密钥。矿工的主要职责是保证交易的不可逆性。他们没有集中管理,操作自治。

比特区块链记录每一分钱的输入输出,及相关内容,每个记录的元数据只能用40字节。存储量是个大问题。而相关记录可能很多,譬如飞行保险系统还要知道何时起飞、何时降落。分布式文件共享服务可能解决这问题。可信用户是否真可信?教育记录,譬如毕业证、成绩单,索尼、IBM正筹建这样的区块链。各种东西都可以用区块链。但是,你是否真需要一个区块链,下面这张图回答了这问题。


据我看,这个事理论上说实现起来并没有太大的难度,但技术问题还是很多。主要问题是可靠性、安全性能不能达到人们的要求。这个问题很大,现在的微信支付、支付宝支付,许多人不敢用,就是担心它的可靠性和安全性。分散的设备容错过去做得比较少。过去对集中式的大型计算和存储设备的容错方法比较多,而让分布式的每台计算机都搞冗余就比较困难。过去强调第三方验证,特别是我们国家,你听广播、看文章,碰到问题的解决方法就是加强管理,其实就是尽量集中。管理也可能发生问题,发生贪腐的可能性更大。

当前互联网的服务平台,本质上是信任中介。比如淘宝这样的平台,除去线上买方和卖方流量,他们解决的其实就是几大问题,一个是信任和安全,一个是支付,还构建了一个买和卖的网络平台。区块链是一个超级平台,是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。区块链技术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。空洞地可以这样讲,实现和推广可不那么容易。是不是能得到广大群众和政府的认可,还需要走着瞧。




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