希望通過本篇文章，能夠幫助產(chǎn)品經(jīng)理對區(qū)塊鏈技術(shù)有所了解。

最近一年，我一直在關(guān)注基于區(qū)塊鏈技術(shù)的加密數(shù)字貨幣——比如「比特幣」、「以太坊」等，并且我認(rèn)為雖然「加密數(shù)字貨幣」可能因?yàn)闀{（各國）央行的地位而無法發(fā)揮更大的作用，但是其底層的支持技術(shù)（區(qū)塊鏈）可能會改變互聯(lián)網(wǎng)的形態(tài)（至少對于互金領(lǐng)域來說）。

所以一年來我一直在和我司的程序員小哥摸索學(xué)習(xí)區(qū)塊鏈技術(shù)，我將在之后的文章里逐步整理和分享基于「以太坊」（Ethereum）的私有區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)智能合約的筆記。

但是我想說的是，這并不是一個(gè)給程序員小哥來看的開發(fā)文章，而是希望能夠讓一個(gè)產(chǎn)品經(jīng)理對區(qū)塊鏈技術(shù)有所了解。因?yàn)檫@個(gè)系列不會特別深入的去將其中的編程原理，更多是一些基礎(chǔ)性的概念。

什么是區(qū)塊鏈？

說到區(qū)塊鏈，我們一般都會想到以「比特幣」為代表的加密數(shù)字貨幣。所以我們就通過「比特幣」網(wǎng)絡(luò)是如何工作的來理解區(qū)塊鏈。

就目前的金融情況而言，我們?nèi)绻M(jìn)行轉(zhuǎn)賬需要找到一個(gè)可以信任的第三方（比如銀行或第三方支付公司），由這些可信任的第三方來確保交易的有效性，但可信任第三方的存在在一定程度上增加了交易的成本。而基于加密數(shù)字貨幣可以在交易中摒棄可信任的第三方，讓任意兩人直接的交易成為可能。

比特幣交易如何進(jìn)行

有一個(gè)很著名的 Alice 與 Bob 的轉(zhuǎn)賬故事來講清楚比特幣交易的運(yùn)轉(zhuǎn)過程，我就將其簡化一下，注意斜體字部分：

1. Alice 想將一些錢（假設(shè)是1 btc）轉(zhuǎn)賬給 Bob。
2. Alice 通過基于 P2P 技術(shù)（這里的 P2P 可不是網(wǎng)絡(luò)借貸，而是點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，就是快播用的那個(gè)技術(shù)）的比特幣網(wǎng)絡(luò)向 Bob 發(fā)起比特幣轉(zhuǎn)賬。這里他們必須想網(wǎng)絡(luò)提供基于密碼學(xué)（非對稱加密算法）的加密證明（也就是密鑰）來證明他們的身份。
3. Alice 與 Bob 的交易記錄會被記錄在一個(gè)「區(qū)塊」（「block」）中，并且這個(gè)「區(qū)塊」會被通知給比特幣網(wǎng)絡(luò)中其它的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)。
4. 在比特幣網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算一個(gè)「難計(jì)算、易驗(yàn)證」的數(shù)學(xué)問題來完成驗(yàn)證。節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證的動機(jī)是因?yàn)檗D(zhuǎn)賬手續(xù)費(fèi)以及在驗(yàn)證過程中新產(chǎn)生的比特幣作為找到新塊的獎(jiǎng)勵(lì)。在比特幣網(wǎng)絡(luò)中，塊的驗(yàn)證被稱為「挖礦」。
5. 比特幣網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都將會保留之前驗(yàn)證過的所有這些交易的賬本副本（分布式記賬）：同周期內(nèi)的交易組成「區(qū)塊」，按照時(shí)間順序區(qū)塊會連成鏈，即「區(qū)塊鏈」，從而形成「交易」——>「區(qū)塊」——>「區(qū)塊鏈」的三層結(jié)構(gòu)。
6. 一旦網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)節(jié)點(diǎn)解決了之前提到的「難計(jì)算、易驗(yàn)證」的數(shù)學(xué)問題，交易即被確認(rèn)。新得到的確認(rèn)的「區(qū)塊」就會被解決問題的節(jié)點(diǎn)添加到這個(gè)區(qū)塊鏈中，并向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)廣播。
7. 接下來，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)將驗(yàn)證解決問題的節(jié)點(diǎn)的廣播（數(shù)學(xué)問題），并達(dá)成共識，即交易成功，并且各節(jié)點(diǎn)都已經(jīng)收到。一旦達(dá)成共識，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都將更新各自的交易記錄副本。
8. 這時(shí)候，區(qū)塊鏈的特性開始展現(xiàn)，因?yàn)椤纲~本副本」會存在于網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，理論上任何記錄都是
   公開的、不可修改的。試圖偽造的交易將無法通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)證,其形成的「區(qū)塊」將被舍棄。
9. 當(dāng)完成以上所有步驟后，Alice 的比特幣賬戶余額將減少1 btc，Bob 的余額中講增加 1 btc.

上邊說到了幾個(gè)詞語，需要解釋一下：

點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)（P2P 網(wǎng)絡(luò)）

P2P 網(wǎng)絡(luò)并不是一個(gè)新出現(xiàn)的技術(shù)，又叫「對等網(wǎng)絡(luò)」。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，沒有中心服務(wù)器，依托用戶群交換信息。每個(gè)參與者的地位處于平等地位，并沒有主從之分。每個(gè)參與者既是服務(wù)的提供者（server）,也是服務(wù)的獲取這（client）。和我們生活最貼近的就是媒體播放了。下圖為 P2P 網(wǎng)絡(luò)示意圖：

非對稱加密算法與加密證明

我們都說比特幣是匿名的，但是按照上文提到「比特幣交易步驟」，還是需要去證明他們的身份，那么是如何確?！改涿浴沟哪?？

在比特幣網(wǎng)絡(luò)中，身份（錢包地址）并不是和姓名或者其它的信息對應(yīng)的，身份（錢包地址）只簡單關(guān)聯(lián)一個(gè)根據(jù)「非對稱加密算法」來隨機(jī)生成的公有/私有密鑰(key)。錢包里的錢屬于掌握這個(gè)私有密鑰（key）并可以使用私有密鑰（key） 來確認(rèn)交易的人。使用私有密鑰（key） 來確認(rèn)交易同樣不需要姓名或者其他的信息。
一個(gè)比特幣錢包地址就是一個(gè)公鑰Key，它是一串由數(shù)字和字母組成的「亂碼」，比如1A2SH4r5z1gufQw7cj9aLunWhYRyTDbRFW

這就要說到「非對稱加密算法」，如果直接搬 Wikipedia 上的講解會比較枯燥，我們接著舉栗子：我用化名寫了一本書，這本書非常受歡迎?，F(xiàn)在有個(gè)人冒充我，自稱他是真的「張小璋」，我們叫他「小璋 A」所有的東西都是他寫的。那我應(yīng)該如何來證明呢？

這時(shí)我們就可以采用「非對稱加密算法」來幫助我們解決這個(gè)問題：在書籍出版前我利用非對稱加密技術(shù)生成了一個(gè)密鑰對（公/私密鑰）并將公鑰聲明在書中，任何人都可以使用公鑰來加密我書中的任意一段文字。誰能將其解密就可以證明誰是這本書的作者。因?yàn)椤阜菍ΨQ加密算法」公鑰用來加密，但只有使用私鑰才能夠進(jìn)行解密。「小璋 A」無法對該段文字進(jìn)行解密，而我可以。這就證明了我是本書的作者，卻從未透露你的個(gè)人身份。當(dāng)然，如果我丟了私鑰或者「小璋 A」通過其他手段獲得了密鑰（比如威脅我交出密鑰）這不在我們的討論范圍了。

比特幣網(wǎng)絡(luò)并沒有限制每個(gè)節(jié)點(diǎn)生成「錢包地址」的數(shù)量，你可以盡情的生成足夠過的「錢包地址」從而實(shí)現(xiàn)身份匿名的。同時(shí)只需要確保正確的密鑰來確認(rèn)交易，既可以完成比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的驗(yàn)證。

什么是「區(qū)塊」

上文提到：區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是由「交易」——>「區(qū)塊」——>「區(qū)塊鏈」的三層結(jié)構(gòu)組成，每個(gè)添加到「區(qū)塊鏈」上的「區(qū)塊」都永久記錄了交易的數(shù)據(jù)。

每個(gè)區(qū)塊鏈都會包含以下內(nèi)容：

• 上一個(gè)區(qū)塊鏈的 hash 散列，既可以實(shí)現(xiàn)區(qū)塊的鏈連接也也可以防止篡改。畢竟理論上不同內(nèi)容但是出現(xiàn)同一 hash 散列值的可能性比外星人明天入侵地球還要小。
• 隨機(jī)數(shù)，即之前提到的「難計(jì)算、易驗(yàn)證」的數(shù)學(xué)問題的解。這個(gè)隨機(jī)數(shù)可以用來其它節(jié)點(diǎn)對交易進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)這個(gè)隨機(jī)數(shù)對于每一個(gè)區(qū)塊來說都是獨(dú)一無二的。
• 交易記錄和時(shí)間戳。

顯然，如果沒有「隨機(jī)數(shù)」或者「隨機(jī)數(shù)」被其它節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證是錯(cuò)誤的，新的區(qū)塊將不會被提交到「鏈」上，因此「挖礦」的過程本質(zhì)上是在「求數(shù)學(xué)解」的過程，目前這個(gè)過程一般為10分鐘。

共識機(jī)制及分布式記賬

先說「共識機(jī)制」，在比特幣網(wǎng)絡(luò)中采用的是 PoW 算法（即工作量證明），簡單來說就是多勞多得。節(jié)點(diǎn)（礦工）通過依賴專門的機(jī)器（礦機(jī)）來進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算獲得記賬權(quán)。誰解決了那個(gè)「難計(jì)算、易驗(yàn)證」的數(shù)學(xué)問題，誰就可以得到網(wǎng)絡(luò)上新產(chǎn)生的比特幣和 Alice 在轉(zhuǎn)賬過程中要付出的交易費(fèi)用。同時(shí)，獲得記賬權(quán)的節(jié)點(diǎn)會向網(wǎng)絡(luò)中其它的節(jié)點(diǎn)宣布新的區(qū)塊鏈（舊的區(qū)塊鏈加上新的區(qū)塊）的主張，網(wǎng)絡(luò)上其它的節(jié)點(diǎn)通過檢查這個(gè)主張（驗(yàn)證隨機(jī)數(shù)）來確認(rèn)其有效性。

確認(rèn)完成后（比如7個(gè)節(jié)點(diǎn)確認(rèn)，或者10個(gè)節(jié)點(diǎn)確認(rèn)），這個(gè)主張將會被同步到該網(wǎng)絡(luò)中所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，同時(shí)，該區(qū)塊鏈上的所有交易都可以追溯到第一個(gè)「創(chuàng)世」區(qū)塊。因此交易是不可篡改的（任何試圖篡改交易的行為會被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)檢測到并被因?yàn)轵?yàn)證失敗而被拋棄）。這也意味著區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)操作與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫操作不一樣：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫我們講的是「增刪改查」，但在區(qū)塊鏈上只有「增查」兩項(xiàng)，一旦數(shù)據(jù)記錄你將無法編輯（改）或者刪除這條數(shù)據(jù)。

好了，文字寫的也不少了，基本上包含了區(qū)塊鏈的基礎(chǔ)知識，如果你想更深入的了解，我推薦你讀一下中本聰關(guān)于比特幣機(jī)制的論文。（如果你讀到這里了，就不要問我中本聰是誰……O(∩_∩)O~）

#專欄作家#

張小璋，公眾號：張小璋的碎碎念（ID：SylvainZhang），人人都是產(chǎn)品經(jīng)理專欄作家。野蠻生長的產(chǎn)品經(jīng)理，專注于互聯(lián)網(wǎng)金融領(lǐng)域。

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