入門篇：區塊鏈這麼火，到底解決了什麼問題

網上關於區塊鏈的定義和其重大意義的信息很多，在此我就不在贅述了。無論把區塊鏈比做信任的基石還是改變生產關係的技術基礎，對於一般人來說都是晦澀難懂的。

筆者在很久之前曾經看過一篇文章：「如何向一個5歲的孩子解釋區塊鏈」，今天我們沿著這個思路出發，為大家闡述區塊鏈究竟是什麼，它究竟解決了什麼從前難以解決的問題。

故事從一個蘋果開始。

（一）現實中一個蘋果的價值是如何轉移的。

在現實中，如果兩個人A和B想傳遞有價值的東西，比如A有一個蘋果，只需要從A傳遞到B手裡就可以了，它的本質是蘋果的歸屬權問題：以前蘋果歸A，現在歸B。（對於沒有價值的垃圾人們是不會關心它的歸屬權的）價值傳遞的整個過程沒有經過第三方（去中介／去中心化）。

（二）網路上一個電子蘋果的價值可否像現實中一樣進行價值轉移呢？

在網路上，A有一個電子蘋果（比如說一張蘋果的圖片，或者也可以比作比特幣區塊鏈項目中的比特幣），A通過網路將電子蘋果發送給B，這樣操作的結果是B有一個電子蘋果的同時A仍然也有一個，其實就是一個典型的雙花問題（關於雙花我們之後會討論）。這本質上是信息的傳遞而不是價值的傳遞。

互聯網發展了近40年，在世界範圍內信息的傳遞得到了極大的發展，但價值的傳遞卻一直停滯不前，其原因就是科學家們對於互聯網上的雙花問題束手無策。通常的應對策略是將電子蘋果的歸屬權問題記錄下來，即賬本的出現。

（三）通過賬本明確記錄網路上價值傳遞的過程，用以明確歸屬權。

我們增加一個賬本，記錄著一條流水賬：A給B一個電子蘋果。這樣再出現電子蘋果歸屬權的問題，我們就做到了有賬可查：這個電子蘋果最後歸B。這樣一來網路上的價值轉移問題得到了解決，但同時也帶來了一個新的問題，誰來記賬呢？

A記賬：A雖然給了B一個電子蘋果，但他故意不記錄這條記錄（人都是被利益驅使的嘛）。B記賬：他故意在記賬時記錄A給了B兩個電子蘋果（誰不希望自己越來越富有呢）。所以A和B誰去記賬都不合適，A和B互相也並不信任。為了解決這個問題，在傳統做法中，我們不得不引入一個第三方中介去負責記賬（你可以理解為現實中的銀行，A把100元rmb轉賬給B是通過銀行作為信任中介來實現的）。至此，我們發現，在現實中本來很容易進行價值傳遞的事情，到了網路上就會變得複雜一些：出現了一個明顯的中心化組織，A向B傳遞價值、C向D傳遞價值，統統都要經過這個中心化的第三方。

（四）第三方中介的成本和信用問題

公允的第三方勢必帶來成本的增加（你轉賬雖然免手續費，但站在更高的層面來看銀行的社會總成本是很高昂的），況且第三方也未必一定是公允的（比如第三方串通A修改賬本作假，這樣的新聞比比皆是）。所以這顯然不是最優解，那麼現實物理世界中的不需要第三方的價值傳遞，在網路上有沒有辦法實現呢？答案就是區塊鏈。

（五）區塊鏈可以完美的實現網路上的去中心化的價值傳遞。

A給B轉移了1個電子蘋果，C給D轉移了2個電子蘋果，我們把這些交易統統記錄在一個全量賬本上，並發給世界上每個人一份。任何一個人想修改「A給B一個電子蘋果」這條記錄的時候，都會導致他手中的賬本和其他人手中的賬本不一致，即無法與其他人達成共識，那麼他的賬本或者修改的某筆交易記錄將不會被區塊鏈生態內的其他人所接納。

有人惡意篡改賬本的問題得到了解決，但新的問題是：全世界那麼多人，且沒有一個人／組織是中心，那麼誰來首先把交易記錄寫入賬本並將賬本同步發送給其他所有人呢？

（六）用於選出記賬人的工作量證明（PoW）。

一個叫中本聰的人想了一個好辦法：數學，因為任何國家／種族／信仰的人都可以對1+1=2快速的給出相同的共識結論。

A給B 1個蘋果，C給D 2個蘋果，E擁有3個蘋果暫時沒做交易（真正的比特幣系統不會發送這樣的交易信息，筆者這樣寫只是為了便於大家的理解）。這些交易全部發送給全網用戶，這些用戶既是交易的發起人也同時承擔交易的收集人兩個角色（A把交易AtoB發送至網路、C把CtoD發送至網路，ABCDE最後都收到了上面的由交易匯總組成的題干）。

所有人都把收集來的n個這樣的交易匯總成一個數學題目（即區塊），ABCDE一起計算，誰先算出來題目的唯一解，誰就可以獲得記賬權利。計算題目的方法也很簡單，將上面這個題目抄寫100遍，每抄寫一遍就計數1，直到計數到100，誰最先到100誰獲得記賬權。（現實中是通過nonce來計數累加的，只不過最後比的不是誰先到100，比的是最後誰Hash出來的值的前8位全部都是十六進位的0）。

通過區塊鏈我們把現實中去中介的雙方的價值轉移問題完美的搬到了網路上。A、B、C、D、E中任何人擅自修改了賬本中的一筆交易，都會導致數學題的題干發生了變化，所以其他人算出的解和他的解一定是不一樣的。除非全網51%的人都作弊，比如E正確的算出了結果，但ABC都反對，雖然D算的結果和E一樣，但D考慮到大多數人都是正義的，所以會認為D原本正確的交易是錯誤的，ABC偽造的錯誤數據是正確的。

新的問題是：雖然每個人的賬本不能作假了，但某人發送的這筆交易作假該怎麼辦呢，即向賬本寫入的內容本來就是假的該怎麼辦？

（七）通過PKI體系來保障寫入賬本的內容是真實的。

PKI是一套密碼學公私鑰基礎設施，我們可以簡單理解為：私鑰=你家房門的鑰匙，只有你自己擁有；簽名=你自己獨一無二的簽名筆跡，他人模仿你的簽名也可以被甄別為假。

修改付款人A的情況：別人是無法修改A的，因為只有擁有A的私鑰才能動用A的電子蘋果（A用鑰匙打開房間取出自己的蘋果）。

修改收款人B的情況：A很聰明，他在產生A to B轉賬記錄的時候，對整條記錄加蓋了自己的簽名，如果有壞人把收款人B改為了C，那麼在驗證簽名的時候可以發現記錄被篡改了（在一張紙質賬單上加蓋A的水印簽名章，任意的修改都會導致水印章有塗改痕迹）。

修改轉賬金額的情況：A僅有一個蘋果，實際也給B一個蘋果，卻捏造了一個假的交易記錄：A給B 2個蘋果（這就是雙花問題）。假設E最快解出了題目，他會查看A的歷史賬單（每個節點都有全量賬本），發現A歷史上只擁有一個蘋果，A怎麼可能給B轉賬2個蘋果呢？因此這筆交易會記賬人E拒絕。

（End）從頭至尾，我們用一個電子蘋果的故事闡述了區塊鏈中最核心的幾個問題：

（1）比特幣／以太幣等加密數字貨幣=電子蘋果=有價值有歸屬權的數字資產。

（2）PoW共識演算法=大家一起計算的數學題，解決該題目最快的人才有資格去記賬。解題的過程很費時間，其他人驗證題目卻很容易。

（3）雙花問題=我本來擁有一份價值，卻對外支付了2次。

（4）賬本=每一個區塊上記錄著若干交易流水，一個區塊就可以理解為一個賬本；區塊鏈可以理解為所有的區塊彼此按時間先後順序首尾相連的全量賬本。

（5）51%攻擊=假設一共5個人參加到了區塊鏈網路，他們的解題水平完一樣，那麼3個人一起結題總是會比2個人一起結題的速度快，3個人一起傳統造假就是51%攻擊（註：筆者這樣類比只是為了容易理解，現實中每個人的結題速度是不一樣的，即每個人掌握的算力是不同的，如果一個人掌握了全世界51%的計算能力，那麼他自己也可以發起51%攻擊）

（6）去中心化=價值傳遞的過程無需任何第三方中介。（註：實際上去中心化可以是完全沒有中心的，也可以是分中心的，比如聯盟鏈或者公鏈的DPoS機制選取101或21個超級節點）。

* 對於上面的內容 *

（1）如果您覺得還是不能夠理解，那麼在今後的日子裡筆者會從區塊鏈1.0最最基礎的比特幣的前世今生說起。

（2）如果您覺得可以理解，那麼我們將進入區塊鏈1.0比特幣系統的構成及實現來逐步展開。

（3）如果您覺得內容太簡單，括弧里的內容也可以理解的話，下面我們將進入區塊鏈2.0以太坊的世界，看看可編程的智能合約能做些什麼。

（4）如果對於上述內容您都已經掌握，筆者會將重點放在區塊鏈2.0以太坊的競爭對手（NEO／EOS／AE／ADA），以及區塊鏈3.0：DAG鏈。

（5）如果您對區塊鏈已經了如指掌，那麼我們可以一起從宏觀的產業層面來聊聊：區塊鏈 + AI／區塊鏈 + 大數據／區塊鏈 + 遊戲 等等。

（6）如果上述這些您都是內行，那麼請帶筆者一起飛，筆者期待志同道合的朋友！

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