區塊鏈會統治全球嗎?除瞭“去中心化”,它還能“保留證據”…
最熟悉的陌生人——區塊鏈
我相信,你一定或多或少聽到過區塊鏈這個詞。經過這幾年由國傢層面主導的大力宣傳,幾乎我們每個人都在新聞中無數遍聽過這個詞。但是,如果有人問你:區塊鏈技術到底有什麼用?我想大多數人依然是回答不上來的。少數人可能會回答說:“區塊鏈技術可以用來設計數字貨幣,例如比特幣就是區塊鏈技術的一個具體應用。”這個回答沒錯,但很遺憾,我國並不承認比特幣的貨幣屬性,甚至在我國境內開設比特幣交易所也是違法的。嚴格說來,比特幣目前在我國真沒什麼用,而且也不是國傢層面所提倡的區塊鏈技術的應用。還有些人可能會回答說:區塊鏈技術的應用前景很廣泛,在金融、保險、公證、電子標簽、信息溯源等等方面都大有可為。但是,如果拋開這些大詞,我繼續深入追問下去,能不能舉一個普通人能聽得明明白白的具體應用的例子呢?我估計,到瞭這一步,能夠繼續回答的人已經鳳毛麟角瞭。
“區塊鏈”這個詞就好像一個我們非常熟悉的陌生人,天天見,但就是不知道它到底長啥樣,它到底有什麼本事。我今天試圖用 6000 多字讓你基本理解區塊鏈現在能做什麼,以及未來又能做什麼。
舉個例子,開個腦洞
比如說,在我寫完這篇文稿後,我有一個強烈的想法,我希望任何強權都不能篡改這篇文稿中的任何一個字,哪怕是動用國傢力量、國際力量都不能篡改。強權最多隻能從世界上把我這篇文章徹底銷毀,但休想篡改任何一個標點符號。這個需求,在區塊鏈技術誕生之前,幾乎是普通人難以企及的夢想。你可能還是沒有真正理解這件事情的含義,我繼續給你解釋。
當我寫完這篇文章後,我把它發表在瞭網絡上,比如微信公眾號或者微博等。這時候,假如有一個擁有極大權勢的人想跟我惡作劇,他利用自己的權勢,修改瞭我發佈在網絡上的這篇文章,在文章中加瞭一句歧視女性的文字,然後宣稱汪詰是一個男權主義者。因為他權勢很大,可以調動輿論對我進行抹黑。這時候,我基本上就是跳進黃河也洗不清的,因為我根本沒法證明有人篡改瞭我的文章。
有人可能想,那你可以在寫完之後去做一個公證嘛,這總不能篡改瞭吧?但是,我前面說瞭,我假定這個權力很大的人可以調動權威力量,那麼,他完全可以命令公證處出一個聲明說是我偽造瞭公證文書。怎麼樣,還是跳進黃河也洗不清吧。
哪怕我寫完文章後發表在瞭雜志上,也一樣可以被銷毀重印,哪怕有這麼幾本遺留瞭下來也沒用。因為最關鍵的問題是,我無法自證清白,我拿不出確定無疑的證據來證明我的原始文章中沒有那句話。
凡是你能想到的證據,在權威面前,其實都不堪一擊,你仔細想想是不是這樣?但是,在區塊鏈技術誕生後的今天,我卻能輕易實現這個夢想。
用區塊鏈技術實現公證比如說,我可以這樣做:
第一步:我把這篇文章抄寫在紙上,然後拿著它,找人幫忙拍一張文章和我同框的清晰的照片;
第二步:我用電腦上的一個小工具生成這張照片的哈希值。所謂的哈希值就是一串通常為 32 個字節(長 64 位)的字符串,它也常常被稱為文件的電子指紋。任何不同的文件對應的電子指紋都是唯一的。
第三步:這是最為關鍵的一步,我去做一次比特幣的交易,交易的金額無所謂。在比特幣交易過程中,允許在交易信息中寫入一串最多 80 個字節的自定義信息。我可以這麼寫:汪詰在 2020 年 10 月 20 日拍瞭一張照片,哈希值為 XXX。(就是上一步生成的那個字符串)。這一步可能對於普通人來說會比較困難,但現在有人專門提供這種區塊鏈刻字服務,你可以在網上搜到,價格一般也就是一二百塊錢。
好瞭,完成這三步之後,我的這張照片或者說我寫的這篇文章就留下瞭永不可磨滅的證據,在任何時候,我都可以證明這張照片的真實性。任何瞭解區塊鏈技術原理的人,都會相信我出示的那張照片就是原始照片,沒有做過任何修改。而且,我相信,全世界沒有任何一種人類的力量可以篡改區塊鏈上的那條信息,大概隻有外星人有這個本事瞭。
弄清區塊鏈存證的原理
比特幣自 2009 年誕生以來,已經吸引瞭全球至少幾百萬人的參與。它已經形成瞭一個全球性的網絡,全世界范圍內分佈著大約 10000 個節點。每一個節點上存放的信息都是一模一樣的,這是由區塊鏈的技術原理保證的。你不用去搞明白區塊鏈到底用瞭什麼技術來保證這 10000 個節點中存放的信息是一致的,而且是絕不可能被篡改的。你隻需要知道,這種保證是由數學決定的,經過全世界無數聰明人這十多年來的維護和完善,它是目前人類世界中最可靠的一條信息長鏈。這條長鏈上的信息隻能被毀滅,不可能被篡改,除非有外星人。
每一個電子文件都可以用數學方法生成一個唯一的哈希值。這裡的電子文件是一個非常廣闊的概念,它既可以是小到一個字母,一個 Word 文檔,一張照片,一個視頻,也可以是任意多的一組文件,比如我電腦整個硬盤中的所有數據,甚至是某個銀行的所有服務器中的所有數據文件,都可以生成一個唯一的哈希值。而這個文件中任何一個字節的改動,都會導致哈希值發生變化。另外,更重要的一點是,這個哈希值是不可逆的。也就是說,我們隻能從某個文件生成出一個哈希值,但是我們無法從一個哈希值中反推出文件的內容。
我們把需要存證的信息生成一個哈希值,然後把這個哈希值保存到人人都可以公開讀取且無條件相信的比特幣信息長鏈中。於是,在任何時候,你都可以向世人證明你存證的那條信息的原始性和真實性。
以上三點如果都明白瞭,那麼,恭喜您,您打開瞭一個新世界的大門,你將從中看到一個無限廣闊和充滿想象力的未來。
天經地義的事也會被顛覆我舉一個最簡單的例子,公證處將沒有必要存在。公證的基本思想是,用機構信譽來讓第三方相信某一條信息的真實性。但是,機構信譽與區塊鏈用數學建構起的信譽比起來,那就完全不是一個等級的瞭。從理論上來說,現在公證處的所有業務都可以用區塊鏈存證的方式取代。而且,這樣的真實案例早在 2018 年就已經發生瞭。
根據報道[1]:2018 年 7 月,杭州互聯網法院判決一件互聯網著作權侵權案,其中采納的關鍵證據來自比特幣區塊鏈。這起案件中,原告通過第三方存證平臺,進行瞭侵權網頁的自動抓取及侵權頁面的源碼識別,並將這兩項內容和調用日志等的壓縮包計算成哈希值上傳至比特幣區塊鏈中。
有瞭我上面給你鋪墊的基礎知識,我相信你現在已經完全能弄懂這則新聞背後的技術原理瞭。之所以法院會采信比特幣網絡上的信息,那是因為利用區塊鏈技術建立起來的比特幣網絡已經是一個覆蓋全球的信息網絡。正因為使用的人多,覆蓋的范圍廣,所以,它的信息可靠性就極高。當達到比特幣網絡這樣一個量級的廣度和深度後,它的信息可靠性差不多就已經達到任何力量都不可能篡改的地位瞭。目前全世界還有另外兩個類似的區塊鏈,一個被稱為以太坊,另一個被稱為 EOS,它們也都是具有全球覆蓋性的區塊鏈。
到這裡,你或許想問,既然如此,為什麼公證處還沒有被淘汰掉呢,好像公證處的生意還是紅紅火火的,沒發現有任何可能被淘汰的跡象啊?
共識機制成區塊鏈最大挑戰
我接下去要給你講另外一個有關區塊鏈的重要概念——共識機制,當你理解瞭這個概念後,你就會理解為什麼公證處還不可能被現在的區塊鏈所取代,這也是區塊鏈技術所必須面對的最為關鍵的技術挑戰。
區塊鏈技術之所以能實現信息不可被篡改,是因為任何一個區塊鏈上的節點計算機中都存放瞭一組一模一樣的信息,這組信息的結構就像是一列超長的火車,是一根長長的由一節一節車廂構成的信息長鏈,每一節車廂就是一個存放一些特定信息的區塊,這就是該技術被稱為區塊鏈的原因。
每一臺節點計算機的地位都是相同的,沒有任何一臺計算機是這個網絡的中心。每一個節點都可以申請向信息鏈中增加一個區塊,這在區塊鏈技術中被稱為“記賬權”,意思就是獲得瞭在賬本中寫一筆的權利,這種“記賬權”是所有節點都要爭相搶奪的一種權利。區塊鏈技術的原理決定瞭,必須要讓這種記賬權是一種稀缺的資源,才能保證所有的節點有充足的時間來同步信息。
那麼,對於一個節點來說,怎樣才能獲得一次記賬權呢?換句話說,記賬權爭奪的遊戲規則是什麼呢?這個遊戲規則就是我前面說的那個至關重要的概念——共識機制,它是區塊鏈技術中最關鍵的幾個概念之一。全世界第一個區塊鏈就是 2009 年誕生的比特幣網絡,它的共識機制被稱為“工作量證明(PoW)”。什麼意思呢?
就是說,任何一個節點,都可以用工作量(對於計算機來說,工作量就是計算量)來爭奪記賬權,你的計算量越大,那麼搶到記賬權的概率也就越高。說白瞭就是按照一個非常簡單的規則不停地計算某個特定的隨機數,誰的算力大,誰找到答案的概率就更大。打個比方,這就好像有一個中獎概率隻有幾萬億分之一的彩票箱子,每個節點計算機就好像是一隻可以去摸彩票的手,計算機的算力越大,就表示你摸彩票的頻率也越高。比特幣的遊戲規則是參與摸獎的手越多,那麼彩票的中獎概率也會被調得越低。總之,它要保證:平均來說,大約每 10 分鐘才能讓一個人中獎。之所以要限制中獎的間隔時間,這是為瞭讓所有節點都有充足的時間來同步區塊鏈上不斷增加的信息區塊。
共識機制的重大缺陷
計算機工作需要電力,越大的計算量,消耗的電力越大。現在,比特幣網絡每生成一個區塊,意味著大約 10 多萬度電的消耗,這是一個驚人的數字。這些電力完全沒有用在工農業生產上,它們全都消耗在瞭沒有任何實際意義的簡單計算上瞭。而每一個區塊,允許寫入的自定義信息,大約也就是 100 多K,相當於 5 萬多個漢字。這對於全世界海量的區塊鏈存證的需求來說,簡直是杯水車薪。而電力成本也決定瞭,它的發展是受到極大制約的,人類可沒有那麼多能源供我們肆意揮霍的,更不要說它帶來的環保問題瞭。
所以,以比特幣網絡為代表的第一代區塊鏈技術,因為采用的是這種 PoW 共識機制,從原理上就決定瞭,它不可能成為全世界都用來安全存放信息的區塊鏈,它根本無法承載這個功能。
正是因為看到瞭比特幣網絡共識機制的缺陷,人們又發明瞭另一種共識機制,叫做“權益證明(PoS)”。我們還用前面說過的那個抽獎的比方,比特幣的 PoW 就是誰的算力越大,誰就能獲得更多的抽獎頻率。而權益證明 PoS 則是誰獲得的獎金越多,那麼就給予他越多的抽獎頻率。與比特幣差不多齊名的以太坊就是先用 PoW 機制運行瞭一段時間後,改為瞭 PoS 共識機制。這種機制的好處就是再也不用消耗大量的電力來爭奪記賬權瞭,基本上就是大傢純粹憑運氣來爭奪記賬權。但壞處就是,它會逐漸喪失“去中心化”這一區塊鏈的核心理念,記賬權會逐步向幾個最大的玩傢那裡集中。這有點像馬太效應,獎金越多的玩傢抽獎的頻率越多,那麼他的獎金就會越來越多。這樣一來,會有越來越多的小玩傢因為中獎無望而離場,不再參與抽獎,換句話說,就是不再去當保存完整信息的節點瞭。事實上,以太坊就是這樣,它的節點數量從早期的幾萬個,不斷地下降到現在的幾千個,而且這幾千個中擁有完整信息備份的節點數量已經不足 100 個瞭。節點數量越少,意味著信息不可被篡改的可靠度就越低,而區塊鏈技術之所以能引發人們的無限遐想,就在於它的可靠度。
以太坊
為瞭解決 PoS 共識機制會逐漸丟失“去中心化”的缺陷,人們又發明瞭另外一種共識機制,叫做“授權股權證明機制(DPoS)”。如果還用抽獎的那個比方, DPoS 就是通過投票競選的方式,在全球確定若幹個超級節點,然後這些節點的摸獎頻率全都一樣,這很像是全體股東推選董事會成員,成員的總數固定,但每次當選的人不一樣。區別在於公司董事會定期選舉,而 DPoS是每分每秒都在投票選舉,董事會成員隨時都可以發生變化。目前,采用這種共識機制的最著名的區塊鏈網絡叫做 EOS,它有一套嚴格且復雜的節點競選規則,截止到我寫稿的時候,符合投票和競選資格的節點在全球有 544 個,得票最多的 21 個節點為超級節點,次多的 100 個為備用節點[2]。著名的谷歌雲正在申請成為其中的節點。可以說,這種共識機制是介於比特幣和以太坊之間的一種方式,它的可靠度不如比特幣,要篡改EOS 上的信息,隻需要在同一時間收買 51% 的節點,也就是 11 個節點就夠瞭,當然這也絕對不是一件輕易能辦到的事情。但好處就是,超級節點數量少瞭之後,信息寫入和交換的效率就大大提高瞭。
除瞭我上面介紹的 PoW、PoS、DPoS 這三種共識機制外,人們還發明瞭其他一些共識機制,比如,阿裡巴巴旗下的螞蟻鏈,采用的是一種叫做實用拜占庭容錯(PBFT)的共識機制。這裡不再展開說明,因為要讀懂我這篇文章,其實並不需要你清楚這些技術的細節。你隻需要知道,目前所有的共識機制都是優缺點並存。它們就好像蹺蹺板的兩頭,一頭是信息可靠度的高低,一頭是信息記錄的效率高低。比特幣網絡是可靠度最高,但效率最低。相比之下,螞蟻鏈可能就是效率相對高一些,但可靠度低一些。
共識機制能兼顧安全和效率嗎?
並沒有哪條數學或者物理的法則決定瞭它一定是蹺蹺板的兩頭。之所以我們今天依然沒有看到區塊鏈技術消滅公證處、消滅版權登記中心,就是因為我們其實還沒有真正解決區塊鏈技術在全球范圍內大規模應用的技術問題。
想要把那些令人充滿遐想的區塊鏈應用的概念真正變成現實,就需要滿足以下兩個條件:
存在一個或者若幹個分佈在全世界的區塊鏈網絡,它的廣度和深度足以保證它不可能被任何力量所控制,它是一個依賴於數學法則建立起來的絕對可靠的信息長鏈;
這條信息長鏈擁有足夠高的運行效率,足以滿足全世界每時每刻對信息安全存放的需求。
想要達成上面兩個條件,區塊鏈技術中的共識機制就必須要有突破性的進展,我認為這就是區塊鏈的技術奇點。我們正在期待著誕生一種全新的共識機制,它能集中所有已有共識機制的優點,去除它們的缺點,以自然選擇的方式成為區塊鏈技術的事實標準。我不知道這一天何時會到來,但我相信遲早會到來。
突破技術奇點後的暢想
當區塊鏈的技術奇點被突破,一個有著高易用性的全球區塊鏈建成後,我們的世界將會變成怎樣?
首先,公證的形式將發生徹底的變革,我們既可以說不再需要公證處瞭,也可以說——公證將變得無處不在,也將變得極為方便。在我的想象中,未來我們做任何事情,隻要是利用個人電腦或者手機,以電子的形式處理的,我們都可以很簡單地一鍵設置為是否需要區塊鏈存證。這很可能成為我們手機或者電腦中的一個設置選項,打開之後,我們撰寫的每一份文檔、拍攝的每一張照片、每一個視頻,都會在區塊鏈上保存一份唯一的哈希值。我覺得你很可能會低估這件事情對未來生活的影響,你需要細細品味一下。
然後,所有你能想到的第三方信用機構都就將被區塊鏈消滅或者自我革命。比如說,出生證明、結婚證明、親屬關系證明、學歷證明等等,將不再需要由政府或者第三方機構作為信用擔保來發證。一個人一出生,他的出生信息就會存在區塊鏈上,不可能被改動。我們在生活中的所有軌跡信息,都會以區塊鏈的形式固定下來。今天的人聽到這些,或許會覺得有點兒恐怖。其實,這就跟幾十年前的人聽到我們今天所有的出行、住店、甚至消費信息都會被保存下來一樣恐怖。幾十年前的人,聽說今天你走在城市中的任何一個地方,都會被至少一個攝像頭錄下來,估計他會嚇得不敢出門。
區塊鏈技術必然會逐漸融入我們的日常生活,今天的人們覺得恐怖的事情,未來人可能會覺得習以為常,人類的倫理道德規范總是會被技術重塑,每個時代的人都會對未來的科技感到憂心忡忡。註意,這裡我並不是觀點陳述,而是事實陳述。
我覺得用舉例的方式來講解未來區塊鏈技術的具體應用並不是一個最佳的方式,這就有點像 30 年前用舉例的方式來說明互聯網有什麼用一樣,這樣去思考問題,格局有點兒小。我們一定要從宏觀上來思考這個問題。在未來,世界上存在著一條不隸屬於任何國傢且不可更改的信息長鏈,任何人都可以將電子信息存放到這根長鏈上,隨時都可以調取,當然,不可能是隨意調取,一定會有相應的法律法規出臺。區塊鏈會成為互聯網上的一個基礎設施,幾乎所有的行業或多或少都要用到它。醫院用它記錄病歷,學校用它記錄學歷,公司用它記錄所有的合同,稅務局用它記錄納稅信息等等。我們與其思考什麼行業會用到區塊鏈,不如思考,什麼行業不需要用到區塊鏈,這才是正確的思考方式。