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区块链的颠覆力量之一:底层技术

[作者:刘兴亮    点击数:211    更新时间:2019年10月30日]

    从根本上来讲,区块链是一种数据存储技术,只是这种技术与曾经的存储模式有非常大的区别。在人类社会发展过程中,有很多种不同类型的信息存储方式。虽然随着社会的发展,我们越来越倾向于将信息存储与U盘、硬盘、云盘这类存储技术相关联,但是事实上,信息的存储从人类进入文明就开始了。

  有据可查的人类记录行为是结绳记事。为了记录部落的打猎收获和分配情况,人类祖先采用给绳子打结的方式来记录。这些记录行为贯穿人类社会的始终。后来的U盘、硬盘、云盘这类有形的存储模式,只是信息的一种载体,它们从本质上讲,与人类社会最早期记事的绳子、画壁画的岩石和后来改变世界面貌的纸张是一样的。

  在过去,人类记录水平的高低,很大程度上是由存储介质的能力决定的。比如我们采用纸张记录的时候,就很难记录数字化信息,直到磁盘介质开始进入存储领域的时候,人们才真正地获得数字信息存储和处理的能力。这也是大部分人对于信息存储的认识都会不自觉地向存储介质方面倾斜的原因。

  但是区块链的出现则打破了以往的规则。区块链从本质上讲,并没有改变我们信息存储的介质。就信息存储的载体而言,区块链使用的依然是数字时代的存储介质。但我们依然把区块链技术看作是信息时代的一种技术革新,而这种革新,最主要是体现在信息存储模式上。区块链是由分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法,智能合约等计算机技术的新型应用模式。

  区块链的本质是用一种链式结构连接多个数据区块。是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了前一批次信息,用于验证其信息的有效性(防伪)和生成下一个区块。

  数据区块本身可以理解为一种信息的集合。区块可能是几个数字,也可能是几个文字,这些数据区块是最重要的,因为它们可能代表不同的意义。比如,这几个数字可能是你的银行卡密码,那几个文字可能是某个重要岗位即将任命的人员名单。

  当然,如果这些信息区块失去了特定的作用环境,也就不存在意义了。而这些作用环境信息又被拆解为无数个不同的数据区块。就像银行卡的密码,如果不是与某个人的银行卡相联系,这些数字就没有意义了。而银行卡的账户信息又是一串数据区块,账户信息内的货币又是一堆的区块信息。

  每一个区块信息单独拿出来可能都没有意义,但是如果用一种方式把这些数据区块组合起来,就有了意义。那么,这种把一个完整的信息切分成多个数据区块、并形成这样一种组合起来才存在意义的方式,就是链式的区块信息保存技术。这种信息保存方式本身并不新鲜,比如我们最熟悉的电脑硬盘,其实就是用这种块状的模式来存储信息的。

  区块链到底有什么不同呢?其本质是存储的模式不同。传统的信息存储方式是中心节点的方式。也就是说,关键的、核心的信息是存储在某一台电脑主机上的,信息的所有区块组合都放在一起,而把它们串起来的数据链条也存在于这台电脑中。一旦这台电脑被人窃取,所有的数据也就丢失了。

  而区块链用了一个不一样的逻辑来解决这个问题。区块链的底层其实是一个拥有数量巨大但有限个解的数学公式。例如,我们可以把区块链理解为这样一个公式:(X+Y)×3=123

  为了让这个逻辑简单一点,我们假设X与Y都是正整数,那么我们知道,会有有限组的数字组合能够让这个公式成立。那么我们认为其中每一组X与Y的解,就是一组存储密码。这个数学公式拆分成几个数据区块,可能包括一个解答的区块123,一个计算规则的区块乘号,一个乘数3,以及有限个解。

  这样,计算规则是不确定的,数据也是不确定的,将这些数据分散放到不同的电脑中,即所有的「X」「Y」「123」「3」分布在不同的电脑中。

  我们需要一个公共的计算共识,假设定义一个公共共识是「=」。如果我们将「X」作为我们想要储存的信息,那么对于「X」就可能有很多种不同的「Y」对应。如果我们不知道某个特定的Y,就无法知道对应的X。

  而知道某个特定的Y的时候,掌握这个信息的人就能得到X。假如我们的X与Y接近无限个,那么没有得到Y的人永远无法知道X是什么,这种模式保证了数据X的安全。

  这是一种相对好理解的方式,而真正的区块链中则是针对乘号来运算的。也就是我们将数字组合X和Y作为数据区块存储起来,但是运算规则是我们的解密条件,这种情况下,每一种运算模式就代表了一种数据含义。

  这就让我们摆脱了集中式数据存储的风险,让我们能够随意地把数据区块存储在不同的位置上,而我们自己掌握运算规则。结合具体的应用模式,就可以获得各种各样的区块链应用场景。基于这样的结果,我们就得到了区块链匿名性、自治性、开放性、去中心化的特点。

  匿名性最好理解。因为我们看到信息区块的时候,只能看到信息,并不知道信息的储存者。同样,由于存储的分布性,当信息被提取的时候,别人也不知道信息被什么人提取。这保证了信息基本的匿名特征。

  自治性与匿名性一脉相承。由于信息的存储与提取都是绝对自由的,人们相互之间也就不存在管理关系,信息与人的关系简化为人与存储信息的机器的关系。人们不需要考虑各种限制条件或复杂的保密协议,只要把自己的秘钥输入机器,就可以得到结果。

  开放性则是前面两个特点带来的应用结果。因为人们不用再担心数据的管理责任与安全的问题,因此也就不用再担心存储的客观性,只需要担心存储的正确性,因此就可以更加简单地存放信息。

  去中心化是区块链的基础特征,所有的其他特性都是基于这个特点形成的,而这带来了极大的信息安全性。如果一个人想要篡改某个数据,就需要找到分布在所有存储介质中的可能相关的信息,同时再修改运算规则,而这几乎就是对全世界所有数据进行一次筛选,不可能完成。正是这样的技术特点,让区块链为我们的信息存储带来了新的模式。这也正是区块链可能带给各个行业的最有价值的应用。


 
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