第2部分 基础篇 第2章 区块链技术（2）

2.4.3. 区块链几个核心概念

本聪老师：大家了解哪些区块链概念？

小明：去中心化、智能合约。

小云：共识机制，还有共识算法。

本聪老师：好的，我们从比特币开始，因为区块链诞生于比特币，比特币是区块链之母。比特币就代表了区块链最原始最纯粹的宗旨，也就是区块链1.0。我们介绍的第一个概念是去中心化网络。

小天：我感觉其实去中心化中思维渗透在我们生活工作的方方面面，比如人们合作做一件事情，多组织之间协作完成项目工程，这样的合作中更强调能力互补，相互配合，而不是命令和服从。

本聪老师：说的很对。在区块链去中心化网络中，所有承担工作的节点也是这样，只有分工角色的不同，没有上下级从属关系，也就是说没有节点会无脑接受其他节点的数据，所有节点都需要验证收到的数据。还有一点最重要的是，每个节点独立验证收到的数据后，都会保有区块链数据的完整副本。我们再来介绍一下共识机制。

本聪老师：共识机制就是上面提到的节点独立验证数据所采用的规则。共识规则是公开明确的，并且在纳入系统运行之前会经过讨论协商修改公告上线的过程。共识机制中还包括共识算法，比如比特币采用的是工作量证明（POW）。

小云：我听说过还有POS共识算法。

本聪老师：对，还有很多，比如DPOS、BFT，DAG等，大家有兴趣可以到：https://chat2.ytm.app去问一下chatGPT。下面我问大家一个问题，都说区块链链上数据不开篡改，那么不可篡改是如何实现的呢？

小明：我看过一些文章，好像提到分布式账本负责实现数据不可篡改。

本聪老师：对，这里就会介绍到分布式账本的链式数据结构。这里我们稍微详细一点。在区块链中，在固定一段时间（比如10分钟，这个叫出块时间间隔）内，链上发生的所有业务的交易记录被哈希以后逐个加入同一个区块（候选区块），这个区块有一个唯一身份标识id，该id 是对包含区块内所有交易记录哈希的这部分数据，再次进行哈希后得到的。每一个区块中还包括紧邻的前一个区块（父区块）的唯一身份标识id。这样区块首尾相连就形成区块链。

小天：如果历史区块中的数据发生变化，会发生什么呢？

本聪老师：好的，我们设想如果某个区块中有一笔业务的数据发生变化，那么该笔业务的交易记录哈希值就发生了变化，随之而来的是其所在区块的唯一身份标识id也发生了变化，那么该区块就会与原来的区块链断裂，游离于区块链之外，而整个区块链也发生了断裂（分叉）。将这个区块加入区块链的唯一方法是重新计算之后所有的区块唯一身份标识id，这样该区块得以重新恢复自己的身份，但是如果后续区块数量（区块高度）非常多，那么这样计算所耗费的工作量将是惊人的量级。

小明：也就是说篡改数据后要得到共识机制认可，需要极大的成本才可以。

本聪老师：对。难度极大，或者要垄断共识才可以。大家应该还记得区块链中其他节点还保留有区块链数据的完整副本，那么只有通过占有全网超过51%算力才能接续这条分叉的区块链。因此当区块链中节点数量较多，区块高度达到一定数量之后，这样耗费的工作量将是人类已有算力所不可能完成的。

小云：有一个问题，其他节点如何对待不是自己生成的区块呢？

本聪老师：这是个好问题。在记账权竞争中获胜的节点可以把自己在网络中收集的交易打包成区块，提交到区块链上。其他节点可以根据规则独立验证该区块以及其中的的交易，验证通过的区块才会被全网接受。区块形成区块链的过程是节点独立选择和验证的结果，所有的选择和验证都是对区块链的信任的累加。

本聪老师：下面我们介绍智能合约。区块链1.0 也就是说比特币是图灵不完备的，无法实现复杂的逻辑编程。区块链2.0从以太坊Ethereum开始为区块链赋予了全新的概念即智能合约。

小明：据说智能合约是“code is law”的实现方式。

本聪老师：是这样的。我们要了解这句话，就需要明白智能合约的机制。我们看下图2-10。

图2-10 区块链2.0智能合约

本聪老师：智能合约包括合约主体（签约方），数字签名，合约条款。合约条款中规定了合约触发的条件和响应规则。当满足条款的条件发生时，会触发合约自动开始自执行，执行结果或许会导致他外部响应，并输出合约状态的变化和响应值到区块链上。举个例子，假设合约条款是这样：输入#1是数字，输入#2是求和符号（+号），输入#3也是数字，输入#4是计算结果（=号）。比如我们为该合约分别输入2、+、3、=，那么合约输出会是值5以及合约状态变化值（合约被某主体执行了1次）。这个结果会成为一条交易记录被区块链链中该时间间隔内产生的区块收录。广义来讲，智能合约就是业务逻辑。我们可以使用智能合约对工作生活中的业务逻辑进行编程。

小明：我感觉现实世界中的业务复杂度远远超过智能合约的能力，那么怎么办呢？

本聪老师：有两种办法，一是把复杂业务拆分成一个个合约，另外一种方式是从简单的业务开始，当然，越复杂的社会行为，合约的开发和执行难度也会增大，并且合约开发中如果存在设计缺陷，技术错误也会造成重大的损失。这个是设计智能合约时应该特别注意的。关于区块链我们先介绍这么多，深入了解，我们还是建议继续系统性学习，疑难问题可以问问chatGPT：https://chat2.ytm.app

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本文内容摘自《对话去中心化数字身份》。作者：乔布施。首发平台：https://ytm.app

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