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科普:重塑世界的区块链技术

科普:重塑世界的区块链技术-E安全

近年来,比特币相关技术的发展与应用正在深刻影响着金融、网络、政府公共服务等多个领域比特币在2017年底也一度跃升成为最火热的话题,整体年度市值成长近1300%。这戏剧性的价值涨幅,连带影响到其背后的关键技术——区块链技术逐渐引发多方关注。

在大多数人看来,区块链与比特币相互共存,其实不然。区块链事实上是独立于加密货币之外的一项非中心化信息储存工具。被誉为“数字经济之父”的唐•泰普史考特曾预言称,影响未来几十年的“黑科技”已经到来,它不是社交媒体,也不是机器人,不是数据,甚至不是人工智能科技,而是区块链技术。比特币是区块链(Blockchain)技术最好的杀手级应用,由中本聪在2009年提出。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性和生成下一个区块。那么区块链的本质究竟是什么?《哈佛商业评论》曾用一句话贴切描述区块链为“一种开放,分布式的分类账簿,能有效记录双方交易,并以可核查与永久性的方式记录”。

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那么区块链技术究竟如何在现实中应用呢?下面就以比特币为例来探究区块链技术的应用模式——当客户端发起一项交易后,会广播到网络中并等待确认。网络中的节点会将一些等待确认的交易记录打包在一起,组成一个候选区块。然后,试图找到一个nonce串放到区块里,使得候选区块的hash结果满足一定条件(比如小于某个值)。一旦算出来这个区块在格式上就合法了,就可以进行全网广播。大家拿到提案区块,进行验证,发现确实符合约定条件了,就承认这个区块是一个合法的新区块,被添加到链上。

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区块链技术具有以下五大特点

一是非中心化。区块链技术采取分布式核算和存储,不依赖第三方管理机构或硬件设施,不存在中心化管制,在区块链中任何参与者都是一个节点,每个节点的权限都是对等的。非中心化是区块链最突出、最本质的特征。

二是开放性。区块链技术基础是开源的,除了交易各方的私有信息被加密外,区块链的数据对所有人均是公开的,整个系统信息高度透明。

三是自动化。区块链基于协商一致的规范和协议(例如比特币采用的“哈希算法”等密码算法),整个系统可在不依赖第三方的情况下,自动安全地验证和交换数据。

四是匿名性。由于所有节点能够在“非信任”的环境下自动运行,因此各区块节点的身份信息无需公开或验证,信息可以匿名的方式传递。

五是不可篡改性。进入区块链的信息经过验证后将永久保存。除非同时控制整个系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,使攻击的难度与成本大大增加。

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区块链的技术原理和运行机制使其在保障信息安全性和完整性上具有不可比拟的天然优势。区块链的多个节点网络通过共识机制运作,单个节点都会储存区块链上的所有数据。因此,即便是单一节点遭受黑客攻击,也不会影响区块链系统的整体运行。区块链的分布式存储有效降低了数据集中管理的风险。正是区块链的技术特点和独特优势,为其在金融、网络、军事,及政府公共服务等多个领域的应用开辟了广阔空间。

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美国《企业家》杂志专栏作家 Josh MacDonald 给出了5项区块链在未来最有潜力颠覆日常生活的运用

01、网络安全

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区块链最吸引人之处在于信息透明度,所有数据需通过加密系统验证。确保数据在传输过程中不会被第三方拦截。如此一来区块链可免除人为错误、数据损毁与黑客攻击的风险,大幅降低网络信息风险的可能性。爱沙尼亚安全软件公司 Guardtime 正尝试以区块链设计“无钥匙签名”(Keyless Signature Infrastructure)技术。此技术可用于标记数据、验证数据,保持其真实性与完整性,提供政府、企业加密级别的数据安全。

02、选举和投票

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选举最令人担忧的就是可能涉及暗箱操作。有了区块链技术加入,能贯穿整个选举过程:从投票人身分辨认、选票纪录、票数统计,根除人为做票的任何可能。所有投票纪录一切公开、透明,且所有纪录无法擅自修改、删除。目前已有家新创公司Follow My Vote正致力开发运用区块链于选举的解决方案。

03、不动产交易

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购买和出售不动产产权往往隐藏许多痛点,像是大量文书工作、缺乏透明度、纪录错误及人为蓄意欺诈等。若能利用区块链进入流程,不但可加快交易时间、减少交易成本、提高整体效率,同时还能减少纸本纪录的需要。技术和金融新创公司Ubiquity已开始提供以区块链技术为核心的SaaS平台,处理抵押贷款、所有权交易与金融相关领域。

04、分析与预测

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随着不同产业逐渐投入区块链运用层面,甚至有平台运用至“预测未来事件”。Augur透过区块链技术,允许所有用户预测未来事件,对可能发生的事情下赌注,其中的奖励机制促使用户准确预测。该公司声称,整个过程预测过程将是分散的,运用“群体智慧”(Wisdom of Crowds),群众的预测将会比单独专家或机构来得更准确。他们的用户可从股票市场预测到体育,甚至发生自然灾害都可以是预测范畴。

05、共享APP

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“区块链”技术其中一项技术在于分权系统(Decentralization)与分布式账本技术(Distributed ledger Technology,DLT)。一项账本(信息)能存在多个机构组成的网络,当中数据有任何变动,将会连带影响所有载体,并需取得所有载体认可才能变动。这样的资储存模式也非常符合近几年推出的共享App,例如Uber、Lyft和“滴滴”出行,通过云端与算法来记录路径与计算里程数,确保信息不会被改写或簒改。

上述5个方面应用不过是区块链颠覆生活的一小部分,未来随着区块链技术运用渗入不同产业、企业,区块链的运用范围将广泛地出现在我们的生活中。但区块链技术目前还在起步阶段,爆出的许多安全问题,例如以太坊的DAO合约漏洞和因多重签名缺陷损失12万个比特币(6800万美元)的Bifinex等。

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