文章來源于知乎

導(dǎo)讀：區(qū)塊鏈技術(shù)的文章泛濫成災(zāi)，但大多讀起來晦澀難懂。這篇在知乎上點(diǎn)贊量達(dá)到1萬+的文章，就有點(diǎn)意思了。作者寫這篇文章初衷正是苦惱于不知該如何跟弱智室友解釋區(qū)塊鏈。作者來自浙江大學(xué) • 竺可楨學(xué)院、紐約大學(xué) (New York University) • 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，自稱區(qū)塊鏈黑客，他的文章會(huì)迅速讓你感覺區(qū)塊鏈很弱智的樣子。對(duì)于這篇文章提出的觀點(diǎn)，你是否贊成呢，歡迎在文末留言。以下為汪樂針對(duì)《區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁矗绾魏?jiǎn)單易懂地介紹區(qū)塊鏈》的回答。區(qū)塊鏈大本營采用第一人稱保留原汁原味。

作者：汪樂-LaiW3n

針對(duì)身邊關(guān)于區(qū)塊鏈各種發(fā)問聲音，我嘗試了很多種不同的姿勢(shì)以求簡(jiǎn)單通俗形象生動(dòng)地解釋什么是區(qū)塊鏈技術(shù)，但是最后都失敗了。因此我萌生了要寫一篇BlockChain for Babies（又名：如何向你的弱智室友解釋區(qū)塊鏈）的想法，以求能簡(jiǎn)單直觀生動(dòng)形象地向?qū)^(qū)塊鏈技術(shù)不了解但是想知道區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁吹娜私榻B區(qū)塊鏈技術(shù)或者比特幣。

因?yàn)槊嫦虻淖x者是不想知道具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)只想了解區(qū)塊鏈的人群，因此本文避開了一些底層和算法細(xì)節(jié)，采用比較主觀的方式來展示筆者對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)。如果你只是對(duì)區(qū)塊鏈感興趣，并沒有深入學(xué)習(xí)的打算，或者只是想像我一樣在別人問起來的時(shí)候表現(xiàn)一把，本文應(yīng)該是一篇很好的“導(dǎo)論”。

總覽

區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個(gè)去中心化的分布式賬本數(shù)據(jù)庫（感謝@程劍宇指出：在與比特幣相關(guān)的區(qū)塊鏈應(yīng)用中可使用這一術(shù)語，但區(qū)塊鏈技術(shù)可能并不包含“賬本”）。其本身是一串使用密碼學(xué)相關(guān)聯(lián)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含了多次比特幣網(wǎng)絡(luò)交易有效確認(rèn)的信息。 這是區(qū)塊鏈的定義，因此要逐步了解區(qū)塊鏈，我們需要一步步了解如下東西。

去中心化

先來考慮一個(gè)中心化集中式處理的過程。你要在某寶上買一部手機(jī)，交易流程是：你將錢打給支付寶－支付寶收款后通知賣家發(fā)貨－賣家發(fā)貨－你確認(rèn)收貨－支付寶把錢打給賣家。

圖1: 中心化集中式交易模式

在這個(gè)過程中，雖然你是在和賣家交易，但是這筆交易還牽扯到了除了你和賣家的第三方，即支付寶，你和賣家的交易都是圍繞支付寶展開。因此，如果支付寶系統(tǒng)出了問題便會(huì)造成這筆交易的失敗。并且雖然你只是簡(jiǎn)單的買了一個(gè)手機(jī)，但是你和賣家都要向第三方提供多余的信息。因此考慮極端情況，如果支付寶跑路了或者是拿了錢不卻不承認(rèn)你的交易或者是支付寶所在的城市因?yàn)殚_G20把所有人都趕走了(?)，那么你就悲劇了。

而去中心化的處理方式就要顯得簡(jiǎn)單很多，你只需要和賣家交換錢和手機(jī)，然后雙方都聲稱完成了這筆交易，就OK了。

可以看出在某些特定情況下，去中心化的處理方式會(huì)更便捷，同時(shí)也無須擔(dān)心自己的與交易無關(guān)的信息泄漏。

其實(shí)如果只考慮兩個(gè)人的交易并不能把去中心化的好處完全展示出來，設(shè)想如果有成千上萬筆交易在進(jìn)行，去中心化的處理方式會(huì)節(jié)約很多資源，使得整個(gè)交易自主化、簡(jiǎn)單化，并且排除了被中心化代理控制的風(fēng)險(xiǎn)。

去中心化是區(qū)塊鏈技術(shù)的顛覆性特點(diǎn)，它無需中心化代理，實(shí)現(xiàn)了一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接交互，使得高效率、大規(guī)模、無中心化代理的信息交互方式成為了現(xiàn)實(shí)。

當(dāng)然，上述的例子有一個(gè)很大的潛在問題：沒有了權(quán)威的中心化代理，怎樣保證每筆交易的準(zhǔn)確性和有效性呢？比如：如果沒有了權(quán)威的中心化代理，張三某一天借了我100塊錢，但是不還錢還不承認(rèn)怎么辦？這里就引出了區(qū)塊鏈的其它特性。

兩個(gè)基礎(chǔ)難題

在去中心化以后，整個(gè)系統(tǒng)中沒有了權(quán)威的中心化代理，信息的可信度和準(zhǔn)確性便會(huì)面臨問題。

問題1：類兩軍問題

第一次聽說這個(gè)問題居然是在TCP的課上，大致說的是有兩個(gè)相距很遠(yuǎn)的軍隊(duì)要傳遞信息，紅軍派遣一個(gè)信使去跟藍(lán)軍說：“你他娘的把意大利炮拿出來！”。藍(lán)軍收到信息后又派了一個(gè)信使去紅軍說：“收到指令！”。然后紅軍又派一個(gè)信使去藍(lán)軍說：“知道你收到指令了！”。然后藍(lán)軍又派一個(gè)信使去紅軍說：“知道你知道我收到指令了！”。然后紅軍又派一個(gè)信使去藍(lán)軍說：“知道你知道我知道你收到指令了！”……然后就沒完沒了了。

圖2：在分布式計(jì)算中在異步系統(tǒng)和不可靠的通道上達(dá)到一致性是不可能的

在這種情況下，因?yàn)槭屈c(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，雙方不可能在這種情況下達(dá)到信息的一致性。嚴(yán)謹(jǐn)一點(diǎn)，就是“在分布式計(jì)算上，試圖在異步系統(tǒng)和不可靠的通道上達(dá)到一致性是不可能的”。

問題2：拜占庭將軍問題

拜占庭羅馬帝國在軍事行動(dòng)中，采取將軍投票的策略來決定是進(jìn)攻還是撤退，也就是說如果多數(shù)人決定進(jìn)攻，就上去干。但是軍隊(duì)中如果有奸細(xì)（比如將軍已經(jīng)反水故意亂投票，或者傳令官叛變擅自修改軍令），那怎么保證最后投票的結(jié)果真正反映了忠誠的將軍的意愿呢？

拜占庭將軍問題反映到信息交換領(lǐng)域中來，可以理解為在一個(gè)去中心的系統(tǒng)中，有一些節(jié)點(diǎn)是壞掉的，它們可能向外界廣播錯(cuò)誤的信息或者不廣播信息，在這種情況下如何驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

區(qū)塊鏈技術(shù)的誕生

現(xiàn)在讓我們來一步一步在去中心化的系統(tǒng)中解決這些問題，見證區(qū)塊鏈技術(shù)雛形的誕生。

01

我們先來建立一個(gè)去中心化的系統(tǒng)，為了方便理解，我們來看一個(gè)簡(jiǎn)單的去中心化借貸模型：如果A借了B 100塊錢，這個(gè)時(shí)候，A在人群中大喊“我是A，我借給了B 100塊錢！”，B也在人群中大喊“我是B，A借給了我100塊錢！”，此時(shí)路人甲乙丙丁都聽到了這些消息，因此所有人都在心中默默記下了“A借給了B100塊錢”。你看，這個(gè)時(shí)候一個(gè)去中心化的系統(tǒng)就建立起來了，這個(gè)系統(tǒng)中不需要銀行，也不需要借貸協(xié)議和收據(jù)，嚴(yán)格來說，甚至不需要人與人長久的信任關(guān)系（比如B突然又改口說“我不欠A錢！”，這個(gè)時(shí)候人民群眾就會(huì)站出來說“不對(duì)，我的小本本上記錄了你某天借了A100塊錢！”）。

圖3：去中心化借貸模型

02

可能你已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，在上述的模型中，所謂的“100塊錢”已經(jīng)不重要了。換句話說，任何東西都可以在這個(gè)模型中交換，甚至你可以憑空杜撰一個(gè)東西，只要大家承認(rèn)，你就可以讓你杜撰的東西流通。比如：我在人群中高喊一聲“我創(chuàng)造了10個(gè)查克拉！”，我甚至不需要知道查克拉是什么，也不需要關(guān)心世界上是不是真的有查克拉，只要大家都聽到，然后在自己的小本本上記下“LaiW3n有10個(gè)查克拉”，于是我就真的有100個(gè)查克拉了。從此以后，我便可以聲稱我給了某人1個(gè)查克拉，只要路人甲乙丙丁都收到并且承認(rèn)了這一信息，那我就算完成了這次交易，哪怕世界上沒有查克拉。

你現(xiàn)在腦海中是不是浮現(xiàn)出了三個(gè)字——“比特幣”？由于真正的區(qū)塊鏈和比特幣比我上述的模型復(fù)雜太多，細(xì)節(jié)也豐富太多，因此以下還是以查克拉舉例，畢竟本文是Blockchain for Babies.（笑）

03

假設(shè)過了很長一段時(shí)間，我憑空創(chuàng)造的查克拉已經(jīng)在這個(gè)系統(tǒng)中流通了起來，大家都開始認(rèn)可了查克拉。但是這個(gè)系統(tǒng)中一共就只有10個(gè)查克拉，于是有人動(dòng)了壞心思，他在人群中高呼“我有10個(gè)查克拉！”怎么辦？大家是直接在本本上記下他有10個(gè)查克拉么，這樣不是人人都可以偽造查克拉了么？

為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，我決定在我創(chuàng)造查克拉的時(shí)候給我的查克拉打上標(biāo)記（更準(zhǔn)確地說，我是給我喊的那句“我創(chuàng)造了10個(gè)查克拉”打上標(biāo)記，比如標(biāo)記為001），這樣以后在每一筆交易的時(shí)候，我在高喊“我給了某某1個(gè)查克拉！”的時(shí)候，會(huì)附加上額外的一句話：“這1個(gè)查克拉的來源是記為001的那條記錄，我的這句話標(biāo)記為002！”。我們?cè)俪橄笠稽c(diǎn)，某人喊話的內(nèi)容的格式就變成了：“這句話編號(hào)xxx，上一句話的編號(hào)是yyy，我給了某某1個(gè)查克拉！”，這樣就解決了偽造的問題。其實(shí)上述模型就變成一個(gè)簡(jiǎn)化的中本聰?shù)谝话姹忍貛艆^(qū)塊鏈協(xié)議：

圖4：查克拉模型和中本聰?shù)谝话鎱^(qū)塊鏈協(xié)議對(duì)比圖

好了，看到這里你基本已經(jīng)能夠生動(dòng)形象又不涉及任何細(xì)節(jié)地向你的弱智室友解釋區(qū)塊鏈了。但是也許你的室友是一個(gè)有打破沙鍋問到底精神求是學(xué)子，因此你最好繼續(xù)準(zhǔn)好回答以下這幾個(gè)問題。

1. “憑啥？”

你室友可能會(huì)問：“憑啥你喊一句話我就幫你記？我的小本本不要錢么？”。為了激勵(lì)大家?guī)臀覀髟捄陀涃~，我決定給第一個(gè)聽到我喊話并且記錄在小本本上的人一些獎(jiǎng)勵(lì)：第一個(gè)聽到我喊話并記錄下來的人，你就憑空得到了1個(gè)查克拉，這個(gè)查克拉是整個(gè)系統(tǒng)對(duì)你幸苦記賬的報(bào)酬，而你記錄了這句話之后，要馬上告訴其它人你已經(jīng)記錄好了，讓別人放棄繼