區(qū)塊鏈存在的目的是什么它解決了哪些問題

區(qū)塊鏈技術(shù)是近年來人們?cè)絹碓礁信d趣和關(guān)注的課題。有很多關(guān)于這個(gè)主題的討論、活動(dòng)和出版物;然而，大多數(shù)關(guān)于區(qū)塊鏈的內(nèi)容都具有誤導(dǎo)性。關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)的真相、它的功能以及它對(duì)企業(yè)未來的影響，人們?nèi)匀挥泻芏嗬Щ?。甚至有人提出，區(qū)塊鏈將取代醫(yī)生。

不，區(qū)塊鏈不是來統(tǒng)治我們的未來的。作為一名致力于開發(fā)該技術(shù)并將其應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景的技術(shù)人員，我認(rèn)為現(xiàn)在應(yīng)該對(duì)區(qū)塊鏈進(jìn)行清楚的說明，并就其好處和最合適的用例達(dá)成共識(shí)。

我認(rèn)為，人們?cè)诮忉屵@項(xiàng)技術(shù)時(shí)最常犯的錯(cuò)誤是，在解釋技術(shù)細(xì)節(jié)時(shí)，甚至沒有提到我們最初為什么需要它。要清楚地理解一個(gè)解決方案，最好的方法是首先理解問題本身。

“共識(shí)”是我們?cè)谶@里尋找的關(guān)鍵詞，具體來說，它是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的共識(shí)。由于我們已經(jīng)開始構(gòu)建多進(jìn)程、多機(jī)器、可伸縮和冗余的系統(tǒng)，所以我們?cè)谙到y(tǒng)的歷史和當(dāng)前狀態(tài)方面存在共識(shí)問題。

我們?cè)谶@里討論的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以被認(rèn)為由兩個(gè)基本部分組成。我們有當(dāng)前狀態(tài)的數(shù)據(jù)，我們有規(guī)則來處理數(shù)據(jù)，改變它，創(chuàng)建它。這些系統(tǒng)有多個(gè)部分，即通過部分可靠的網(wǎng)絡(luò)分布和連接的機(jī)器來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的各個(gè)部分對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先確定的規(guī)則運(yùn)行，以此，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。在此過程中，它們需要彼此同步，而同步的目的是保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和系統(tǒng)的共識(shí)性。事實(shí)上，無論它們是如何分布的，它們都試圖像一個(gè)原子實(shí)體那樣工作。

當(dāng)我們有一個(gè)分布式系統(tǒng)時(shí)，我們經(jīng)常不得不面對(duì)共識(shí)的問題。

為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和正常工作，分布式系統(tǒng)的各個(gè)部分相互通信。不幸的是，他們的通信渠道是不完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)可能丟失或延遲。

此外，還存在競(jìng)爭(zhēng)條件問題，可能會(huì)與其他競(jìng)爭(zhēng)部分的工作發(fā)生沖突。在這些情況下，共識(shí)算法可以幫助我們，有幾種成熟的算法，如PAXOSand RAFT。我不會(huì)詳細(xì)介紹這些算法，但是我們需要知道的是它們是在一個(gè)可信任的環(huán)境中工作的。我的意思是，系統(tǒng)中的每一方都依賴于這樣一個(gè)事實(shí)，即系統(tǒng)的其他組成部分是根據(jù)規(guī)則工作的，而不會(huì)試圖破壞系統(tǒng)。

另一方面，分散式系統(tǒng)與分布式系統(tǒng)的不同之處在于，它缺乏中央權(quán)威，并且對(duì)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的其他各方缺乏信任。舊的共識(shí)算法在分散的環(huán)境中變得不夠。這就是區(qū)塊鏈解決方案和拜占庭共識(shí)算法幫助我們的地方。在分散式的系統(tǒng)中，沒有任何一方說了算。即使我們可以依靠其他各方的意愿，建立一個(gè)健全的制度，我們也需要執(zhí)行規(guī)則，并能夠相應(yīng)地運(yùn)行這個(gè)制度。那么，當(dāng)沒有人來統(tǒng)治這個(gè)體系時(shí)，我們?nèi)绾巫屗\(yùn)轉(zhuǎn)起來呢？當(dāng)我們進(jìn)入一個(gè)分散的環(huán)境時(shí)，我們的共識(shí)問題會(huì)發(fā)生一些變化，變成拜占庭式的共識(shí)問題。拜占庭共識(shí)不同于分布式系統(tǒng)的共識(shí)。在分布式系統(tǒng)中，所有各方都可以信任對(duì)方正確地工作。然而，拜占庭式的共識(shí)必須考慮到不可靠的政黨，甚至那些反對(duì)體制的政黨。區(qū)塊鏈系統(tǒng)固有的拜占庭容錯(cuò)算法是分散業(yè)務(wù)案例的止痛藥。

區(qū)塊鏈技術(shù)的價(jià)值在于它所嵌入的拜占庭共識(shí)性算法。事實(shí)上，塊、鏈只是一個(gè)巧妙設(shè)計(jì)的工具，幫助我們達(dá)成共識(shí)，并保持它。在區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)中使用了許多共識(shí)的算法。舉幾個(gè)例子，我們可以提到PoW （work proof）、PoS （proof of stake）、PoA （proof of authority）、PBFT等等……

基于區(qū)塊鏈的系統(tǒng)按其性質(zhì)可分為三類：公共的、許可的和私有的。在公共區(qū)塊鏈中，任何人都可以訪問和參與網(wǎng)絡(luò)。比特幣是公共區(qū)塊鏈的一個(gè)很好的例子。在一個(gè)被許可的區(qū)塊鏈中，只有那些被授權(quán)的人才可以參與網(wǎng)絡(luò)。私有區(qū)塊鏈?zhǔn)怯糜谔鎿Q機(jī)構(gòu)中基于數(shù)據(jù)庫(kù)的解決方案的內(nèi)部區(qū)塊鏈。

雖然區(qū)塊鏈因比特幣的流行而出名，但加密貨幣只是合適的用例之一。在企業(yè)界，尤其是在金融業(yè)，有很多研究和工作正在進(jìn)行，以利用這項(xiàng)技術(shù)。

企業(yè)應(yīng)用程序通常更喜歡經(jīng)過許可的區(qū)塊鏈。企業(yè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)通常選擇PoA、PBFT算法或其變體作為共識(shí)算法。

對(duì)于在這個(gè)領(lǐng)域工作的人來說，為區(qū)塊鏈找到一個(gè)合適的用例是一個(gè)常見的痛點(diǎn)。要找到合適的用例，我們應(yīng)該看到區(qū)塊鏈解決的問題是分散的、不可信的系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，多個(gè)參與方共同工作，但并不一定信任彼此。區(qū)塊鏈技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)中沒有必要信任其他系統(tǒng)。

在過去許多多方協(xié)作的業(yè)務(wù)案例中，通常會(huì)找到一個(gè)新的可信第三方來運(yùn)行系統(tǒng)。中央銀行、清算與結(jié)算銀行等機(jī)構(gòu)都扮演著值得信賴的第三方角色。所有各方都會(huì)信任第三方來運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng)。企業(yè)區(qū)塊鏈技術(shù)將第三方的信任分配給網(wǎng)絡(luò)本身。與只與一方信任和共享所有業(yè)務(wù)不同，參與其中的每個(gè)人都信任整個(gè)網(wǎng)絡(luò)來正常運(yùn)行。區(qū)塊鏈和共識(shí)算法使得對(duì)數(shù)據(jù)達(dá)成一致成為可能，甚至可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)上運(yùn)行的系統(tǒng)規(guī)則（智能合約）。

那么，我們?nèi)绾螢閰^(qū)塊鏈選擇正確的業(yè)務(wù)模型和用例呢？

與普遍的看法相反，如果使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和web服務(wù)技術(shù)可以合理地實(shí)現(xiàn)某些業(yè)務(wù)模型，那么區(qū)塊鏈技術(shù)很可能不是一個(gè)合適的替代方案。另一方面，任何需要建立可信第三方的企業(yè)都非常適合區(qū)塊鏈技術(shù)。在這兩種情況之間的任何地方都有區(qū)塊鏈技術(shù)候選項(xiàng)，需要單獨(dú)考慮。

另一個(gè)可能出現(xiàn)的問題是，區(qū)塊鏈如何影響已經(jīng)建立的可信第三方，甚至未來的第三方？同樣，與普遍看法相反，區(qū)塊鏈不能取代這些機(jī)構(gòu)。它只是一個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，仍然需要建立網(wǎng)絡(luò)，定義系統(tǒng)的規(guī)則，并負(fù)責(zé)它。所以區(qū)塊鏈將為第三方做的是通過自動(dòng)化大部分底層工作來減輕他們肩上的負(fù)擔(dān)。

在接下來的文章中，我將嘗試深入探討共識(shí)主題，并計(jì)劃分析實(shí)際的區(qū)塊鏈業(yè)務(wù)案例。我還想談?wù)勎覀冊(cè)趹?yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)所面臨的問題，尤其是大多數(shù)未知的隱私問題和ZKP解決方案。與GDPR相關(guān)的問題在多方業(yè)務(wù)案例中的含義，以及如何使用區(qū)塊鏈和高級(jí)加密協(xié)議解決這些問題，也是我想提到的主題之一。