什么是区块链 - 改变一切的技术

说到区块链，你可能在关于比特币的谈话中听说过这个词，公司会议中提到过，或者看到过无数个领英帖子，承诺要从供应链到你早上的咖啡都要彻底革命。

直接给你答案：区块链是一个同时存在于多台计算机上的共享数据库，新的信息会加密锁定到之前的信息上，使得欺骗变得极其困难而不被发现。更妙的是，这一切都没有任何人掌控。

没有银行，没有政府，没有中间人决定什么是有效的。一切由数学、密码学和经济激励来确保诚实。究竟是天才之作还是昂贵的表演? 今天我们来探讨清楚。

为什么它存在

让我带你回到互联网的早期。创造数字货币看起来够简单，对吧？只需制造代表价值的数字文件。发送钱财就像发邮件一样简单。多好！

唯一的问题，数字文件是可以无限复制的。我发给你一张照片，你获得的是副本我仍保留原件。对照片来说，这没问题，但对于货币则是灾难性的。如果数字货币像邮件附件一样工作，我可以把五美元发给你，同时自己还留着，还可以继续发给我的房东、披萨店和任何人。无限复制等于毫无价值。

这就是所谓的双重花费问题，而几十年来，这意味着每个数字支付系统都需要一个值得信赖的中间人。Visa 维护账本，确保你付了咖啡钱。PayPal 记录谁给谁发了钱。银行的存在部分在于做裁判，告诉你“是的，这个交易有效”或者“抱歉，你已经花掉这笔钱了”。

区块链在没有中间人的情况下解决了双重花费问题。这就是为什么比特币在 2009 年是真正的革命性创新。它是首个不需要中央控制的数字现金系统。区块链维护一个大家都能看到的共享账本。通过密码学和博弈论，网络会达成共识，哪些交易是有效的。如果我给你 1 个比特币，网络会确保我不能将同一个比特币再给别人。银行不再需要。

你可能会听到“去信任化”这个词——这可能是最被误解的概念。去信任化不等于无须信任。它意味着你不需要信任特定的人或公司。你信任系统的数学保障以及大多数参与者不会合谋欺骗你，因为这么做成本比收益高。

它实际上如何工作

“区块链”这个名字字面意思，就是由一个个区块组成的链。每个区块打包了一组交易。在比特币中，每个区块包含大约 2,400 笔交易，大约每十分钟生成一个。

有趣的地方在于，区块会包含前一个区块和自己的加密哈希。哈希就像数字指纹，改变一个字符整个哈希都会发生变化。你无法通过哈希倒推出原始数据。

因此，区块 1 包含交易并计算自己的哈希。区块 2 包含新交易加上区块 1 的哈希，然后计算自己的哈希。区块 3 包含区块 2 的哈希，依此类推。每个区块通过数学与先前的所有区块链接在一起。

如果有人尝试更改区块 1 的旧交易，其哈希将完全改变。但区块 2 是用区块 1 的原始哈希建的，所以链条就断了。作弊者需要重新计算每个后继区块并说服整个网络他们的假链是真的。这就是为什么区块链随着时间的推移变得更加不可变。埋藏在几百个区块下的交易需要重新计算大规模的加密谜题，这几乎是不可能的。

区块链存在于被称为节点的数千台计算机上。比特币大约有 15,000 个完整节点遍布全球，每个节点都维护一个完整的副本并在验证每笔交易。但在没有中央权威的分布式系统中，节点如何对什么是正确的达成一致？

比特币使用工作证明特殊的计算机称为矿工，正在竞相解决复杂的数学难题。第一个解决难题的人可以加入他们的区块并收到新创建的比特币加上手续费。安全性来自经济激励。通过创造虚假历史攻击比特币需要控制 51% 的计算力，这意味着数十亿美元的硬件和电力。即便攻击成功，攻击也会导致比特币价格崩溃，使得窃取的币失去价值。经济上不理智。

巨大的缺点？工作证明需要消耗巨大的能量每年大约 150 太瓦时，相当于阿根廷的耗电量。这就是为什么以太坊在 2022 年转向权益证明，将能源使用削减 99.95%。权益证明使用验证者，将加密货币作为抵押。如果验证者行为恶意，他们的抵押将被“惩罚性销毁”。同样的经济激励，没有环境成本。

超越比特币

比特币证明区块链可以创造数字货币。以太坊引入了智能合约——在区块链上运行的程序，当条件满足时自动执行。

去中心化金融（DeFi）利用智能合约进行贷款、借贷和交易，无需银行。高峰时，DeFi 管理总额超过 1800 亿美元。其可持续性和投机性仍未确定，但这项技术运作良好。

供应链追踪显示了真正的应用。沃尔玛能在 2.2 秒内追踪食品污染，而之前需数周。马士基的 TradeLens 每年处理超 3000 万个集装箱这不再是试验，而是应用。

谁都不谈的问题

让我们诚实面对区块链的问题。

速度： 比特币每秒处理七笔交易。以太坊则是 15-30 笔。Visa 平均每秒 1,700 笔，最高可达 65,000 笔。为什么这么慢？因为每个节点都要处理每笔交易。这存在一个根本问题：您可以在去中心化、安全性和可扩展性中选择两者。

能源消费 即使超出工作证明，也仍然显著。全球共识的维护需要有实际环境影响的基础设施。

不可逆性 听起来不错，直到你犯了错误。把比特币汇错地址？永远丢失。没有客户服务，没有退款，没有撤销。传统金融拥有消费者保护。区块链则是不可逆的。

透明性 带来了隐私问题。每笔交易都是公开的，并且永久保存。分析公司常常通过交易所数据将地址与真实身份关联。这是伪匿名，而非匿名。

治理 满是无中央权威的混乱。比特币的区块大小争论花费了数年，并导致了网络分裂。去中心化治理意味着极为缓慢的决策或事实上由富有的内部人掌控。

不愿面对的事实：大多数区块链实现方案并不需要区块链。这样的模式反复出现——公司宣布计划，得到公众关注，执行概念验证，最后悄悄放弃。市场价值超越了技术价值。

现实的未来

加密货币将持续存在。比特币历经了 15 年、多次 80% 的暴跌和无数篇讣告。它每天处理数十亿交易，证明了对不可审查的数字货币的真实需求。

央行数字货币即将面世。超过 100 个国家正在探索数字货币。中国的数字人民币已经投入使用。这些是由政府控制的基于区块链的法币——与比特币的愿景不同，但使用了相似的技术。

DeFi 将提供小众金融服务，而不是代替传统金融。应用案例包括：跨境、无银行地区或创造监管未批准的产品。

供应链和企业对企业应用在多个不信任中心权威的多方需要共享数据的地方显示了潜力。

我的诚实看法：区块链不会革新一切。它不是所有数据库的替代品，也不会消除中介。它是一种专门工具，适用于特定问题——尤其是在不信任彼此的多方协作中。

长期影响将显著但比早期炒作所宣称的要有限。对数字货币和跨境转账来说至关重要，在某些供应链中有用，但不是万能的解决方案。

参考文献

1. Nakamoto, S. (2008). "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System" - https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
2. Ethereum Foundation - "Introduction to Ethereum" - https://ethereum.org/en/developers/docs/intro-to-ethereum/
3. MIT Technology Review - "What is Blockchain Technology" - https://www.technologyreview.com/2018/04/26/143117/what-is-blockchain/
4. Harvard Business Review - "The Truth About Blockchain" - https://hbr.org/2017/01/the-truth-about-blockchain
5. World Economic Forum - "Blockchain Beyond the Hype" - https://www.weforum.org/agenda/2018/06/blockchain-beyond-the-hype-what-is-the-strategic-business-value/
6. Cambridge Centre for Alternative Finance - "Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index" - https://ccaf.io/cbnsi/cbeci
7. Maersk - "TradeLens Documentation" - https://www.tradelens.com/
8. Deloitte - "Deloitte's 2021 Global Blockchain Survey" - https://www2.deloitte.com/us/en/insights/topics/understanding-blockchain-potential/global-blockchain-survey.html
9. Walmart - "Building a Smarter Food System with Blockchain" - https://corporate.walmart.com/newsroom/innovation/20180924/building-a-smarter-food-system-with-blockchain
10. ConsenSys - "Blockchain Use Cases and Applications" - https://consensys.net/blockchain-use-cases/