比特币背后的技术可以触及你做过的每笔交易

比特币被视为一种蔑视行为。在经济大萧条之后，加密货币被其早期的冠军吹捧，作为解决传统金融体系不公平和腐败的解毒剂。他们相信，随着这种平行货币的起飞，它将与导致危机的机构竞争并最终解散。比特币的非官方口号，“我们信任的加密技术”，毫无疑问应该归咎于谁：中间人，银行家，“可信赖的”第三方实际上无法信任。这些人只会妨碍其他人，掠夺利润并使交易复杂化。

比特币试图用加密和代码取代这些中间商提供的服务。当您使用支票支付抵押贷款时，您的金融机构与其他人之间会在后台签订一系列协议，从而可以将资金从您的帐户转到其他人的帐户。您的银行可以保证您的资金是好的，因为它会记录您帐户中每一分钱的来源，以及何时。

比特币和其他加密货币用软件代替那些背景协议和交易，特别是一个称为区块链的分布式安全数据库。比特币代币的所有权将从一个人传递到另一个人的过程 - 无论他们在哪里，无论他们住在哪个政府下 - 被委托给一堆计算机。

现在，在第一个区块链建成八年之后，人们正在尝试将其应用于程序和流程，而不仅仅是通过不同程度的成功转移资金。实际上，他们问，区块链可以自动化哪些其他协议?其他中间商可以阻止区块链技术退休吗?

区块链能否找到提供游乐设施的人，将他们与想要去某个地方的人联系起来，并为双方提供一个透明的支付平台?区块链是否可以作为电视节目，电影和其他数字媒体的存储库和重播平台，同时跟踪版税和付费内容创作者?如果他们的飞机没有按时起飞，区块链是否可以检查航空公司航班的状态并向旅行者支付先前约定的金额?

如果是这样，那么区块链技术可以摆脱Uber，Netflix以及市场上的每个航空保险提供商。

这三个提议的应用程序并不是假设的 - 它们只是现在构建在以太网上的一小部分，以太坊是一个区块链平台，可以在称为以太坊虚拟机的分布式计算机系统上远程执行软件。在区块链世界中，以太坊拥有自己的加密货币，称为醚，是迄今为止最容易进行实验的项目。但缩小范围和各种潜在的颠覆性创新者涌入视野。新团体几乎每天都在推销区块链计划。而科技界的巨头并不打算错过：微软正在为其客户提供在Azure云上试验区块链应用程序的工具。IBM，英特尔和其他公司正在合作开发名为Hyperledger的开源区块链计划，旨在为面向商业的区块链提供骨骼。与此同时，许多最大的银行 - 区块链开拓者试图中和的机构 - 拼凑了他们自己的技术版本，试图保持领先地位。甚至比特币也是第一个也是最成功的区块链，它正在为其设计师从未梦想过的应用进行改造。

几乎无一例外，这些新的区块链项目仍然不受实际大规模采用的影响。没有任何单一的区块链概念或战略已经彻底改变了任何行业。根据Blockchain.info，比特币本身在任何一天都被全世界不超过375,000人使用。但是投资者的资金正在流入，而且建议正在浮动，并且像大量的阴谋和阴谋一样在构造板块上相互碰撞。

当地幔冷却时，哪个区块链平台会持续存在，哪些会慢慢下沉到地表下面? 要进行任何类型的预测，您必须了解区块链的真正含义和作用。从逻辑上讲，开始的地方是比特币。

2009年，一位名叫Satoshi Nakamoto 的匿名黑客(或一群黑客)推出了第一款全数字货币。该技术的基本原则是，在其基础上，货币只是一种会计工具 - 一种抽象价值，分配所有权和提供交易手段的方法。

现金是完成这些家务的历史性手段。简单地拥有物理代币账单，硬币等于所有权，并且由个人亲自协商交易。只要现金足够难以复制，就不需要完全说明谁拥有货币供应的哪些部分，或者不知道各个持有人在回收印刷时的单个50美元账单的详细信息。 。

但是，如果你可以将每个账单的运行表格拼凑在一起，那么突然之间的物理表征将变得不必要。银行和支付处理商已经通过跟踪和处理其封闭系统内的交易，将我们的实物货币部分升华为数字记录。

比特币通过创建一个称为区块链的单一，通用的数字分类账完成了转型。它被称为链，因为只有通过向末尾添加新信息才能进行更改。每个新的添加或块，都包含一组新的交易 - 八月下旬的几千个 - 引用链中的先前交易。因此，如果赫尔穆特向Hendrieke支付比特币，该交易将出现在链的末端，并且它指向Helmut先前由Helche支付该硬币的交易，而Helche又指向Helche被支付硬币之前的时间。由Halfrid，等等。

与传统金融机构维护的分类账不同，比特币的区块链在全球网络计算机上复制，任何拥有计算机和互联网连接的人都可以访问。此网络上的一类参与者称为矿工，负责检测用户的交易请求，聚合，验证它们，并将它们作为新块添加到区块链中。

验证需要验证Helmut在他的交易中实际拥有比特币并且他还没有在其他地方使用比特币。比特币区块链的所有权由一对加密密钥决定。第一个，称为公钥，驻留在区块链中供任何人查看。第二个被称为私钥，它的所有者保护它不被视为安全。这两个密钥具有特殊的数学关系，这使得它们可用于签署数字消息。以下是这种情况：Helmut接收消息，将其与私钥组合，进行一些计算，最后得到一个长数字。任何拥有原始消息并知道相应公钥的人都可以自己做一些计算，以证明长号实际上是用私钥创建的。

在比特币中，交易使用私钥进行签名，这些私钥对应于最近与花费的硬币相关联的公钥。当交易得到处理时，这些硬币会被分配一个新的公钥。

但矿工的主要作用是确保新交易的不可逆转性，使其成为最终和防篡改。他们这样做的方法被认为是中本聪(Satoshi Nakamoto) - 无论他或她是谁 - 在计算机科学领域做出的最重要的贡献。

只有当您邀请任何人和每个人参与分类帐的策划时，才能确保不可逆转性。如果比特币区块链由一家银行运营，其中一组已知的验证人在一个司法管辖区内运营，那么执行交易的最终结果就像将其写入公司政策并惩罚任何不遵守规则的人一样简单。

但在比特币中，没有中央权力来执行规则。矿工在世界各地匿名经营 - 在中国，东欧，冰岛，委内瑞拉 - 由多元文化驱动，受不同法律制度和监管义务的约束。因此，没有办法让他们负起责任。仅比特币代码就足够了。为了确保正确的行为，比特币使用了一种称为工作证明的方案。

工作证明如何保护区块链?

首先，让我们更具体一点关于公共区块链试图通过工作证明解决的问题。在这个开放的点对点网络中，矿工 - 无论是谁运行比特币代码 - 正在接收交易新闻并收集它们以创建新块。他们在彼此竞争中这样做，因为第一个创建一个有效的块得到了(用比特币)该服务。在这种情况下，什么阻止矿工在添加区块链之前删除以前的交易?虽然这种类型的重组不能使矿工窃取硬币，但它可以用来多次花费相同的硬币。例如，我可以去一些不知情的商人，用比特币支付一杯咖啡。如果我是一名矿工，我可以稍后进入我的比特币区块链版本，删除交易，

因此，比特币网络上的所有矿工都必须拥有相同的区块链副本，并且所有变更和交易都是不可逆转的。“他们都在播放相同的音乐这一事实对于音乐听起来非常重要，”比利币风格数字货币Ripple的开发商Stefan Thomas说。

为了让所有的音乐家保持同步，比特币采矿软件在计算能力方面非常昂贵，因此，电力 - 增加新的块，甚至更昂贵的更改块进一步记录。

任何尝试添加新块的矿工也必须提供加密证明以便与其一起使用。为了产生证明，矿工通过多轮散列函数来消化新块 - 一种计算，其获取任意长度的数据块并将其减少为具有固定长度的无意义的字母数字串，称为散列。为了使该过程更具挑战性，区块链算法要求生成的哈希以一定数量的零开始。困难来自这样一个事实：无法预测任何给定数据集将吐出的哈希值，因此矿工每次在数据集中插入一个随机数时，会在其经过验证的块上反复运行计算。更改该数字后，将生成新的哈希。当矿工们最终得到正确数量的零时，他们就完成了。

找到满意哈希的第一个矿工然后向其他矿工宣布新的块，他们检查并将其附加到他们在他们的计算机上藏有的区块链的完整版本。为了完成所有这些工作，矿工们收集了新铸造的比特币以及任何采矿费用的奖励，用户自愿加入他们的交易，希望能够推动这项工作。

可以将散列视为锁定链上块的一种方法。假设您有一个需要关闭密钥的锁。你也有一大堆钥匙，但你不知道哪一个会起作用。你必须逐个尝试。当您最终找到正确的密钥时，将其保留在锁中，以便任何人都可以检查它是否合适。

从理论上讲，这项工作和矿工获得的回报可以作为良好行为的激励。比特币矿工大量投资于他们所服务的网络，包括他们消费的电力和他们购买的硬件。因此，他们认为，他们应该不愿意以任何方式损害货币，包括采取任何行动，例如双重支出，这可能会对比特币的完整性产生质疑并使货币贬值。

此类攻击进一步受挫，因为更改旧块内容的成本因添加到链中的每个新块而变得更加复杂。创建新块时，它包含前一个块的哈希值。旧块的任何更改都将导致所有后续块的无效哈希。因此，不必重复在该块之后执行的所有工作，就不可能将伪造的修改插入到先前的块中。在那个锁定类比中，就好像链条末端的锁定设计取决于它之前的所有锁定。因此，在区块链中间更改一个锁意味着必须为其后的每个锁找到新的密钥。

比特币“阻止，因为行为不端的当事人可以做损害是因他是多么[计算]功率有界各方行为不端，说：” 额敏枪Sirer，康奈尔大学的共同主任倡议CryptoCurrencies与合同(IC3) 。

通过迫使矿工提供昂贵的证据，然后为他们的工作偿还他们，Satoshi创造了第一个可行的点对点数字货币。但他也解决了一个更为普遍的问题，这个问题困扰着计算机科学家数十年的共识。比特币在过去八年中从未在任何相当长的一段时间内脱机，可靠地激励潜在不诚实参与者的网络来处理交易并确保这些事件的单一版本。结果是一个不断增长的数据链，任何有互联网连接的人都可以检查和添加，并且已经证明它非常不受攻击。

事实证明，这样的系统可能不仅仅是金钱。几乎在比特币首次亮相时，人们开始想象如果你推广这项技术，你可以在区块链上运行其他类型的应用程序。当矿工验证交易时，他们实际上正在运行处理数据的小程序，并对交易请求进行大拇指或大拇指向下。但是如果他们可以运行更复杂的程序，比如社交媒体网络的软件呢?如果区块链用于表示简单货币交易以外的数据，如在线论坛上的消息，该怎么办?

虽然这些想法来自比特币的创立，但多伦多需要几年时间和一位19岁的计算机科学专业学生才能使它们受欢迎。2013年，Vitalik Buterin设计了一种名为以太坊的全新区块链。以太坊的目标是利用比特币为货币做的事情并将其扩展到其他领域。

与比特币一样，以太坊使用具有自己货币的区块链，称为醚。与比特币不同，以太坊使用的是微型计划的交易，称为智能合约，可以无限复杂地编写。然后，用户可以通过向他们发送加载了指令的交易来与程序进行交互，矿工随后会处

在实践中，这意味着任何人都可以将软件程序嵌入到事务中，并且知道它将保留在那里，在区块链的生命周期内保持不变并且可访问。从理论上讲，使用以太坊，您可以用新版本取代Facebook，Twitter，Uber，Spotify或任何其他数字服务，这些新版本对审查机构无懈可击，并且在其政策中是透明的，并且可以在没有创建它们的人的情况下无限期地运行。

“令人惊奇的是，你可以将计算机程序放在该网络上......而且，与比特币相似，系统中的每个人都可以就所发生的事情达成一致 当它发生时......我认为这是一个深刻的想法，“以太坊的创始人约瑟夫鲁宾说，他现在经营Consensys，这是一家位于布鲁克林的分散应用孵化器。

什么是认可的分类帐?

与Buterin尝试使用区块链技术制造世界范围的计算机同时，另一个趋势是将技术推向相反的方向，朝着Satoshi的杰作的更封闭和控制的迭代。2014年9月，包括巴克莱银行，高盛集团和摩根大通在内的一组金融机构组成了一个名为R3的财团，探讨区块链如何提高银行间的支付效率。[看看这已经走了多远，请阅读本期“ 华尔街公司将数万亿美元转为区块链 ”)。

没过多久，这些机构就意识到像比特币和以太坊这样的区块链的开放结构与他们的需求背道而驰。主要关注的是用户的匿名性，他们在开放的区块链上用字母数字公共地址代表，没有提供他们真实世界身份的指示。美国和其他地方的银行法禁止这种匿名。“我们必须特别了解我们的参与者和交易对手是谁在这些平台上，”R3市场研究总监Tim Swanson说。

法律要求金融机构保护客户数据并控制其跨国家或地区线的出口。鉴于公共区块链在网络中的每台计算机上复制整个交易记录，在使用它们时不可能限制监管链。

因此诞生了区块链技术的“许可分类帐”方法。在许可的分类帐中，添加块的人员的身份是已知的，并且系统中的数据仅可由所选方查看。因为创建新块的权利是由运行代码而不是抽签的人员分配的，所以不需要工作量证明挖掘或加密货币来支付它。

这种系统旨在用于区块链中的所有参与者之间已经具有较小程度的信任但想要模拟中立第三方的服务的情况，银行在解决国际电汇时的情况可能就是如此。 。

去年，R3最近从40多家机构筹集了1.07亿美元，发布了第一个获得许可的分类账Corda。Corda已经有了竞争对手; 今年春天离开R3财团的摩根大通已经发布了自己的许可分类账Quorum。

许可分类账方法也已经扩展到银行以外的其他行业，这些行业发现自己是敏感客户数据的监护人。其中许多项目都是使用Hyperledger提供的工具构建的，这是一个由Linux基金会托管并由大型科技公司支持的开源项目。Hyperledger正在为希望使用智能合约的公司构建产品，但却不愿意接受像以太坊和比特币这样的开放式区块链。

“人们必须了解银行，保险和医疗保健行业等实体必须遵守的实际问题和监管要求。 他们无法承担一些开放系统带来的风险和不确定性，“ 区块链访问控制管理系统Hacera的创建者Jonathan Levi说。

智能合约如何真正起作用?

无论区块链最终赢得什么样的风格，在其上运行的智能合约都需要各种支持技术。在区块链狂欢节的阴影下，这些补充技术正在开发中，几乎没有大张旗鼓。它们对区块链技术的扩展至关重要。

“一旦你获得了智能合约，就会出现一系列问题，” 康奈尔大学IC3的联合主席Ari Juels说。这些问题分为几类。

首先，区块链无法存储太多数据。对于许多项目来说，这将是一个问题，例如，建议通过区块链直播视频 - 无处放置视频内容。

比特币区块链记录网络上每个硬币的输入和输出，以及每个交易最多允许40个字节元数据的附加字段的内容。就这样。

将合同放在区块链上的另一个问题是区块链本身并不知道现实世界中发生了什么。如果你的智能合约是一个飞行保险系统，这是一个问题，因为它需要知道你的航班何时起飞和降落。区块链从未被设计用于查询网站。“他们了解外部世界的任何东西都必须注入其中，”IC3的Juels说道。

理想情况下，开发人员将设计用于存储和访问数据的方案，这些方案不会重新引入漏洞 - 易受审查的脆弱性以及对潜在狡猾的人类的依赖 - 发明区块链是为了避免。要做到这一点，开发人员必须仔细考虑他们可以信任的“可信方”。

存储静态数据的问题可以通过分布式文件共享服务来解决，例如Protocols Labs的行星际数据库或Storj Labs的分散式云存储系统。这些系统可以让世界各地的人们在硬盘上出租剩余空间。这样的方案适用于基于区块链的智能合约系统，因为数据将被冗余地存储在世界各地的多台计算机上，因此总是可用且难以审查。

至于将实时数据导入区块链，这可以通过区块链开发人员称之为“oracles”的方式来处理。这些服务是为了可靠地查询实时数据源并将其提供给区块链上的智能合约而获得报酬。

在IC3，Juels实施了一个名为Town Crier的自动化神谕[PDF]。这意味着确保注入区块链的数据来自可信赖的来源并且未被篡改。它在英特尔处理器上使用“可信软件”飞地。芯片在加密屏蔽后面运行代码，但仍然提供程序按照承诺执行的证据。

这个东西来自哪里?

如果现代社会所依赖的许多数字服务都要通过区块链技术进行重建，那么有人将不得不为必须完成的所有工程和研究付费。

但是，当你想要做的是创造一种技术 - 如果它成功 - 将破坏许多企业生存的有价值数据时，你如何为这些功能获得资金?理想情况下，开放的区块链，如以太坊，将数据保管委托给创建它的人，让他们可以选择共享它的方式。在这样的环境中，公司不再能够在收获并销售其客户的浏览行为，购买历史或位置数据的商业模式中生存下来。区块链公司也不能依赖其知识产权的限制性拥有，因为开放区块链上的程序可供所有人查看。

尽管如此，基于区块链的企业的潜在融资机制已经出现：区块链融资的一个新趋势，即初始公开募股(或首次公开发行或首次公开募股后)的ICO，虽然在法律上有问题，但已经证明是非常有利可图的。

选择通过ICO资助其项目的团体设计他们的智能合约，以便用户必须拥有特定于应用程序的硬币才能使用该应用程序。然后这些团体在推出之前创造了一堆硬币并在公开市场上出售。

在非数字世界中，就像有人打开洗衣店，你只能使用自定义硬币来运行机器。因此，所有者不仅仅是获得投资者，还会向公众出售一堆硬币，然后可以按照洗衣服务价值确定的价格进行交易。

到目前为止，超过5亿美元通过代币销售涌入区块链公司，过去几个月新产品的价格和价格出现了令人瞩目的加速。今年7月，一个名为Tezos的区块链项目创造了一项记录，其中有一个ICO超过2亿美元。

这种天文投资导致一些观察者抱怨工作中存在严重的虚伪。区块链开发人员的开放平台Monax Industries的联合创始人Preston Byrne说：“正在推动这些计划的区块链企业家真正展示了他们归于标准金融服务的所有贪婪和贪婪”以及政府支持的货币。“因此，当资金开始朝着他们的方向流动时，他们对公众也变得同样粗心 - 他们曾经是这样。”

然而，其他人则认为ICO作为一种新的投资工具，与资助的应用程序一样具有破坏性。

“金钱不是万恶之源。公平是所有邪恶的根源，“ Joel Monegro说道，他离开了Union Square Ventures，创立了Placeholder，一个专门用于区块链技术的新基金。

区块链初创公司领导人经常重复他的论点，即让创始人和员工在公司中拥有股权，鼓励他们囤积财富而不是用它来改进他们的产品。

另一方面，特定于应用程序的硬币不仅是金融工具，而且是获取技术的手段。因此，使用服务的人越多，访问该服务所需的令牌的需求就越多。

“作为一家公司，我的激励不是为了获得更多的利润，而是为了获得更多的使用，因为服务的使用使得代币值得赞赏。你完全放弃了激励措施，“Monegro说。

至少在美国，ICO狂欢可能已经结束。7月下旬，美国证券交易委员会在启动现场发出一阵寒意。它发出警告，该部门审查的许多ICO属于证券类别，因此受其规则约束。

尽管如此，ICO现金海啸的后沿仍然在行业的海岸上洗涤。只有时间会证明它是否得到了很好的利用。

“时代变了，而且很快。我们中的一些早期采用者，他们在三四年前在经济上挣扎但坚持他们的信仰和硬币，现在非常富裕，“Hacera的Levi说。“我们仍然需要比特币和以太坊才能在更大规模上运营，企业需要更多地分散并保护敏感数据。我们现在面临着一种全新的，不同的挑战：鉴于投入了大量资金，还有多少老前辈和新人会坚持这一事业并继续致力于用技术改变世界已经改变了他们的。“