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区块链技术应用的本质:不得不诚信

分权制衡理论与实务 2019-02-10 12:48

  一、从区块链技术原理分析其本质

  工业和信息化部“信息化和软件服务业司”在《2016中国区块链技术和应用发展白皮书》中对“区块链”是这样定义的:“狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以最成熟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帐本。广义来讲,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的一种全新的分布式基础架构与计算范式。”

  这里面的关键术语:分布式数据存储、链式数据结构、点对点传输、加密算法、共识机制、智能合约这是区块链技术的六大重要构成,没有这些技术的综合,也就难以称作区块链技术。

  当然,要使区块链技术得以运行应用,还需要其它软硬件的构成;如基础设施、基础组件、接口、应用、操作运维和系统管理;但这些在非区块链的互联网技术中也普遍得应用。而上述六大部分,使区块链技术显明地区别于其它互联网应用技术。也正是这些重要的技术构成,使得区块链技术的应用为打造不得不诚信的社会生产关系并创造良好的社会经济效益提供了可落地应用的抓手工具。

  1,分布式数据存储分布式是指不依赖于中心服务器(集群)、利用广为分散的计算机资源进行计算的模式。账本(分布式账户)负责区块链系统的信息存储,包括收集交易数据,生成数据区块,对本地数据进行合法性校验,以及将校验通过的区块加到链上。账本层将上一个区块的签名嵌入到下一个区块中组成块链式数据结构,使数据完整性和真实性得到保障,这正是区块链系统防篡改、可追溯特性的来源。典型的区块链系统数据账本设计,采用了一种按时间顺序存储的块链式数据结构。

  下图展示中心式和分布式两种不同的存储架构样式。显然,在分布式储存架构中,不存在非得储存并提取数据信息的一个中心服务器,信息可以同时存储在多个对等节点中;这使得每个节点要删除或修改其它节点的数据信息变得不大可能,尤其是要删除或修改过半数链内节点的数据信息极不可能,也使它删除或修改本节点的信息来掩盖真相失去了意义;这就使得信息的存储行为严谨认真并确保其真实完整。

   

2,链式数据结构如下图所示,一个区块分为两大部分:.区块头和区块体。区块头里面存储着区块的头信息,包含上一个区块的哈希值(PreHash),本区块体的哈希值(Hash),以及时间戳(TimeStamp)等等。区块体存储着这个区块的详细数据(Data),这个数据包含若干行记录,可以是交易信息,也可以是其他某种信息。区块与Hash是一一对应的,Hash可以当做是区块的唯一标识。

  一旦有人计算出区块链最新数据信息的哈希值,相当于对最新的交易记录进行打包,新的区块会被创建出来,衔接在区块链的末尾。新区块头的Hash就是刚刚计算出的哈希值,PreHash等于上一个区块的Hash。区块体的Data存储的是打包前的交易记录,这部分数据信息已经变得不可修改。这就使得区块链成为一个链状结构;也使得信息不可篡改而又可以溯源;并确保数据信息的存储上链行为严谨认真,并确保其真实可信。

  

   3,点对点传输:(peer-to-peer, 简称P2P)又称对等互联网络技术,依赖网络中参与者的计算能力和带宽,而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上;这和分布式储存是对应的。点对点传输与中心服务器传输的示意图如下所示。

  P2P网络的分布特性通过在多节点上复制数据,并且在纯P2P网络中,节点不需要依靠一个中心索引服务器来发现数据。在后一种情况下,系统也不会出现单点崩溃;从而增加了防故障的健壮性。这种数据信息传输方式也就能够实现去中心化服务器的目标。

   

  4,加密算法:经过密码专家及科研人员的多年努力,科学的加密算法被发明出了许多种;系统介绍加密算法的加密学也成为了学科;从对称加密算法也发展到了非对称加密算法,出现了散列(哈希)算法、非对称加密算法RSA、ECC为椭圆曲线密码学.......

  目前加密学已经在为达到量子计算机都难以破解程度而研发。它能确保数据信息是安全的,为使上链经济组织和个人都不得不诚信。 

  

  5,共识机制共识,简单理解就是指大家都达成一致的意思。在现实生活中,有很多需要达成共识的场景,比如开会讨论,双方或多方签订一份合作协议等。而在区块链系统中,每个节点必须要做的事情就是让自己的账本跟其他节点的账本保持一致。

  如果是在传统的软件结构中,这几乎就不是问题,因为有一个中心服务器存在,也就是所谓的主库,其他的从库向主库看齐就行了。

  但由于区块链是一个分布式的对等网络结构,在这个结构中没有哪个节点是“老大”,因此一切都要商量着来。所以在区块链系统中,如何让每个节点通过一个规则将各自的数据保持一致是一个很核心的问题,这个问题的解决方案就是制定一套共识算法,建立一套共识机制。

  共识机制负责协调保证全网各节点数据记录一致性。区块链系统中的数据由所有节点独立存储,在共识机制的协调下,共识层同步各节点的账本,从而实现节点选举、数据一致性验证和数据同步控制等功能。数据同步和一致性协调使区块链系统具有信息透明、数据共享的特性。

  区块链成为一个难以攻破的、公开的不可篡改记录的去中心化诚实可信系统,要在尽可能短的时间内做到分布式数据记录的安全、明确及不可逆,提供一个最坚实且去绝对中心化的系统,就得依靠共识机制实现上述目标,共识机制可以保证最新区块被准确添加至区块链,为区块链平台真正的去中心化提供了保障,以充分确保区块链参与者各方的对等权益。

  共识机制是通过计算机语言来形成的,这种算法称作共识算法。根据共识算法采取的策略,可以被分为两大类,即概率一致性算法和绝对一致性算法。

  目前被区块链项目广泛采用的算法有工作量证明(PoW)、权益证明(PoS)、股份授权证明(DPoS)、实用拜占庭容错(PBFT)等, 另外一些项目则采用2种算法的混合算法,如PoW PoS、DPoS PBFT等, 此外还有燃烧证明(PoB,Proof of Burn)、沉淀证明(PoD,Proof of Deposit)、能力证明(PoC,Proof of Capacity)、消逝时间证明(PoET,Proof of ELApsed Time)等尚不成熟的算法。

  但这些还都存在形成中心化控制的风险;目前也有在研发分权制衡共识机制及其算法。 

  

  

  6,智能合约是一套以数字形式定义的承诺,承诺控制着数字资产并包含了合约参与者约定的权利和义务,由计算机系统自动执行

  智能合约是一种特殊协议,旨在提供、验证及执行合约。具体来说,智能合约允许在不需要第三方的情况下,执行可追溯、不可逆转和安全的交易。智能合约包含了有关交易的所有信息,只有在满足要求后才会执行结果操作。智能合约和传统纸质合约的区别在于智能合约是由计算机生成的。因此,代码本身解释了参与方的相关义务。

  事实上,智能合约的参与方通常是互联网上的陌生人,受制于有约束力的数字化协议。本质上,智能合约是一个数字合约,除非满足要求,否则不会产生结果。

  早在1995年智能合约由跨领域法律学者尼克萨博提出来的,几乎是与互联网同时出现;他定义智能合约是“一套以数字形式定义的承诺,包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。”不过,在区块链技术出现之前,这只能是一种设想。因为缺乏能够支持可编程合约的数字系统和技术。

  区块链技术的出现解决了该问题,不仅可以支持可编程合约,而且具有去中心化、不可篡改、过程透明可追踪等优点,天然适合于智能合约。

    首先,在区块链生态环境下,任何独立的一方都无法控制智能合约的执行过程。分布式的特性保证所有参与方都必须反复检查合约的执行正确性,任何与预定义规则不合的行为都会被其他参与者禁止。此外,区块链会同时在所有机器上模拟合约的运行,通过互相比较执行结果,来保证结果的真实性。只有当他们认同结果后,才会认可合约操作并真正的执行。由于机器是被不同组织掌握的,没有人可以作弊。

    其次,通过将智能合约直接存储到区块链上,就可以保证合约程序一旦被篡改,能很快的被发现,从而屏蔽掉被恶意篡改的代码,有力的保证了业务的安全性。

    再次,大量的合约都是经济利益相关的。区块链实现了货币的数字化,为合约中大量出现的资金交易提供了天然的途径。同时,通过将数字货币和合约执行的资源建立联系,可以有效防止恶意代码的运行。

  最后,随着区块链平台的发展,智能合约可以进行任意计算,从而可以支撑更为复杂的业务。计算过程也是在网络上开放的,保证了其透明性以方便监管。

  因此,完全可以说,智能合约是区块链技术一个很重要的特性;智能合约的部署将使得上链的经济组织和个人不得不确保并承认事件的真实。 

  

  综上所述,由分布式数据存储、链式数据结构、点对点传输、加密算法、共识机制、智能合约共同构成的区块链技术使得上链经济组织和个体不得不诚信、并以此为基础而逐渐促成社会普遍诚信。

  当然,这里面重要的步骤就是这些经济组织及个人要能够将其数据信息乃至行为纳入区块链体系中,使得相关经济信息及经济行为在链上运行,从而让区块链体系中各节点操作者可以对链上信息与行为进行研判分析而准确客观地做出评判并决策交易;这种交易可以不再需要经由第三方或其它多方的担保保证增信,从而大大提升经济行为效率、降低交易成本及创造效果明显的增量财富。

  

二、机制逼迫下的不得不诚信才会有社会普遍的自觉诚信

   在缺乏一套能够确保参与者必须诚信的科学机制的社会中,一方面对于诚信缺失风险的担忧而阻碍了本可以形成的交易,另外一方面为了使交易能够进行,而不得不借助第三方或其它多方的担保保证或抵押,或者投入大量的人力物力进行核查;这都大大增加了交易的成本、降低乃至大幅度消减了交易成功的效率;自然是极不利于社会经济的发展;也会破坏社会的稳定、降低政府运作的有效性、导致国家形象受损,国际地位下降。

  而普遍的诚信则可大幅度降低社会交易成本以及大幅度提升社会经济效益。因此,中国政府也反复强调,要“把诚信建设摆在突出位置,大力推进政务诚信、商务诚信、社会诚信和司法公信建设,抓紧建立健全覆盖全社会的征信系统,加大对失信行为惩戒力度,在全社会广泛形成守信光荣、失信可耻的氛围。”

  认识到了并不意味着能够实现,在缺乏整套确保不得不诚信的科学机制状态下,从事征信工作的那些人都难免失信,又如何确保构建成功覆盖全社会守信光荣、失信可耻的氛围呢?

  基于物质世界及人类社会的规律,要构建诚信社会,仅通过说教及法规纪律是远远不够的,还得需要不依赖于人为主观、机器可以自动执行的硬约束机制来造就,从上面的分析可知,区块链这样的科学技术,就是能实现这个目标的硬约束机制,使上链之行为及其数据信息“不得不老实真实”、“不得不诚信”。只有机制逼迫下的普遍的“不得不诚信”才会有普遍的“自觉诚信”。  

  因此,接下来关键的问题是如何让各经济组织及个人能够部署区块链并上链使用链?只有“链满天下”“万众上链”,才会有在区块链技术的广泛而深入地应用中促成诚信社会的构建。

  区块链技术的布道与开拓者探索实践出了非许可的公链与许可联盟链的区块链技术的应用方式,并结合中国的国情,最终出现了不少可商业落地使用的许可联盟链。

  联盟链相对于公有链来说,治理更有规可循,且更容易达成共识,甚至有些故障可以迅速通过人工干预来修复。

  尽管还不能做到对绝对中心化的消除,但基于区块链技术中加密算法、共识机制以及分布式数据存储结构、智能化合约等等的要求,只要参与到区块链技术应用的各个机构,就会不得不遵循一种基于共同利益追求目标下的运行规则,从而使得即便处于相对绝对地位的领导者也会对其追随者做出的承诺负起应有的责任来;而不再像区块链技术改造之前那样鉴于追随者也无确切的证据而可以“翻手为去覆手为雨”,甚至可以轻而易举地寻找替罪羊推卸责任。

  而基于区块链技术的应用,处于相对绝对地位的领导者也能够对其追随者的忠诚透明做出更为精准的判断,从而较方便地鉴别出那些阳奉阴违、口蜜腹剑、偷梁换柱、弄虚作假者。显然,对于相对“绝对最高地位”的领导者,区块链技术的应用将会是极为高效有力地领导和管理下属的工具,使系统内围绕着共识而大大地减少内部耗散并更富效率地实现目标。

  尤其是对处于相对“绝对最高地位”的领导者倘若恪守奉公为民理念,基于与参与节点形成相互坦诚共同实现理想愿景的宗旨,通过区块链技术的全面深入应用将确保所言所论不会流于形式而有了可使各方确定的实现机制保障。

  总之,区块链技术能够改善联盟体系的各参与单位的效率、优化各参与单位之间的合作关系并带来良好的效益提升,就为区块链技术的广泛深入全面的应用提供了完全具备操作现实性的锲入通道,也为与具有中国特色的国情紧密结合提供了各方均可接受的灵活弹性选择空间;也由此可以开启中国通过全方位推进布局区块链之联盟链的方式,依照帕累托改进原则来展开区块链技术应用的新征程,从而有可能实现“链满天下”“万众上链”的社会形态,打造出一个普遍诚信的社会。

  

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