老张说|区块链：新一代互联网技术

原标题：老张说|区块链：新一代互联网技术

摘 要 ：数十年互联网技术的飞速发展，形成了若干大数据中心，也带来了信息阻塞、技术故障影响正常运作的隐患。区块链通过不可逆加密技术和工作量证明，实现了数据的分布式存储、去中心化，对现有管理模式形成巨大冲击。

比特币从2009年开始“发行”，到现在已经成熟运行8年，大家已经普遍认可比特币是“数字货币”、“数字黄金”。不过，老张认为，比特币最值得关注的是其通过区块链技术带来的“去中心化”。

最近数十年，互联网飞速发展，信息呈几何级增长，大型企业在建立涵盖全国、全球业务的“数据中心”的同时，还需建立多个异地备份中心。对金融系统而言，每天的账务需要日终处理，批量执行大业务量时，还可能出现阻塞，造成宕机。互联网时代，企业面临的大数据、大信息以及中心化，带来了巨大的运行压力。

区块链技术的出现，为互联网信息化带来了新的思路。

区块链是什么

区块链是一个全网广播的协议，每发生一笔交易、每增加一个区块，都会在全网广播。也就是说，区块链中的信息对每一节点都是透明的，只要想做，每一个节点都能获得任何一笔交易或区块的信息，进行验证。广而告之是保证数据真实的重要特征之一。

区块链是加密技术发展到一定程度的成果，信息要在网络中准确传输，有效的加密技术是必须的。哈希加密（HASH）是区块链信息安全的重要支柱。哈希加密是一种不可逆的加密方式，每个“信息”加密后的结果是唯一的，但根据不同加密结果不能逆推“信息”。

信息如何加密

用户密钥

区块链需要全网广播，为了安全，每个参与者都有一个自己独有的电子指纹——私钥，用于电子签名。与其他参与者交易时，参与者会通过私钥经加密算法生成一个公钥，公钥和私钥的关系可以简单验证。在比特币中，私钥是一个256个字节的随机数，根据私钥进行双哈希获得公钥，从公钥不能逆推出私钥，但可以验证公钥和私钥是否匹配。打个比方，比特币中公钥相当于银行账号，私钥相当于签名，只有正确的签名才能确认银行账户的所有权和支配权。在区块链中，公钥和私钥都是字符，具有很强的隐私保护性，公钥和私钥间的不可逆，保证了电子钱包的安全性。

记账加密

区块链从创始块开始，每隔一段时间出块一次，平均时间间隔是固定的，比如比特币出块时间是10分钟，莱特币出块时间是2.5分钟。为了保证信息的不可篡改，需要将不同区块采用加密的方式串接，这个链接就是每个区块的哈希值。

在比特币中，每个区块都包含两个哈希值，一个是本区块哈希值，一个是父区块哈希值。每个区块存储的父区块哈希值就像遗传基因一样，在区块链间传递。每个区块的哈希值是根据区块头的信息进行哈希计算得出，而区块头中的merkle根哈希值则是区块中所有交易信息的电子指纹。

Merkle值的生成过程如下：1、计算每个交易的哈希值，哈希值的长度固定为32个字节，256位；2、每两个哈希值为一组，生成新的哈希值；3、按照此原理逐层向上形成哈希值；4、直到最后形成一个根哈希值。无论有多少交易数据，最后的merkle根都是一个256位的哈希值，这极大提高了加密信息的价值，因为在交易中任何信息的改变，都会导致与此交易相连接的哈希值发生变化，最终导致merkle根哈希值的变化。

merkle值计算方法

区块头的哈希值包含两个重要要素：一是merkle根哈希值；二是父区块哈希值，因此，区块头哈希值是包含了本区块所有交易信息和父区块的信息的电子指纹，任何针对交易的修改都会通过merkle值的变化导致区块哈希值的变化；任何对父区块信息的修改，都会导致父区块哈希值的变化，从而导致区块头哈希值的变化。因此，通过哈希加密，任何针对某块信息的修改（如277315块），都会导致后续所有区块数据的修改（不仅仅要修改277315块，还要修改277316块等所有后续块）。由此，可见区块链的加密方法是多么严格。

区块头哈希值链接

工作量证明和记账

区块链的核心是记账，但如何让参与者有积极性记账，且保证记账的准确性，就需要工作量证明。记账者要验证所有的交易，对计算机来说很简单，是“秒秒钟”的事情，但经济学的核心是劳动和报酬的对价，如果秒秒钟记账报酬可能会很低，参与者可能没有积极性去参与，为此，区块链给参与者“找了点事干”，计算有难度的哈希值，并通过难度控制，来控制完成答案的时间，即出块速度。如前面介绍的，比特币出块时间是10分钟，莱特币出块时间2.5分钟，出块间隔就是每次补偿的时间计量单位。

以比特币为例，每个获得记账权的“矿工”，现在的奖励是12.5个比特币，外加“交易费”，现在交易费用只占很小的份额，主要以挖矿奖励为主。当挖矿算力增加，导致平均挖矿时间小于10分钟时（每两周调整一次），根据协议会提高难度，否则会降低难度。通过此类安排，保证了按照市场奖励机制雇佣到合适的“主动记账员”，从而保证系统的正常运转。“矿工”的算力工作量证明和10分钟的出块时间，保证了比特币系统的稳定。从比特币8年的运行情况看，区块链相当稳定。

区块链或颠覆现有模式

区块链向我们展示了一个去中心化组织的运行模式，一个分布式的组织运行模式，一个无意识“矿工”有组织的记账模式。区块链通过无数个没有关系的碎片的活动，形成一个庞大的有组织、有目的的系统，犹如“失控”中介绍的蜂群效应，对未来企业组织模式、社会组织模式的形成产生了巨大冲击。

完整的区块化信息链、大量的分布式存储、无数的个体验证，带给我们的是无数遐想。未来会不会不再需要那么大的机房，会不会摧毁中心信息处理，会不会由大量个体验证代替权威验证，会不会每个手机每个电脑都在时刻完成“组织”交给的任务，但“机主”却不知道？

去中心化，可能让企业越来越小，可能会让央行消失，可能会让证券交易所消失。一切皆有可能。