上一講，我們講到了WEB3的定義以及互聯網從WEB1、WEB2、到WEB3的變遷，課程中，對WEB3的描述裡，有一個重要的概念，就是區塊鏈技術，可以說，如果沒有區塊鏈技術，也就不會有WEB3。
區塊鏈技術是實現去中心化的核心技術，這一講，我們來談談區塊鏈。
區塊 + 鏈
區塊鏈定義
區塊鏈，顧名思義，就是一個又一個區塊組成的鏈條。
每一個區塊中保存了一定的信息，它們按照各自產生的時間順序連接成鏈條。
這個鏈條被保存在所有的服務器中，只要整個系統中有一臺服務器可以工作，整條區塊鏈就是安全的。
這些服務器在區塊鏈系統中被稱為節點，它們為整個區塊鏈系統提供存儲空間和算力支持。
如果要修改區塊鏈中的信息，必須征得半數以上節點的同意並修改所有節點中的信息，而這些節點通常掌握在不同的主體手中，因此篡改區塊鏈中的信息是一件極其困難的事。
相比於傳統的網絡，區塊鏈具有兩大核心特點：
一是數據難以篡改；
二是去中心化；
基於這兩個特點，區塊鏈所記錄的信息更加真實可靠，可以幫助解決人們互不信任的問題。
特性
去中心化
區塊鏈中的去中心化是指將控制權和決策權從中心化實體《個人、組織或團體》轉讓給分佈式網絡。
去中心化區塊鏈網絡使用透明度來減少對參與者之間取得信任的需要。
這些網絡還以削弱網絡功能性的方式，阻止參與者彼此施加權力或控制。
不可變性
不可變性是指某些內容不能更改或改變。
一旦某個參與者將交易記錄到共享分類賬中，則任何參與者均不能篡改該交易。
如果某個交易記錄包含錯誤，則您必須添加新交易以修正錯誤，並且整個網絡均可看見這兩個交易。
共識
區塊鏈系統將建立關於參與者就記錄交易達成共識的規則。
僅當網絡中的大部分參與者都同意時，才能記錄新交易。
應用場景
- 能源
- 金融
- 媒體娛樂
- 零售
- 眾籌
- 溯源
- 醫療
- 物聯網點對點
區塊鏈的類型
公鏈——人人可參與
公鏈——人人可參與
公有鏈是指全世界任何人都可以隨時進入到系統中讀取數據、發送可確認交易、競爭記賬的區塊鏈。
公有鏈通常被認為是『完全去中心化』的，因為沒有任何個人或者機構可以控制或篡改其中數據的讀寫。
私鏈——權利掌握在少數人手裡
一個組織可以控制多個私有區塊鏈，又稱為托管式區塊鏈。
該機構決定誰能成為成員，以及他們在該網絡中擁有哪些權限。
私有區塊鏈隻是部分去中心化，因為它們具有訪問限制。
Ripple 就是一個私有區塊鏈的示例，它是一個面向企業的數字貨幣交換網絡。
聯盟鏈——部分去中心化
聯盟區塊鏈網絡由一家組織負責監管，多家預先選擇的組織共同承擔維護區塊鏈及確定數據訪問權限的職責的網絡結構。
對於其中很多組織擁有共同目標並可通過共擔責任而獲益的行業，通常更喜歡聯盟區塊鏈網絡。
例如，全球航運業務網絡聯盟 (Global Shipping Business Network Consortium) 是一個非營利性區塊鏈聯盟，該聯盟致力於實現航運業數字化，以及加強海運業運營商之間的合作。
混合區塊鏈——選擇性去中心化
混合區塊鏈結合了私有網絡和公有網絡的元素。
公司可隨公有系統一起建立私有、基於權限的系統。
通過這種方法，公司可以控制對區塊鏈中存儲的特定數據的訪問，同時保持其餘數據處於公開狀態。
公司使用智能合約允許公有成員檢查私有交易是否已經完成。
例如，混合區塊鏈可以授予對數字貨幣的公有訪問權限，同時保持銀行擁有的貨幣處於私有狀態。
哪種類型的區塊鏈更有優勢？
從本質上講，公有、私有和聯盟鏈並不矛盾，它們隻是使用了不同的技術：
公有鏈:
- 優點:
- 所有交易數據公開、透明: 雖然公有鏈上所有節點是匿名《更確切一點，『非實名』》加入網絡，但任何節點都可以查看其他節點的賬戶餘額以及交易活動。
- 無法篡改: 公有鏈是高度去中心化的分佈式賬本，篡改交易數據幾乎不可能實現，除非篡改者控制了全網51%的算力。
- 目前像一般比較出名的數字貨幣：比特幣、以太幣、瑞波幣等都是使用公有鏈來運行的。
- 缺點:
- 低吞吐量《TPS》:高度去中心化和低吞吐量是公有鏈不得不面對的兩難境地，例如最成熟的公有鏈——比特幣，每秒隻能處理7筆交易信息《按照每筆交易大小為250字節》，高峰期能處理的交易筆數就更低了。
- 交易速度緩慢: 低吞吐量的必然帶來緩慢的交易速度。
網絡極度擁堵，有時一筆交易需要幾天才能處理完畢，還需要繳納幾百塊轉賬費。
- 應用場景：
- 金融、理財
- 遊戲
- 支付場景
私有鏈：
- 優點：
- 交易速度快：這是因為私有鏈參與的節點少，都具有很高的信任度，並不需要每個節點來驗證一個交易。
- 保障隱私：因為私有鏈用戶讀取數據的權限是受限制的，因此，交易的參與者想要公開的獲得私有鏈上的數據是非常困難的。
- 交易成本低：在私有鏈上進行交易，並不需要所有網絡節點的認可，隻需要幾個認可度高的高算力節點來確定即可，大大提高了交易效率，節省了交易成本。
- 缺點：
- 不具備去中心化：仍然用中心化的思維來維護區塊鏈，由集中管理者進行監督、管理和控制，私有鏈保留了區塊鏈的真實性和部分去中心化的特性，主要用於企業績效，應用場景包括數據庫管理、審計、內部激勵等等。
- 應用場景：
- 充當公鏈的測試鏈：
- 企業內部審計管理等：部分企業之所以使用私有鏈而不是聯盟鏈或公鏈的原因其實是企業內部敏感數據的保護需求，聯盟鏈或公鏈在這部分方面是無法做到的；同時企業為了方便內部管理，也有一定的私有鏈應用需求。
我們如果將一個大型企業看成是一個區塊鏈，那麼企業內部復雜的部門和各個分公司子公司等都是一個個節點，對於這類大型企業來說，企業管理也是一個非常重要的部分，而財務等方面的審計也是企業內部關注的事情，企業內部的私有鏈一般都屬於企業內部或購買相應軟件產品而實現的功能，當然也有超級賬本或企業以太坊等解決方案，一般其功能豐富，TPS(Transactions Per Second)較高，可擴展性也非常好，可以實現企業內部更加復雜的功能，比如財務審計、物料管理、商務合約等各種應用場景。
- 螞蟻金服
聯盟鏈：
- 優點：
- 沒有交易費用
- 可控性強
- 交易速度比公鏈快
- 聯盟成員內部數據公開
- 缺點：
- 盡管聯盟鏈速度加快，但是相比公有鏈來說，聯盟鏈並不是完全去中心化的。
因為理論上聯盟之間可以聯合起來修改區塊鏈數據。
- 所有交易數據公開、透明: 雖然公有鏈上所有節點是匿名《更確切一點，『非實名』》加入網絡，但任何節點都可以查看其他節點的賬戶餘額以及交易活動。
- 無法篡改: 公有鏈是高度去中心化的分佈式賬本，篡改交易數據幾乎不可能實現，除非篡改者控制了全網51%的算力。
- 目前像一般比較出名的數字貨幣：比特幣、以太幣、瑞波幣等都是使用公有鏈來運行的。
- 低吞吐量《TPS》:高度去中心化和低吞吐量是公有鏈不得不面對的兩難境地，例如最成熟的公有鏈——比特幣，每秒隻能處理7筆交易信息《按照每筆交易大小為250字節》，高峰期能處理的交易筆數就更低了。
- 交易速度緩慢: 低吞吐量的必然帶來緩慢的交易速度。
網絡極度擁堵，有時一筆交易需要幾天才能處理完畢，還需要繳納幾百塊轉賬費。
- 應用場景：
- 金融、理財
- 遊戲
- 支付場景
- 優點：
- 交易速度快：這是因為私有鏈參與的節點少，都具有很高的信任度，並不需要每個節點來驗證一個交易。
- 保障隱私：因為私有鏈用戶讀取數據的權限是受限制的，因此，交易的參與者想要公開的獲得私有鏈上的數據是非常困難的。
- 交易成本低：在私有鏈上進行交易，並不需要所有網絡節點的認可，隻需要幾個認可度高的高算力節點來確定即可，大大提高了交易效率，節省了交易成本。
- 缺點：
- 不具備去中心化：仍然用中心化的思維來維護區塊鏈，由集中管理者進行監督、管理和控制，私有鏈保留了區塊鏈的真實性和部分去中心化的特性，主要用於企業績效，應用場景包括數據庫管理、審計、內部激勵等等。
- 應用場景：
- 充當公鏈的測試鏈：
- 企業內部審計管理等：部分企業之所以使用私有鏈而不是聯盟鏈或公鏈的原因其實是企業內部敏感數據的保護需求，聯盟鏈或公鏈在這部分方面是無法做到的；同時企業為了方便內部管理，也有一定的私有鏈應用需求。
我們如果將一個大型企業看成是一個區塊鏈，那麼企業內部復雜的部門和各個分公司子公司等都是一個個節點，對於這類大型企業來說，企業管理也是一個非常重要的部分，而財務等方面的審計也是企業內部關注的事情，企業內部的私有鏈一般都屬於企業內部或購買相應軟件產品而實現的功能，當然也有超級賬本或企業以太坊等解決方案，一般其功能豐富，TPS(Transactions Per Second)較高，可擴展性也非常好，可以實現企業內部更加復雜的功能，比如財務審計、物料管理、商務合約等各種應用場景。
- 螞蟻金服
聯盟鏈：
- 優點：
- 沒有交易費用
- 可控性強
- 交易速度比公鏈快
- 聯盟成員內部數據公開
- 缺點：
- 盡管聯盟鏈速度加快，但是相比公有鏈來說，聯盟鏈並不是完全去中心化的。
因為理論上聯盟之間可以聯合起來修改區塊鏈數據。
- 沒有交易費用
- 可控性強
- 交易速度比公鏈快
- 聯盟成員內部數據公開
- 盡管聯盟鏈速度加快，但是相比公有鏈來說，聯盟鏈並不是完全去中心化的。
因為理論上聯盟之間可以聯合起來修改區塊鏈數據。
下表總結了一些主要差異
區塊鏈類型
公鏈
私鏈
聯盟鏈
準入限制
無
有
有
讀取者
任何人
僅限受邀用戶
相關聯用戶
寫入者
任何人
獲批參與者
獲批參與者
所屬者
無
單一實體
多方實體
了解參與者
否
是
是
交易速度
慢
快
快
區塊鏈技術是如何發展的？
區塊鏈的很多基礎技術概念其實都來自於一個於1993年成立的神秘郵件列表組織——密碼朋克《Cypherpunk》。
裡面包含了許多我們如今耳熟能詳的計算機大佬們，比如:
- 維基解密創始人：阿桑奇
- BT下載作者：佈萊姆-科恩
- WWW的發明者：蒂姆伯納斯-李
- 智能合約概念提出者：尼克薩博
- Facebook的首任總裁：肖恩·帕克
當然還包括了一個重量級人物–比特幣發明者：中本聰
組裡主要討論內容包括：數學，密碼學，計算機技術,數字貨幣等話題
1997年密碼學家亞當貝克提出的Hashcash算法，Hashcash是一個工作量證明《POW》算法，可以用於垃圾郵件過濾，拒絕服務攻擊《DDOS》等領域。
比特幣中挖礦算法的工作量證明機制也是基於Hashcash來實現的。
然而，很多人不知道的是，其實區塊鏈的底層構想並不是由中本聰最先提出。
早在比特幣誕生的前10年，就由一位名為Wei Dai的華人密碼學家放在了他的一個名為B- Money的研究之中。
B-money 的設計在很多關鍵的技術特質上與比特幣非常相似。
它率先提出了分佈式賬本的理念，要求所有的賬戶持有者共同決定計算量的成本並就此達成一致意見，並首次引入了PoW機制、數字簽名、P2P交易、智能合約、身份驗證等概念。
但作為一個並不完備的構想，當時的B-money在很多內容上都是淺嘗輒止，在共識模型、獎懲機制、貨幣的創造等方面沒有提出詳細的解決方案，因此隻是停留在了設計層面並沒有付諸實踐，在當時也沒有引起很大的水花。
直到2008年10月31日一位自稱中本聰《Satoshi Nakamoto》的人發表了論文《比特幣：對等網絡電子現金系統》，闡述了基於P2P網絡技術、加密技術、時間戳技術、工作量證明等的電子現金系統的構架理念，這標志著比特幣的誕生。
兩個月後理論步入實踐，2009年1月3日第一個序號為0的創世區塊誕生。
幾天後2009年1月9日出現序號為1的區塊，並與序號為0的創世區塊相連接形成了鏈，標志著區塊鏈的誕生。
可見區塊鏈並不是一個單一的技術是一系列技術的集合。
該技術一直在不斷發展，已經經過以下三代：
第一代 – 比特幣和其他虛擬貨幣
使用區塊鏈技術開發了虛擬貨幣；
2008 年，一個僅知道名字為中本聰 (Satoshi Nakamoto) 的匿名個人或團體，概述了區塊鏈技術的現代形態。
中本聰的比特幣區塊鏈理念將 1 MB 信息區塊用於比特幣交易。
比特幣區塊鏈系統的很多功能，即便是今天也仍處於區塊鏈技術的中心地位。
第二代 – 智能合約
在第一代加密貨幣出現後的幾年，開發人員開始考慮加密貨幣以外的區塊鏈應用。
例如，以太坊的發明者們決定在資產轉讓交易中使用區塊鏈技術。
他們的重要貢獻就是智能合約功能。
第三代 – 未來
隨著眾多公司發現和實現新應用，區塊鏈技術也在不斷發展和成長。
很多公司正在解決規模和計算能力的限制，在正在進行的區塊鏈革命中，潛在機會是無限的。