区块链与机器信任

邱元阳

新的事物新的概念层出不穷，以至于有些名词已经流行了，但还没有确切的定义。区块链（Blockchain）就是这样。如果搜索“区块链”，可以搜到很多区块链的意义、前景、新闻等，却不见明确的定义。百度百科中对区块链的解释也只是一种描述性的文字：区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。这里面的“共识机制”则是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。

普通大众对区块链的认识则一般是来自于比特币（Bitcoin）。我们见到最多的描述就是：“区块链是比特币的底层技术”。数字货币为什么要采用区块链技术，这其实就是为了解决网络中的“信任”问题。

我们先来看一个经典的点对点通信协议问题——拜占庭将军問题：拜占庭是东罗马帝国的首都，罗马帝国国土辽阔，为了防御外敌入侵，每个军队都分隔很远，将军之间只能靠信差传递消息。战时拜占庭军队内所有将军必须达成共识，再决定是否进攻。但在军队内可能存在叛徒和间谍左右将军们的决定。这时候，在已知有成员谋反的情况下，其余忠诚的将军在不受叛徒的影响下如何达成一致的协议？

拜占庭问题最早由莱斯利·兰伯特提出，其含义就是在存在消息丢失的不可靠信道上如何通过消息传递的方式达到一致性。如果将这个问题量化和抽象为数学模型，是可以设计出相应的解决算法的，从而解决共识和信任问题。例如，引入一个困难的需要一定时间求解的工件量计算，限制网络中每个时刻中被提出的进攻时刻数目，再将所有求解出的工件量证明逐一加入，形成一个越来越长的链条，及记录所有参与攻击时刻哈希计算的将军、计算的工作量证明、关于工作量证明的计算等的总目录。这就是中本聪最初提出的区块链的技术原理，并作为一种使数据库安全而不需要行政机构授信的解决方案首先被应用于比特币，成为比特币的核心组成部分。但直到2016年，“区块”和“链”才终于合并定格为一个词：“区块链”。

区块链是一个非安全环境中的分布式数据库，没有中心服务器，也没有中心节点，所以它是一个去中心化的系统。这个数据库依靠集体维护，全民参与记账，系统会把一定时间段内最快最好的记录写入账本，分发给其他人进行备份。这样虽然效率低了，但是具有极大的安全性。由于每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接，基于哈希函数和非对称加密的设计使得数据不可篡改，记录在一个区块中的数据将不可逆，因此很难作弊。基于工作证明机制的共识算法则用来与新增数据达成共识。但区块链最重要的还是解决了中介信任问题，实现了在没有任何中介机构参与的情况下，完成双方可以互信的交易行为。这就使得基于互联网的机器信任取代了基于行政机构的人的信任。

区块链的技术特点和激励机制使它可以应用于多个领域，但它冲击最大的，还是金融领域。去中心化的机器信任机制对于金融脱媒有着巨大的诱惑和潜能，从这个角度看待区块链，我们甚至要重新审视货币的价值。

“生于互联网，死于区块链。”但愿这句话不会成为某些互联网行业的谶语。