長期以來，區塊鏈一直在軟體行業的壁壘之外引起共鳴。每天都傳播著比特幣價格指數的發展相關的訊息，同時初創企業也正在競相以這項技術為基礎建立出令人震驚的業務模式。
但我們對這項技術又真正知多少呢？
在2008年金融危機爆發的風口浪尖，以假名中本聰（Satoshi Nakamoto）活動的個人或一組人向一份郵寄名單傳送了一篇題為“比特幣：一種點對點的電子現金系統（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）”的白皮書。這篇白皮書中對拜占庭將軍問題——一個令虛擬貨幣理論家都會為之搖頭的問題——提出了一個實用的解決方案。
在去中心化參與者中建立共識
拜占庭將軍的問題起源於君士坦丁堡於1453年被奧斯曼帝國攻陷的歷史傳說。當時只有在各方面精心策劃的部隊移動的幫助下，才能順利攻佔這座設防鞏固的城池。而為了達到這個目標，奧斯曼帝國的將軍們就不得不依靠信使傳遞資訊。
然而，關於攻擊時刻的決定受到一個關鍵細節的嚴重阻礙：由於一些將軍想要在蘇丹面前詆譭其他將軍，因此他們會故意提供虛假資訊唆使其他人過早發動攻擊。而自那時起，任何將軍都無法確定收到的資訊是否可靠。
這個問題的關鍵就是共識的問題，源自個別決策者無法相互信任這一事實。
貨幣與中間人的作用
價值的數字化交易也同樣適用這種情況。我們如何達成共識，避免虛擬美元不會被支付兩次？到目前為止，這個答案已經不能再簡單了：讓第三方中間人監督所有交易；換言之，就是銀行。
但這種模式也並不總是一帆風順的。以SWIFT程式碼形式傳輸的國際支付由於涉及各方過多，通常都需要幾天的時間進行處理。這就增加了交易成本，使一次性小額付款也變得十分不方便。能夠取消交易這種選擇也會存在隱患；為了儘量減少欺詐行為，不可逆轉服務的提供商需要收集關於客戶的更多資訊，但這通常都超出了必要資訊的範疇。
然而對於實體價值交易，這個問題已經在很大程度上得到了解決。舉個例子說明：如果Alice想要支付Bob一定數額的資金，那麼她給他一個代表相應價值的防偽貨幣就足夠了。Alice不可能使用相同的貨幣同時進行兩次單獨的付款。
目前已經有很多嘗試將實體貨幣的原則轉化到數字領域中，也都取得了不同程度的成功。而比特幣則是首個在很大程度上滿足這些要求的。
加密簽名和數字價值
為確保數字貨幣只能由其合法所有者使用，比特幣使用了公鑰加密技術。這涉及到由隨機生成的數字組成的私鑰，但相應地又會匯出一個公鑰。但反過來看，公鑰卻不能用於匯出相應的私鑰。從私鑰和一組資料中會生成數字簽名。公鑰使使用者能夠確定簽名是從相應的私鑰中匯出的，但卻不需要知道具體簽名是什麼。
此外，比特幣還使用了加密的雜湊函式，這會將大量資料字串轉換為固定長度的資料值，或稱為雜湊。良好的雜湊函式的特徵在於高度的安全性，並且可以使用盡可能少的相同雜湊來分配各種輸入量。
與加密相比，這一過程無法逆轉。當應用於相同的輸入量時，雜湊函式總是產生相同的雜湊，但相同的雜湊卻不能被認為是原始輸入量所有。每次對輸入數量的更改都會產生完全不同的雜湊。因此，雜湊也稱為數字指紋。
比特幣系統中的貨幣最終就是數字簽名的組合。當所有者（Alice）對此前交易的雜湊和接收者（Bob）的公鑰進行數字簽名時，貨幣就能夠轉移。而為使Bob確定Alice並未將其貨幣用於另一筆交易中，所有的交易都是公開的。
達成共識的數學競賽
比特幣透過點對點網路實現了這一點。一個網路節點將各種交易彙編到一個區塊中，並由此生成一個雜湊，然後在透過時間戳來釋放雜湊。每個區塊都包含來自前一區塊的雜湊，從而形成一個鏈條：也就是區塊鏈。
這就讓我們回到了“拜占庭將軍問題”：所有節點必須先對已經發生的交易，以及是否應該將另一個區塊新增到鏈中達成一致。這一過程的比特幣使用的是所謂的工作量證明機制。要向鏈中新增額外區塊，需要相應的計算機節點來解決複雜的數學難題。首先找到解決方案的節點隨後再與所有其他節點共享。一旦解決方案得到所有節點的驗證，每個節點都會將該區塊新增到其區塊鏈的副本中。然後，該過程將再次重新開始。
為了順應網路中不斷變化的總算力，問題的難度會不斷調整，這樣每隔約10分鐘就可以將新的區塊新增到鏈中。如果同時發現兩個區塊，那麼就由發現的下一個區塊確定將保留那個子鏈。最長的鏈會獲得勝利。
由於必須針對區塊的每個變化重新解決這些難題（對於所有後續區塊也是如此），因此鏈條越長就越安全。若要對區塊鏈進行更改，攻擊者必須在將新區塊新增到區塊鏈之前再次解決所有區塊的數學難題。因此，目前以銀行形式存在的信任要素也被包含在了區塊鏈的數學邏輯中。
價值網路
區塊鏈起著分散式公共日誌的作用，記錄不可逆的交易。使用者能夠快速且經濟高效地驗證並審計他們的交易，無需經過中間人。
區塊鏈技術用例絕不會僅限於比特幣。區塊鏈遠超價值傳輸——“價值網路”。資料庫能夠最終確定所有權的歸屬。所有能夠轉化成數字孿生體（digital twins）的資產型別都可以被包括在區塊鏈中：鑽石、建築物、貨物交付——存在著無窮的可能性。
這種創新是顛覆性的還是遞增的取決於業務領域。在公司內部或之間達成共識就意味著一種演變，而公有區塊鏈的用例有可能徹底轉變現有的市場。
用例之一的Everledger是一家從事鑽石數字孿生的初創企業。這些數字孿生體將由40個資料點計算得來，並儲存在區塊鏈之上，從而實現從首次開採到成為珠寶的整個過程中追蹤鑽石的所有權。而目前已有超過100萬顆寶石實現了數字化保護——這是一個真正的成功案例。
轉自：鉛筆 http://chainb.com/?P=Cont&id=6446
