關于區塊鏈技術的研究與分析

鄧上煜 魏周思宇 吳鵬程

摘要：區塊鏈是當前互聯網火熱的一種技術，在互聯網發展越來越蓬勃的年代，人與人之間的信息傳遞方式幾乎被徹底改變。而區塊鏈作為一種新型互聯網構造信任的“機器”，具有“去中心化”的特點，將很有可能改變當前互聯網靠信譽，靠權威機構認證，靠最高權限部門記錄數據的中心化的“信任關系”。同時區塊鏈技術還具有很高安全性等優點，將可能成為又一場技術革命。

關鍵詞：去中心化；安全性；“信任關系”

1 區塊鏈技術介紹

1.1 區塊鏈是什么

它是一個數據存儲計算系統，能在上面進行計算。同時基于互聯網的分布式，由很多節點組成。也就是說，區塊鏈是在互聯網分布式下的數據計算和存儲系統。可以理解為公共數據庫。

1.2 區塊鏈技術原理

1.2.1 鏈式規則

在區塊鏈中在區塊鏈中，每個區塊都包含有：數據、當前區塊的哈希值和前一個區塊的哈希值。根據區塊鏈類型不同而存儲不同類型的數據。每個區塊都包含當前區塊哈希值和之前一個區塊的哈希值，這讓區塊之間存在了鏈式結構。在這種鏈式結構中，后面區塊指向前一個區塊，而第一個區塊則沒有指向我們稱它為創世區塊。在這一級一級的指向性結構中，如果中間某個區塊發生了改變，會導致后面所有節點的區塊發生改變，因此，當有人要加入新節點或是篡改數據時則必須重新計算所有區塊的哈希值，這也叫做工作量證明。

1.2.2 去中心化

區塊鏈使用P2P對等網絡，其點對點的傳輸技術，是區塊鏈脫離中心化服務器控制，形成公共賬本存在的基礎。在此網絡中，沒有中央服務器。當有人加入進網絡時，他將得到完整的區塊鏈副本，這個副本可以用來驗證區塊鏈是否正常有序。

2 區塊鏈的應用

2.1 區塊鏈的特點

2.1.1 作弊成本高的共識機制

區塊鏈是分布式賬本沒有中心結構，因此需要一種共識機制來代替中心結構承擔決議者的作用，即共識算法。常見的共識算法有：POW，POS，DPOS，PBFT等，不同的區塊鏈基于不同的共識機制。

舉例說明：在基于POW的區塊鏈中，當有新的區塊加入進來時，新的區塊會被發給網絡中所有的節點，每個節點用戶都可以利用共識算法來驗證當前區塊是否正常，如果這是一個正常的區塊，用戶節點會將這個區塊加入到自己的區塊鏈副本中，當網絡中超過50%節點加入了該區塊，該區塊才能在整個網絡中有效存在，如果想加入一個異常區塊，則必須控制區塊鏈中50%以上的用戶節點并且獲得足夠的工作量證明。這幾乎是不可能的。

2.1.2 存在于互聯網，向所有用戶公開

區塊鏈是去中心化的，在鏈中每個節點都擁有整條鏈的完整數據，所有的信息都向用戶完全公開。

2.1.3 很安全的加密技術

區塊鏈使用了哈希值作為區塊數據和身份認證的密碼。哈希值是根據區塊數據通過特定計算公式生成的一串絕不重復且不規則的字符串，一旦數據改變則哈希值改變，并且哈希值不能逆推數據。區塊鏈根據哈希算法生成公匙和私匙用于身份驗證，公匙作為用戶地址，私匙由用戶私人持有，身份驗證需公匙私匙同時具備。

2.2 區塊鏈的發展應用

區塊鏈是一種全新的安全性高，去中心化的經濟體系，它具有安全程度高，自由，公平的優點。中心化結構有中心組織的開發團隊和運營團隊，同時也擁有最大的盈利然由他們維持并推動這個經濟體系發展。但在這種沒有中心結構的經濟體系中，它怎么運營、怎么推廣、技術怎么迭代？其實它也有一套經濟體系在運行。首先是眾籌資金，拿到資金后做產品開發，上線之后發行token（價值交換的媒介），然后上線挖礦，由礦工負責整個網絡的運營計算工作，挖礦獎勵可以去交易所變現，有了錢之后就可以運營推廣，之后產品又有了新的生命力，進行更新迭代。每一個環節組成一個命運共同體，共同進化，它是自我循環的；技術歸屬于所有人，依托于區塊鏈而不是某個組織。當然這個體系還不是很完善，區塊鏈仍處于一個探索發展的階段。不過從結構體系角度方面講，這是一個技術與商業的完美結合。

3 區塊鏈利弊分析

3.1 缺點

區塊鏈是一種全新的結構體系，有很多優點，但也有一些不足：

3.1.1 性能方面問題

去中心化結構無可避免的達不到中心化結構的性能。主要原因在于，區塊鏈采用的是分布式賬本的技術，其運算結果都必須同步到每一個節點上才算達成了共識。這就好比一群人做決定，必須經過討論才能達成共識，和一個人做決定的速度相比，前者一定會比后者慢。舉個很簡單的例子：微信如果能保證每個用戶的隱私安全但是用戶使用軟件時的每一步操作都要多等個十幾秒你能接受嗎？

3.1.2 更新難度問題

在區塊鏈中所有的公鏈都是開源項目。一般人若想成為節點，必須下載其開源軟件才能參與網絡并共同維護賬本，每個人都運行一樣的軟件，才能讓節點間的賬本能夠同步，它是分散式的系統，即便開發者想更新軟件，也得網絡上的節點都買單才行，這就加了其更新的難度。

3.2 區塊鏈是否有發展價值

總的來說，區塊鏈的去中心化結構也不是完全有利無害的，和去中心化結構相比，兩者各有適用場景，不可以說誰能完全勝過誰。生存規則依附于生存結構，在當前基本上都是中心化的社會結構中，如果出現很完善的去中心化的結構，將兩者合理使用于各自適用的場景則可以使社會或者網絡環境的結構與規則更“兼容”的效果，所以區塊鏈這種標準去中心化結構對于社會發展有很大積極效應，繼續發展完善區塊鏈技術是社會很有必要進行下去的一個發展方向，迎接兩種結構同時存在，更加兼容更加美好社會，讓我們拭目以待吧。

作者簡介：第一作者鄧上煜（1998），男，漢族，四川簡陽人，大專，四川大學錦城學院學生，研究方向：互聯網應用。

*通訊作者：第二作者魏周思宇（1993），女，漢族，四川內江人，本科，四川大學錦城學院輔導員，研究方向：公共管理。