A16z 的加密科普:這50+詞彙你必須要學會

買賣虛擬貨幣

原文標題:《加密術語表:加密貨幣和區塊鏈》

原文作者: Alex Pruden和 Sonal Chokshi,A16z

編譯:白澤研究院

區塊鏈技術——以及它們啟用的加密貨幣——有可能像30 年前的網際網路那樣徹底地重塑世界。正如我們不需要了解 TCP/IP 是什麼或資料包路由如何工作以使用全球資訊網一樣,我們也不需要了解加密的所有細節來使用它或從中受益。

當我第一次愛上加密貨幣時,我還在美國陸軍特種部隊擔任綠色貝雷帽。我著迷於數學和博弈論可以構成新經濟基礎的想法,我渴望瞭解更多。但是,儘管本科生上過一些工程和數學課,但我確實沒有深厚的技術背景。我不知道從哪裡開始。我開始隨意地學習電腦科學、博弈論和密碼學。只有在我讀研究生期間,我才有機會將所有內容放在一起,並以結構化的方式向這些領域的一些領先專家學習。即使是現在,我仍然覺得自己不是一個真正的領域專家。

事實是,在一個像加密一樣快速發展的領域,沒有人是真正的專家。但是知道從哪裡開始可以幫助使任何人都更容易接受這個主題。為此,以下是該領域術語和關鍵概念的詞彙表——它涵蓋了密碼學和區塊鏈、智慧合約和應用程式、安全/隱私以及其他有用定義的基礎知識,我們希望所有這些都能激發更多人瞭解這個令人興奮的空間。

​基本密碼術語

密碼學

縱觀歷史,甚至在計算機出現之前,密碼和密碼就被用來隱藏資訊。這些技術的研究被稱為“密碼學”(來自希臘語“kryptos”,意為隱藏)。在網際網路時代,密碼學被用來保護計算機資訊——每秒流經網路和路由透過數百萬臺計算機的海量資料。沒有密碼學,就不可能以網際網路的速度進行資訊交換和商務。

如果兩個人想要安全地相互通訊,密碼學可以讓他們:

  1. 相互編碼和交換訊息,以便其他可能攔截訊息的人無法讀取它們(“隱私”);

  2. 確保他們收到的訊息在傳輸過程中沒有被篡改(“完整性”);

  3. 知道他們收到的訊息實際上是來自另一個人,而不是來自另一個闖入者(“真實性”)。

密碼學是安全通訊的同義詞,術語“密碼學”可以指資訊保安上下文中的密碼學。然而,最近,“加密”已成為加密貨幣和加密網路的非正式行業術語。

密碼網路

加密網路是一種設計和激勵基於網際網路的網路的全新方式。它們源於加密貨幣運動,但這些與以前基於網際網路的經濟之間的根本轉變是建立開放、去中心化的網路和協議。過去這種協議的一個例子是 SMTP,它支援電子郵件;儘管 Microsoft 擁有 Hotmail,Google 擁有 Gmail,但沒有一家公司擁有電子郵件啟用協議本身。因此,許多公司可以在其基礎上進行構建,而不會受到微軟和谷歌的專有阻止。這是開放網路的定義特徵。

然而,去中心化網路的一個經典挑戰是它們是公共產品。因此,激勵他們的維護和發展是具有挑戰性的。如果沒有中央實體(如谷歌或微軟)支援這一切,誰來構建、協調、管理和維護這些網路?這就是區塊鏈和加密貨幣的用武之地:前者支援分散協調,後者提供發展激勵。

從技術上講,加密網路是一個公共區塊鏈,由節點維護,位於對等網路上。它與私有區塊鏈或分散式賬本不同,因為它是無需許可的:任何人都可以參與網路,而不僅限於單個或預定義的組。

加密網路使用共識機制來建立一個經濟激勵的連鎖系統,以保護網路並防止雙重支出。正是這些經濟激勵,以及上面定義的一些基本密碼學和電腦科學概念,建立了一個冗餘的、容錯的系統,有力地保證了資料的永續性和分散式網路上程式的執行。

密碼雜湊函式

加密雜湊函式是確保數字應用程式中資料完整性的特殊程式。雜湊函式的輸出稱為“加密摘要”,是構建區塊鏈的基礎資料結構。

雜湊函式接受任意長度的輸入資料並返回一個固定長度的值。這個輸出值(有時稱為“摘要”或“標籤”)的計算方式是——

  • 確定性:相同的輸入總是導致相同的輸出;

  • 不可逆:輸出不顯示輸入資訊;

  • 抗碰撞:沒有兩個輸入應該導致相同的輸出。

這些屬性允許雜湊函式更有效地查詢資訊,但也很難逆向工程。這些函式——通常被認為是現代密碼學和區塊鏈的主力——用於檢查資料篡改。因此,它們非常適合去中心化的、無需許可的應用程式。

密碼摘要

雜湊函式的輸出稱為“密碼摘要”。加密摘要是一個唯一的、固定長度的標籤,代表單個資料。它用於檢測篡改,因為即使對雜湊函式的資料輸入進行微小更改也會導致完全不同的輸出。例如,托爾斯泰小說《戰爭與和平》的加密文摘將與同一本小說的加密文摘不同,只有一個拼寫錯誤的單詞。

由於這個特性,加密摘要非常適合不可變的記錄儲存。在區塊鏈中,這些摘要連結在一起以建立任何人都無法刪除、修改或以其他方式篡改的交易分類帳。因此,任何人都可以從任何一點重構區塊鏈並驗證其正確性。

防篡改分散式賬本

賬本是交易清單。這些交易不一定是付款;它們可以代表任何資產的轉讓,例如房地產契約或有息證券。

區塊鏈本質上是一個防篡改的分散式賬本。由於每個分類帳交易都是一個加密摘要,因此無法在不被檢測到的情況下更改條目。此外,透過對整個分類帳進行雜湊並將其轉換為加密摘要——就像區塊鏈一樣——任何交易的任何新增、更改或省略都將改變整個分類帳的加密摘要。因此,區塊鏈使參與者能夠以一種去中心化的方式相互審計。

公鑰和私鑰

在密碼學中,私鑰是一個秘密數字或程式碼。然後將一個特殊的數學函式應用於該私鑰,以匯出第二個值,即公鑰。這個值不必保密,因為公鑰沒有透露私鑰的任何資訊。

以此類推,公鑰是您房屋的地址,而私鑰是開啟前門的物理鑰匙。僅僅知道房子的地址並不能幫助您開啟前門。

為什麼這很重要?在區塊鏈網路中,公鑰是資產可以轉移到的地址。知道相應的秘密私鑰是花費這些資產的唯一方法,就像從支票賬戶中提取PIN碼一樣。但是使用公鑰/私鑰,您不需要信任銀行:您只需要信任經過充分驗證的加密系統的基礎數學,該系統已經保護了當今網際網路上價值數萬億美元的支付.

數字簽名

就像指紋一樣,數字簽名對單個人或實體來說是獨一無二的。這些簽名是從稱為公鑰/私鑰對的特殊數字對數學推匯出來的。公鑰上的簽名只能由相應私鑰的持有者建立。就像真正的簽名一樣,數字簽名應該讓接收者相信訊息是真實的。

一般區塊鏈概念

狀態

系統的“狀態”是該系統在給定時間點的快照。例如,“狀態”可能是指個人支票賬戶餘額;花費 20 美元后,帳戶的狀態應該代表他們新的減少的餘額。系統狀態通常由受信任的第三方維護,例如銀行或公司 Web 伺服器。

區塊鏈使去中心化網路能夠在節點之間保持共享狀態。它們允許每個單獨的節點與其他網路節點保持全域性狀態或共享“真相”,而無需依賴中心化方。

xx協議

協議是管理系統的一組規則或程式——無論該系統是計算機網路、市政廳會議還是棋盤遊戲。例如,在國際象棋中,各個棋手可能有自己的策略——但每個棋子在棋盤上的移動方式是由國際象棋規則(或協議)決定的。

在網路中,協議是由同一網路上的多臺計算機執行的通用程式。這些網路協議管理資訊的傳輸和處理以及相互連線但獨立的裝置之間的程式執行。例如,TCP(傳輸控制協議)代表了一種基本協議,用於在資訊包透過 Internet 傳輸時管理資訊包,為全球資訊網、電子郵件、媒體流等應用程式提供支援。

在密碼網路中,最重要的協議是共識協議。這是每個網路參與者(或節點)遵循的協議,用於建立區塊鏈的單個共享狀態。在這種情況下,共識協議取代了中心化的記錄管理員或交易對手,從而實現了無需信任的點對點互動。

點對點(P2P)網路

在典型的集中式客戶端-伺服器網路中,資料由一類稱為“客戶端”(例如 PC 或行動電話)的計算機請求,並由另一類稱為伺服器的計算機“提供”。Facebook 是客戶端-伺服器網路模型的一個示例:Facebook 個人資料資料存在於 Facebook 伺服器上,並在使用者在手機上開啟應用程式時傳送給使用者。

這種中心輻射模型是一個高效但脆弱的系統,因為伺服器是一個“阻塞點”和集中的故障點。將其與點對點網路形成對比,其中的連線更像是“蜘蛛網”。在對等網路中,每個節點都在單一通訊協議下執行,以在它們之間傳輸資料;這種模型通常效率較低,但更具彈性,因為沒有單點故障。

也許對等網路最著名的例子就是網際網路本身。最初的網際網路稱為 ARPANET,是由美國國防部發明的,旨在確保國防通訊永遠不會中斷,即使在發生核戰爭的情況下也是如此。禁用單個 ARPANET 節點不會停止訊息流量;它們只是沿著不同的路徑路由到同一目的地。同樣,關閉區塊鏈網路上的單個節點,甚至多個節點也不會停止處理交易。

節點

節點是遵循網路協議參與網路的裝置。單個節點可以執行多種角色,例如快取資料、驗證資訊或將訊息轉發到其他節點。

根據網路的不同,每個節點可以有一個獨特的角色,或者多個節點可以共享一個角色。這種架構設計選擇反映了網路冗餘(一個節點發生故障時的覆蓋範圍)和效率之間的基本權衡。

拜占庭將軍的問題

任何分散式計算系統的基本挑戰之一是一組機器之間的協調,其中任何一個都可能是惡意的或出現故障的。

例如,假設一支拜占庭軍隊被分成幾個師,由將軍們在敵方城市周圍紮營。當其中一個或多個可能是試圖混淆其他人的“叛徒”時,這些將軍如何僅透過信使相互溝通以商定計劃?同樣,去中心化網路中的參與者如何在不依賴受信任第三方的情況下相互溝通和協調以採取某些行動?這就是拜占庭將軍問題。

由於區塊鏈網路假設參與者之間不存在信任,因此它們的底層共識協議必須以某種方式解決這個問題,以克服試圖顛覆系統的有缺陷或惡意的對手。

共識

共識協議類似於區塊鏈的作業系統。但是區塊鏈共識演算法是特殊的,因為它們定義瞭如何解決收到衝突資料的節點之間的爭議。

將共識演算法視為一個數字化、公正的法官,它聽取爭論的雙方以得出實際發生的“真相”。然後,該法官根據一組預先確定的法律或規則確定如何進行。這些規則必須考慮三個關鍵屬性:

  1. 活躍度,確保資料始終可以新增並且網路永遠不會“卡住”;

  2. 協議,網路中的所有節點最終都同意相同的值;和

  3. 安全,確保商定的值不會違反協議。

研究表明,真正分散式的、無需許可的網路不可能實現所有這三個特性。這意味著區塊鏈設計者在優先考慮什麼方面面臨權衡。旨在提高速度的共識演算法通常會限制網路參與者的數量,使其分散程度較低。另一方面,優先考慮去中心化和故障預防的協議往往速度較慢且效能較差。

權力下放

去中心化是指對給定網路的控制權(權力、資源分配等)分佈在大型、具有代表性的獨立參與者基礎上的程度。

在大多數系統中,效率和去中心化之間存在權衡,因為協調成本隨著參與者數量的增加而增加。然而,去中心化也提供了中心化系統無法比擬的冗餘和容錯能力。以民主為例,可以將其視為“分散”的政治體系。儘管美國民主制度有時效率低下且混亂不堪,但事實證明,它具有非凡的彈性。同樣,區塊鏈網路的效率絕對低於中心化資料庫,但提供了冗餘和抗審查的獨特屬性。

雙花問題

之前建立去中心化數字貨幣的努力失敗了,因為數字世界不存在“稀缺性”。位元可以無限複製——就像複製/貼上影象或文字行一樣容易。相比之下,一美元鈔票或金條具有物理稀缺性,因為所有者在購買商品或服務後並不實際擁有。

在比特幣出現之前,唯一已知的數字支付方式是使用集中記錄員(例如銀行或信用卡公司)來跟蹤每個人的賬戶餘額和交易。該實體還確保沒有人兩次花費相同的餘額,這複製了真實貨幣的物理稀缺性。

在區塊鏈中,沒有中央記錄員,所以解決雙花問題必須透過網路規則來解決。解決數字稀缺性問題的最初和最著名的解決方案是比特幣,它結合了經濟激勵系統來獎勵正確執行“工作量證明”以防止雙重支出的誠實參與者。

工作量證明

工作量證明展示了特定資源的使用。在現實世界中,最終的稀缺資源是時間,因此工作量證明可以是一個簡單的工作時間卡。在數字世界中,計算機“偽造”一張簡單的考勤卡是微不足道的。所以,我們需要一些其他的證據來證明一些計算資源被消耗了。

在 1800 年代,加利福尼亞的金礦工人按他們從地下實際開採的黃金按重量支付報酬。由於黃金稀缺,礦工為支付而帶來的黃金數量與他們為獲得黃金所付出的努力成正比。驗證黃金是真的也很容易;經理只需在開採時間的一小部分內稱重和檢查它。我們如何在去中心化的數字世界中複製這一點?一種解決方案是讓計算機解決具有以下要求的難題:

  • 拼圖的每個例項都應該是唯一的;解決以前的難題並不能幫助解決未來的難題(就像真正的礦工無法“重新提取”相同的黃金礦脈一樣)。

  • 這個謎題應該比較難解,但很容易驗證。

這類似於區塊鏈如何複製現實世界的物理稀缺性。然而,計算機必須解決一種特殊型別的數學問題(或數百萬個),而不是挖掘黃金,這至少需要一定的時間。

由於它與上面的類比相似,所以這個過程被稱為“挖礦”。當向區塊鏈提交一個區塊時,礦工必須提供這個數學問題的解決方案,以及他們想要包含在提議區塊中的交易。無效的解決方案(雖然很難計算但很容易檢查)會被網路中的其他礦工拒絕。這種機制鼓勵理性的礦工只提交有效的區塊,否則他們將浪費時間和精力。

區塊鏈

區塊鏈是一種防篡改分類賬,組織成一系列包含資料的連結“塊”。這些塊是根據一組特殊規則(稱為共識演算法)新增的。這使得物理計算機網路協同工作,形成一個單一的虛擬計算機。

區塊鏈不同於其他計算機網路,因為它們是無需許可的。只要遵循共識演算法,任何地方的任何計算機都可以成為這個更大的虛擬計算機的一部分。

在區塊鏈中,區塊本身可以被認為是計算機硬碟。共識演算法就像作業系統(如 Windows 或 MacOS)。對等網路就像在計算機的不同部分之間傳輸資料的矽半導體電路。

與傳統計算機不同,區塊鏈計算機可以提供強大的信任保證,植根於系統的密碼學和博弈論屬性。例如,使用者或開發人員可以相信,在區塊鏈計算機上執行的一段程式碼將繼續按設計執行,即使網路中的個別計算機試圖破壞系統。因此,區塊鏈計算機可以實現由社羣而非公司擁有和運營的非中介化、點對點互動和數字服務。

堵塞

一個塊就像一個包含“檔案”的資料夾。此資料夾的內容是在給定時間間隔內發生的交易(雜湊到加密摘要)。每個塊都包含一個將其連結到前一個塊的引用——因此稱為“區塊鏈”。

區塊由礦工或驗證者根據共識協議新增到加密網路上;他們檢查:

  • 確保餘額不會被重複使用;

  • 每個數字簽名與訊息的公鑰匹配;和

  • 包含的引用與先前新增的塊的雜湊匹配。

由於塊由加密摘要組成,因此事後無法在沒有檢測的情況下更改它們。因此,一旦新增到區塊鏈中,塊實際上是不可變的。

礦工

人們多次嘗試建立去中心化支付網路。它們從來沒有奏效,因為在 2008 年(比特幣白皮書出來時)之前,沒有已知的解決雙重支出問題的方法。區塊鏈網路的創新正在將經濟參與者引入系統。這個被稱為“礦工”的實體被假定為純粹追求利潤和自利。然而,所有礦工個人行為的總和實現了真正去中心化的價值網路:區塊鏈。

礦工是區塊鏈網路上的特殊節點,它們扮演兩個關鍵角色:

  1. 他們根據網路協議驗證交易以確保它們是有效的;並確保餘額不會被花費兩次,或者“重播”。

  2. 他們相互競爭以找到隨機工作量證明難題的解決方案,以換取以他們維護的分類賬的貨幣單位(例如比特幣、以太幣等)支付的網路獎勵。

在礦工之間建立競爭是一項關鍵突破,它使比特幣能夠在以前去中心化的點對點支付網路失敗的情況下取得成功。因為他們因遵循協議而獲得獎勵,所以礦工被激勵提供計算資源來保護整個系統。如果他們不這樣做,他們將支付放棄獎勵的“成本”。

加密貨幣

加密貨幣不僅僅是一種數字形式的價值。對於比特幣等無需許可的網路,它們是保持網路安全的博弈論和激勵機制的關鍵部分。

與傳統貨幣一樣,加密貨幣可以被視為系統內的記賬單位、價值儲存和交換媒介。以比特幣為例:

  1. 網路中“礦工”或驗證者的服務以比特幣計價和支付。

  2. 為了讓系統保持安全,這些礦工必須重視他們收到的比特幣,而不是他們利用網路獲得的價值。

  3. 比特幣可以以點對點的方式在網路各方之間進行本地交換。

加密貨幣與傳統支付系統的關鍵創新在於最後一部分:點對點。這意味著轉移在沒有受信任的第三方的情況下發生,就像“現金”一樣,只能以數字方式進行。

加密貨幣有多種形式,在區塊鏈網路上扮演著多種角色。有些是可以相互互換或“可替代的”,而另一些則代表一種獨特的、不可替代的資產。一些是計息投資資產,而另一些是授予執行特定服務權利的“工作代幣”。這些是最終靈活的金融資產,它們釋放了巨大的價值,並使傳統金融中無法實現的應用成為可能。

雜湊率

工作量證明謎題基於雜湊函式,是比特幣安全模型的基礎。由於“工作”是重複的雜湊函式,因此網路上每個礦工為解決這些函式而進行的組合計算稱為雜湊率。一般來說,對於給定的區塊鏈,更高的網路雜湊率對應於更高的安全級別。

比特幣的安全保證假設沒有礦工控制大部分雜湊率。如果他們這樣做,他們可以執行 51% 的攻擊。51% 攻擊就像是對區塊鏈的“惡意收購”。因為它們的雜湊率比網路其他部分的總和更高,攻擊者可以有效地重寫協議規則並雙花他們自己之前的交易。但即使在這種情況下,他們也不能花費其他使用者的資金,因為這些資金受到密碼學的保護。

ASIC(專用積體電路)

大多數積體電路——比如智慧手機和膝上型電腦中的 CPU——可以進行許多不同型別的計算。例如,他們在遊戲期間呈現網頁或處理使用者輸入。另一方面,ASIC(專用積體電路)只能進行一次計算。然而,它們的設計速度比 PC 或智慧手機快數千甚至數百萬倍。

在加密領域,最佳化用於計算雜湊函式的 ASIC 現在主導了工作量證明挖掘。這種活動越來越集中在少數大型專業公司中。加密社羣的一些成員對此表示不滿,認為這是中心化的來源。其他人則認為,由於 ASIC 不能重新用於其他任務,因此它們為礦工新增了“遊戲中的面板”並激勵他們誠實行事(即使他們可以這樣做)。

分叉

在軟體開發中,fork 是一個新的程式碼分支,它朝著自己的方向發展。通常,它也經常代表(在公司外部開發的開源軟體中)構建和維護原始程式碼的社羣中的分歧。

在加密中,分叉是節點之間的分歧。分歧可能在於正在執行什麼程式碼,或者區塊鏈中包含哪些塊。這種分歧導致區塊鏈分裂成兩條平行鏈。有兩種型別的叉子:

  • 軟分叉經常在軟體升級的協議發生。這種“軟”分叉不會導致網路永久分裂,更類似於網路遷移或升級。換句話說,網路上的節點保持相互相容。

  • 當出現硬分叉時,網路中的節點無法達成一致意見發生。在這種情況下,區塊鏈在最後達成一致時分裂為兩個或多個分支,一個分支上接受的新有效區塊將被另一個拒絕。

在硬分叉之前在原始區塊鏈上擁有餘額的使用者將在兩個“分支”上擁有完全相同的餘額。隨著時間的推移,每個分叉的相對價值決定了原始論點中誰是“正確的”。每個分叉的本地加密貨幣的市場價格是對其各自效用的經濟“投票”。價值應該流向使用者喜歡的分支。

創世區塊

創世塊是在區塊鏈上建立的第一個塊。對於比特幣,創世區塊是由其匿名建立者中本聰於 2009 年 1 月 3 日開採的。有趣的事實:比特幣創世區塊包含“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on the brink of第二次救助銀行”的短語,表明中本聰受到全球金融危機的推動。

創世塊引數為給定的區塊鏈網路設定規則。即使網路後來分叉,創世塊仍包含在所有分支的歷史記錄中。

智慧合約術語

智慧合約

智慧合約是在區塊鏈網路上執行的永續性計算機程式。與法律合同一樣,智慧合同是兩方或多方之間以自動執行的程式碼編寫的協議。智慧合約不同於普通的計算機程式,因為無論是誰初始化,程式的執行都是有保證的。此外,這些合約會持續存在(可能是無限期的),因為一旦儲存在區塊鏈上,資料實際上是永久的。

第二代區塊鏈(如以太坊)是為執行智慧合約而設計的。這是超越比特幣支援的簡單金融交易的一步演變,支援去中心化計算的通用平臺。因此,可以將允許通用智慧合約的區塊鏈網路視為“世界計算機”。

圖靈完備

這是現代計算機系統的一個特性,可以實現通用性,這意味著可以設想的任何程式都可以在該機器上執行。它以英國著名電腦科學家艾倫·圖靈的名字命名,他在二戰期間破解德國 Enigma 加密系統的工作奠定了現代計算機的基礎。

大多數現代程式語言都是圖靈完備的。以太坊是圖靈完備區塊鏈以及大多數其他智慧合約協議的一個例子。

可組合性

就像樂高積木可以以多種方式組合以構建新的東西一樣,可組合性使系統的各種元件能夠混合和匹配以建立新的系統和應用程式。

區塊鏈是可組合的,因為它們都是無需許可的和永久的。新增到網路中的每個附加智慧合約或應用程式都是開放的,可供希望構建和擴充套件其功能的開發人員使用。透過啟用和激勵真正的開源生態系統,可能的應用僅限於我們的想象力。

互操作性

互操作性是關於系統相互通訊——無論是裝置、網路還是應用程式。這是實現系統之間相容性的一種方式。

例如,如果使用者想在不同的區塊鏈之間直接轉移資產/價值,即從比特幣到以太坊,互操作性協議會建立“橋樑”來實現這種交換。

Token

代幣是資產的數字表示。這可以是原生數字資產(如數字棒球卡)或代表某種型別的“工作”或服務(如儲存的千兆位元組檔案)的信用。代幣本身不是加密貨幣,而是由建立在其他加密網路之上的智慧合約發行。

以太坊加密網路上最常見的兩種代幣型別是 ERC-20 和 ERC-721:ERC-20 是可替代智慧合約代幣的標準實現,而 ERC-721 是不可替代代幣的標準。ERC-20 和 ERC-721 代幣都可以以不同的方式使用,甚至可以在單個智慧合約中組合使用,以從整體上擴充套件區塊鏈經濟的功能和靈活性。

股權證明

在工作量證明共識系統中,礦工消耗能量來解決難題並作為回報。在權益證明系統中,“驗證者”向智慧合約釋出保證金或“權益”,從而獲得獎勵或“利息”以正確驗證區塊鏈的狀態。

透過要求驗證者存入代幣以參與,權益證明系統不僅可以激勵正確驗證交易(如工作量證明),而且還透過懲罰不良行為更進一步。如果不誠實的驗證者違反了協議,他們的存款將被“削減”或沒收並分配給網路上其餘的誠實驗證者。

與工作量證明相比,股權證明的優勢之一是它不會“浪費”能源。然而,權益證明共識協議通常更復雜,並且有自己獨特的漏洞。一個特別困難的問題是防止區塊鏈的“深度”重組以雙花先前的交易。在工作量證明中,由於用於生產鏈的計算,不可能提供虛假的交易“歷史”。但在權益證明中,惡意礦工可以輕鬆“模擬”看似有效但實際上無效的區塊鏈。最先進的股權證明網路透過將鏈分成“時代”以及透過上述削減機制鼓勵誠實行為來解決這個問題。

DPoS(委託權益證明)

DPoS 是一種共識,它限制了可以向區塊鏈新增區塊的驗證者的數量。這些驗證器是透過某種型別的網路治理機制來選擇的——例如,透過每個使用者帳戶的令牌加權投票。因為它並不是真正的免許可,所以這種型別的共識比工作量證明(例如比特幣)更加集中。儘管 DPoS 網路可以處理比工作量證明加密網路更多的交易,但這種集中化使它們的通用性降低,更容易受到賄賂或審查。

可擴充套件性

加密網路代表了去中心化和安全性方面的一項重大創新。然而,與現代支付網路相比,早期的加密網路效率非常低(從使用者的角度來看)。例如,比特幣網路每秒處理大約 5 筆交易,而 Visa 每秒最多可以處理 50,000 筆交易。這種差異導致了“擴大”交易吞吐量的努力,因此術語“可擴充套件性”。

分片

分片是分散式系統中的一項經典技術,它透過消除每個節點處理每個事務的要求來減少參與網路的節點的負載。透過分片,每個節點只處理所有事務的一個子集。這可以實現更大的網路吞吐量,但以一些冗餘為代價。

L1和L2(第一層、第二層)

考慮區塊鏈的一種方式是將它們想象成摩天大樓:在結構上,摩天大樓可以分為兩層:基礎和上層建築。當然,上層建築(我們生活和工作的地方)只能與地基堅固一樣高。

在電腦科學中,基礎設施和應用程式通常使用類似的分層方法構建。這是許多區塊鏈可擴充套件性提案的核心。

  • 第 1 層軟體作為構建其他層的基礎。因為它是基礎,所以它應該具有極強的安全性和容錯性——你不會想在弱基礎上建造摩天大樓。第 1 層區塊鏈的一個例子是比特幣。

  • 第 2 層軟體建立在第 1 層基礎之上,使其功能更加強大且可組合。它繼承了它所構建的層的屬性,但作為一個整體擴充套件了系統的功能。第 2 層的一個例子是閃電網路,它允許在比特幣網路上的兩個使用者之間進行近乎即時的傳輸。

目標是建立一個既安全又高效的系統。透過將系統層疊在一起,可以結合它們各自的優勢並最大限度地減少它們的缺點。由於安全性是第 1 層區塊鏈最重要的屬性,因此對可擴充套件性(提高吞吐量)的大部分關注都集中在第 2 層。

終局性(最終性)

最終性意味著某事在某個時間點之後無法再逆轉。考慮將物品埋在泥土下,而不是用鋼筋混凝土覆蓋。泥土總是可以被挖回來,而混凝土則有效地將其永遠密封起來。

有趣的是,工作量證明網路並不能保證最終性。礦工一次向區塊鏈新增一點汙垢(一個區塊)。儘管整個鏈條相當於珠穆朗瑪峰,但理論上可以將其全部挖回。另一方面,權益證明網路定期“密封”或完成區塊。這意味著即使大部分網路被一個惡意方接管,過去的交易也永遠無法逆轉。

Dapps

Dapp(去中心化應用程式)就像其他計算機應用程式一樣——除了它們的程式碼是用智慧合約編寫的。這意味著執行應用程式的所有資料和邏輯都存在於區塊鏈上,而不是集中式伺服器上。因此,一旦應用程式或資料安裝在區塊鏈上,就沒有人真正“擁有”應用程式或資料,因此它不同於從網際網路下載或從應用程式商店購買的任何其他應用程式。

Dapp 與常規應用程式的區別在於它們是無需許可的(任何人都可以執行它們)和永久的(只要區塊鏈存在,它們就會存在)。因為它們是無需許可的,所以任何人都可以在不透過中央閘道器的情況下與智慧合約進行互動。由於它們是永久性的,使用者(和其他應用程式)將知道它們將來會可靠地存在。這意味著每個 Dapp 就像一個樂高積木,它開闢了一個全新的可能應用世界。

DeFi(去中心化金融)

“DeFi”是指用於金融的 dApp,例如交易、借貸和儲蓄。DeFi 應用程式繼承了區塊鏈的特性——數字化、開放和去中心化——因為它們被編碼在加密網路的智慧合約中。它們將傳統金融與軟體的力量相結合,以實現更加可程式設計和強大的金融應用程式。

因為它們部署在區塊鏈之上,所以穩定幣保留了加密貨幣的優勢——數字化、全球性、易於轉移和去中心化。然而,它們為最大限度地減少價格波動而採用的機制使它們成為更有用的交換媒介,從而實現廣泛的經濟活動。

DAO

DAO(去中心化自治組織),他們是:

  • 去中心化 ,規則不能被一個人或中心化的一方改變;

  • 自主,因此它們基於寫入智慧合約的邏輯執行,無需人工。干涉。只要底層區塊鏈繼續執行,它們就會繼續執行;

  • 在分散式利益相關者社羣之間協調活動的組織或實體——例如,給定區塊鏈網路上的開發人員和使用者。

DAO 是所謂的“鏈上治理”的例子。例如,在傳統的公司治理中,公司的章程規定了某些政策,例如董事會的選舉方式。DAO 透過將章程編碼到智慧合約中,將這一概念擴充套件到數字世界。

安全與隱私

化名(匿名)

在加密網路中,匿名意味著不可連結性。這意味著除了交易的傳送方和接收方之外,沒有人知道誰參與了交換,參與了多少。例如,現金是一種匿名的點對點支付系統。

儘管匿名通常與犯罪活動有關,但匿名支付有許多正當理由。很少有人願意與鄰居分享他們的薪水,也沒有企業願意向競爭對手透露其特定合同的細節。

匿名性還賦予貨幣可替代性的特性。可互換性意味著每個單獨的單位都是可以互換的,就像我們認為兩個單獨的美元鈔票是可以互換的一樣。這很強大,因為它創造了“網路效應”,使經濟能夠大規模增長。

例如,比特幣網路上的交易是匿名的,因為每筆交易都與一個公鑰相關聯,而不是與一個人的真實姓名相關聯。儘管如此,比特幣交易仍然與特定的公鑰相關聯,因此與一致的身份相關聯(相關的真實身份通常透過取證分析確定)。因此,假名是一種比匿名更弱的隱私形式。

零知識證明

一種尖端的密碼學形式,使一方能夠證明他們知道問題的答案,而無需透露該問題的答案。

例如,零知識證明可以讓某人證明他們知道特定謎題的解決方案(這個人是否超過 18 歲?),而無需顯示謎題的答案(他們的確切年齡和出生日期是多少? )。

這些技術也可以應用於傳統的金融和監管,使銀行或其他金融機構能夠證明其償付能力或財務狀況,而無需透露任何非公開資訊。在區塊鏈網路中,零知識證明可用於壓縮資訊以及隱藏資訊。因此,它們同時實現了可擴充套件性和隱私性。

同態加密

想象一下,有人遞給一個裝有一封信的密封信封,然後被問到信中有多少個字。除非您開啟信封並數出每個單詞,否則您將無法回答這個問題。

同態加密是一種密碼技術,可以讓您在不開啟信封的情況下計算信中的字數。在密碼學術語中,這稱為在加密資料上執行函式。例如,同態加密將使美國人口普查局能夠計算給定城市的平均收入,而無需直接瞭解其居民的工資資料。

與零知識證明類似,同態加密使使用者能夠向第三方提供有用的資訊,而不會洩露特定的私人細節。

形式驗證

加密網路工程更像是發射太空梭,而不是設計傳統軟體。因為寫入區塊鏈的任何內容都是永久性的,所以只有一次機會確保它正常工作並且不包含任何致命缺陷。

這就是形式驗證的用武之地。它使用數學方法在任何程式或智慧合約的程式碼執行之前“檢查”該程式碼。形式驗證評估程式可能採用的所有路徑,以識別意外錯誤或不可預見的結果。由於所有區塊鏈應用程式都是永久性的並處理現實世界的價值,因此形式驗證是區塊鏈軟體開發的標準。

鏈上與鏈下治理

在加密的背景下,治理是政治的一個奇特詞。它指的是與維護和更新加密網路協議相關的關鍵決策。與每個人類組織一樣,協調人類參與者之間的利益和信念以達成一致是治理的目標。

一些加密網路使用“鏈上”治理來做出決策。例如,每個使用者都可能提交交易以“投票”支援或反對某個提案。但即使在有鏈上治理的系統中,也總會有一個非正式的“鏈下”過程發生在人類層面。如果我不喜歡投票的結果,我可以關閉計算機並離開網路。

鏈上治理方法往往透明但不靈活,而鏈下治理通常不透明和混亂,但更能適應不可預見的情況。然而,儘管區塊鏈在某種程度上確實依賴於社會共識,但將鏈上規則正式化並讓行動透明化是一種強大的機制,可以使區塊鏈治理成為一種政治和技術創新。

多重簽名(multi-sig)

一種特殊型別的數字簽名方案,其中一個數字簽名可以有多個簽名者。多重簽名或“多重簽名”交易只有在由一定數量的參與者簽名時才有效,就像某些法律檔案需要共同簽名人一樣。

多重簽名方案支援更高階的智慧合約和第 2 層可擴充套件性解決方案。它們對於數字資產託管也尤為重要。

引用了比特幣的匿名創始人中本聰(Satoshi Nakamoto)。

“satoshi”或“sat”也指比特幣區塊鏈上的貨幣記賬單位(1,000,000 satoshi = 1 Bitcoin)。

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