区块链背后：加密和共识算法

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关键词：区块链，加密，共识算法，私钥，公钥

这周有点忙，行程排得满满的，今天还是抽空跟大家聊聊。 上一篇文章讲了区块链的生产关系和生产力。 本文将谈谈区块链的核心和关键技术：加密和共识算法。

共识比特币的共识算法是什么，区块链价值认同的核心技术比特币的共识算法是什么，我举一个简单的例子来说明什么是共识。 很多人喜欢问我，比特币的价值在哪里，为什么一个虚拟的东西有价值，没有什么可以背书的（截至目前$9770/个）。 遇到这样的问题，我基本上是这样回答的：“黄金有什么价值，你买的苹果股票有什么价值，这些东西本身没有任何价值，只有你认为有价值，即使是苹果的stock 黄金价格已经涨到很高的水平，你不去关注它，你就觉得它没有价值，没有价值，就像你认为路边的石头很有价值一样你会为此付出代价的。 这是社会学和经济学中简单共识逻辑的尖锐回答。

下面简单介绍一下目前主流的共识算法。 首先是区块链老牌比特币的共识算法：Proof of Work POW（工作量证明）。 什么是工作证明？ 比特币中有一个词叫挖矿。 挖矿是利用服务器的算力计算哈希函数，大约每十分钟记录一个数据块。 所有挖矿计算机都在尝试打包数据块然后提交（广播给节点），正确生成数据块的矿工将获得比特币奖励。 有效哈希值，中本聪自己设计的挖矿规则给出了一个随机值，其计算方式是不断用数字进入函数覆盖，换句话说：纯粹靠机器猜测，非随机的过程- 停止哈希碰撞，猜测者获得比特币。 但是，在你挖矿的同时，其他人也在挖矿。 矿机从CPU到GPU再到FPGA再到ASIC再到最后的集群。 慢慢地，矿工的算力越来越强，但最终拿到币的只有一个运营商。 也就是说，最快得到正确结果（算力最强）的人很可能得到比特币作为奖励，而其他算力都浪费在这个过程中（时间成本和电费）。

以太坊（ETH）挖矿的共识机制避免了比特币挖矿的算力浪费，有权益证明（POS）（proof of stack）。 它的挖矿机制也是基于节点的算力，但是谁拥有最多的算力，就会分配到更多的以太坊，从而避免了算力的浪费。 另外还有很多主流的共识，包括DPOS、Pool、PBFT、拜占庭容错等等，这里就不一一介绍了（感兴趣的可以关注微信后台留言，我们会回答问题）

加密，密码学在军工领域已经成熟使用，但属于政府技术，并未普及到民用领域。 然而，美国的密码朋克一直对加密技术情有独钟，他们对现在的中心化越来越不满。 经过多年的生活应用，人们对隐私和权利的诉求早已超越了以往的互联网野蛮时代； 互联网技术让信息流动得更快、更有效，却完全牺牲了隐私和个人权利。 如今，信息变得越来越容易获取和廉价，人们不可避免地会受到强大的中心化组织的严重侵犯。 承接前面的案例，A和B进行交易，其实不需要知道对方的地址、年龄，甚至不需要知道对方是谁，因为这些信息与这次交易没有任何关系。 银行、政府等中心化组织只是为了解决信任问题，用自己的信用作为彻底的背书来保证交易的可靠性，但是你所有的数据基本上都是完全公开给他们的，所以你只能靠这些中心化的组织不作恶，收集保存这些数据的成本也是巨大的，运维和防攻击的成本是难以想象的，即便如此，我们的中心化节点还是经常被攻破（专业黑客太容易了).

下面介绍一下哈希算法，它是一种可以将任何信息转换为256位代码的算法。 最大的好处是，我通过哈希函数生成的信息，任何人都无法更改； 因为经过散列后，我得到即使在函数值中改变了一个字节码，也无法推导出原来的信息，所以这大大增强了信息的安全性。 私钥（可以理解为登录密码，只有你自己知道），一串世界上唯一的代码，然后哈希后生成一串公钥（谁都可以看到），此时公钥有一个字符串哈希地址的数量（可以理解为银行卡号）。

现在让我简单描述一下转移过程。 我知道你的公钥地址，我会用我的私钥在我的比特币上加一条消息（数字签名），例如：“Jack转账给Rose（Rose的ha希腊地址）1 BTC，时间北京时间2018.5.04.30。 ..(time stamp)”然后用Rose的公钥加密后广播出去，然后所有节点开始记录，大约十分钟后，基本上第七个节点认可了，这个区块加入到上一条链上，交易完成得到正式认可的。 以上就是一个币的转账过程。 嗯，逻辑是这样的，有点难懂（中间省略了很多细节和技术，以后会在公众号的提问中慢慢解答）。 可以看出，与之前传输所需的时间和成本相比，根本不是一个数量级，未来处理将达到毫秒级。

目前，区块链仍处于起步阶段。 我们无法立即与刚刚起步的技术和已经运行了数百年的金融体系竞争，但它从底层开始的转变正在一步步发生。 可以预见，区块链将改变我们的很多场景。 这是历史上第一次通过技术手段解决信任问题。 之后我会介绍一些市场上主流认可的区块链技术和币种。