什麼是區塊鏈,它的用途是什麼?

已發表: 2022-01-29

在這一點上,大多數人至少聽說過區塊鏈,但這已成為一個笑話,了解這項技術的複雜程度。 您可能會將這項技術與比特幣聯繫起來,但儘管這是區塊鏈技術的第一個實際應用,但它遠非唯一的用例。


什麼是區塊鏈?

電路板上的一段計算節點
(插圖:喬納森廚房/蓋蒂圖片社)

雖然有些人將區塊鏈的發明與比特幣的假名創始人 Satoshi Nakomota 相提並論,但這個概念自 1991 年以來一直存在,首先由研究人員 Stuart Haber 和 W. Scott Stornetta 提出,該論文名為“如何為數字文檔加時間戳”。

區塊鏈也稱為分佈式賬本技術 (DLT),是一種任何人都可以添加、任何人都無法更改且不受任何個人或實體控制的記錄。 核心概念是一個公共分類賬,其副本分佈在稱為節點的多個位置,通常是指具有分類賬副本的個人計算機。

這就是人們將區塊鏈稱為去中心化的意思。 沒有任何人或實體可以控制記錄中保存的信息。 相反,它分佈在構成網絡的許多節點中。

為了更改分類帳,這些更改必須首先由網絡上的每個人驗證。 只要記錄的所有副本匹配,系統就知道它可以更新信息。 這增加了更改存儲在區塊鏈中的任何內容的難度,同時建立對記錄信息的信任。

正如記者 Mike Orcutt 在 MIT Technology Review 中所說的那樣,“使用區塊鏈的全部意義在於讓人們——尤其是互不信任的人——以一種安全、防篡改的方式共享有價值的數據。”

區塊鏈的去中心化性質也意味著沒有可能導致整個數據庫崩潰的單點故障。 一家將其所有客戶信息存儲在一棟建築物中的服務器場上的公司,如果建築物被毀,可能會丟失該數據。 因為區塊鏈的副本同時存在於網絡上的每台計算機上,如果一個甚至多個節點離線,它可以繼續工作。

當新信息添加到分類帳中時,它會記錄在一個稱為塊的組中。 這些區塊串在一起組成一條記錄鏈,因此得名區塊鏈。 一旦數據被記錄下來,它就不能被改變——你只需要不斷地添加新的塊。

區塊鏈有點像分佈在團隊成員之間的谷歌文檔。 被授予訪問權限的任何人都可以添加和編輯文檔。 每個人還可以實時查看所做的更改、進行更改的人員以及所有更改的歷史記錄,以實現完全透明。 主要區別在於數據不存儲在 Google 的服務器上。 每個貢獻者都有自己的本地副本,可以直接與其他副本通信。


不僅僅是加密貨幣

雖然比特幣和狗狗幣等加密貨幣是區塊鏈技術最著名的用途,但它們並不是一回事。 數字貨幣使用區塊鏈作為記錄交易和維護信任的手段,但它們本身並不是區塊鏈。

理論上,任何需要記錄交易或數據點的系統都可以使用區塊鏈來完成。 這包括從農業供應鏈到土地所有權記錄的所有內容。 例如,IBM 正在將區塊鏈技術用於供應鏈記錄以及醫療保健和食品安全等其他行業。

主廚 Aaron Sanchez 在 CES 2020 上談論使用區塊鏈技術追踪食物
主廚 Aaron Sanchez 談到使用區塊鏈技術進行食物追踪。 (照片:大衛麥克紐/法新社通過蓋蒂圖片社)

任何類型的數據都可以存儲在區塊鏈中,而不僅僅是金融交易。 Mitchell Clark 為 The Verge 寫作,解釋了他是如何創建一個將《了不起的蓋茨比》的全部文本存儲在每個區塊中的。

區塊鏈與典型數據庫的不同之處在於,它不是將信息存儲在表中,而是將其存儲在數據塊中。 當每個塊填滿時,它會被添加到鏈中的前一個塊中。 由於數據以這種線性方式存儲並帶有時間戳,因此區塊鏈數據可以形成交易時間線以及可信記錄。

這在土地所有權等情況下特別有用,因為任何查看區塊鏈的人都可以看到隨著時間的推移,一塊土地的所有權何時從一個人轉移到另一個人。 並且這些記錄將不斷與分類賬的其他副本進行檢查,以消除不一致之處,這意味著創建虛假的所有權記錄將更加困難。 格魯吉亞等國家已經在使用基於區塊鏈的土地所有權系統。


區塊鏈更安全

區塊鏈安全
(來源:N. Hanacek/NIST)

就其本質而言,區塊鏈可以防止篡改和系統故障。 如果網絡上的一個節點被黑客入侵,並且有人更改或刪除了該計算機上的交易數據,網絡上的其他節點將拒絕損壞的記錄,因為它與他們的賬本副本不匹配。

甚至可以通過限制誰可以訪問數據來提高安全性。 私有區塊鏈,就像 IBM 使用的那樣,只允許某些人訪問區塊鍊網絡。

由於寫入區塊鏈的數據是不可變的且帶有時間戳,因此它提供了添加到系統中的所有內容的透明記錄。 任何在網絡上擁有節點的人都可以看到每筆交易。 區塊鏈瀏覽器程序甚至可以讓不屬於網絡的人實時查看交易數據,以提高透明度。 因此,即使有人偷了你的比特幣,你也可以追踪它的使用方式並查看它的去向。

使用區塊鏈技術有助於防止重複記錄並使第三方驗證變得不必要,從而節省時間和精力。 最重要的是,這為數字貨幣獨特的雙花問題提供了解決方案。


一切可能出錯的事情

雖然區塊鏈技術的安全性非常強大,但也有一些方法可以規避它。 如果有人竊取有權訪問網絡的人的安全憑證,他們可能會竊取數據或比特幣等數字加密貨幣。

網絡釣魚詐騙可以並且已經竊取了人們的加密錢包憑據並使用它們來清理帳戶。 這就是為什麼我們建議採取額外措施以提高在線安全性。

如果一個不良行為者獲得了對網絡上超過 51% 的節點的訪問權並更改了數據,則該數據集將成為公認的記錄版本,即使它不是真的。 51% 攻擊聽起來很糟糕,但在復雜度更高、用戶群龐大的區塊鏈上很難實現。 例如,構建比特幣的區塊鏈現在是如此之大,以至於嘗試這種攻擊需要大量的資金和計算能力。

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其他網絡攻擊,如 Sybil 攻擊或路由攻擊,可以在交易被寫入區塊鏈之前攔截傳輸途中的交易,或者用大量虛假賬戶使系統崩潰。


區塊鏈可以解放世界嗎?

前 Twitter 首席執行官 Jack Dorsey 在比特幣 2021 會議上
Jack Dorsey 在比特幣 2021 會議上(照片:Eva Marie Uzcategui/Bloomberg via Getty Images)

科技界的許多人,包括傑克·多爾西和埃隆·馬斯克,相信區塊鏈可以通過分散資金等資產並將控制權重新分配給個人用戶,讓世界變得更美好。 這個想法的很大一部分是為沒有銀行賬戶的人提供獲取資金的替代方式。 通貨膨脹猖獗的國家或無法使用傳統銀行的偏遠人口可以使用使用區塊鏈技術和手機應用程序的數字貨幣完全繞過該系統。

然而,儘管為人們帶來金錢聽起來不錯,但這說起來容易做起來難。 這些人仍然需要在某個地方將他們的數字貨幣兌換成法定貨幣或購買商品和服務。 區塊鏈技術提供最大利益的發展中國家通常也最容易受到基礎設施故障以及由此產生的電力和互聯網中斷等問題的影響。

還值得一提的是維護和添加到區塊鏈的高成本。 例如,在比特幣挖掘的情況下,僅僅挖掘新的貨幣單位就需要大量的電力,更不用說維護網絡了。

俄羅斯 Nadvoitsy 的 Minto 加密貨幣挖礦中心
俄羅斯 Nadvoitsy 的 Minto 加密貨幣挖礦中心(Andrey Rudakov/Bloomberg via Getty Images)

正在探索依賴可再生能源的替代採礦方法以減輕資源消耗,但目前的方法尚未被取代。 在我們找到碳中和解決方案之前,很難看到加密貨幣或任何區塊鏈技術將我們從當前世界秩序的問題中解脫出來。

最後,區塊鏈上交易的匿名性可以保護用戶的隱私,但也助長了非法活動。 暗網市場絲綢之路可能是這方面最著名的例子。 一些像門羅幣這樣的加密貨幣被設計成完全匿名的,使犯罪分子有可能進一步掩蓋他們的身份。

由於與加密貨幣和 NFT 等區塊鏈資產相關的所有欺詐行為,在公眾接受它們不僅僅是一時的時尚之前,還需要大量的努力。


區塊鍊是一種工具

區塊鏈技術是一種工具,在金融領域及其他領域有無數應用。 它目前處於邊緣,但在未來幾年,我們可能會看到更廣泛的主流採用區塊鏈。 從加密貨幣到供應鏈庫存再到醫療記錄保存,該技術現在有現實世界的用例。

我們只是觸及了區塊鏈技術、其用途和機制的表面。 有關更多信息,請查看上面視頻中的簡單說明。 您還可以通過 IBM 廣泛的區塊鏈指南和 Investopedia 的詳盡摘要深入了解。