Topic: [20150722]IEEE Spectrum: 比特币技术的蓝图 (Read 557 times)

Ethereum 的野心远远超过了 Blockchain 的发展速度。他们成立了一个项目，打算建立一条全新的 Blockchain，让整个比特币网络可以实现完全分布式的操作。矿工们不再只是接受命令，然后去验证执行，Ethereum 打算让矿工们可以运行与验证跟交易本身无关软件。这篇文章发表的时候，Ethereum 暂且只有一个限制访问的测试版本，还没有正式推出。但是，从理论上讲，Ethereum 即使停止继续开发，你也可以利用现有的平台，用一个共享虚拟机来取代繁杂的服务器系统，来与各个类型的应用程序进行交互。他们有一个看似不可思议的目标，「我们正在创建一个全新的互联网」Lubin 说，「对于 Ethereum 来说，每个节点都会对应到一个有完整计算能力的虚拟机上，开发人员可以通过使用简单的编程代码来上传一笔交易，然后系统会识别这些代码，并在网络上安装这个代码。」这样一来，用户们表面上是与应用程序进行交互，实质上已发送了访问 Blockchain 的请求。

Ethereum 的这个项目的融资非常成功。Ethereum 基金是在瑞士注册的非营利性组织，通过选择在开卖 ether 币（以太币）来筹集资金。跟比特币不同的是 Ethereum 在面相公众之前已经储备了一批 ether 币。在去年夏天的 42 天里，基金会出售了其储备的一小部分，旨在交换比特币。此次出售换取了 31529 比特币（时价高达 1800 万美元）。这种准集资实验的成功，不仅带来了越来越多的运营资金，同时也让 ether 核心团队以外的软件开发者们有了足够多的 ether 币可以继续开发 Blockchain 应用。

在过去的几个月里，开发者们已经在 Ethereum 在世界各地组织的会展上展示了他们基于 Ethereum 平台所开发的项目。今年三月，在纽约的一个会展上，开发人员 Connor Keenan 展示了一个能实现 Reddit 网页论坛所有基本功能的应用程序。该程序代码现在已被写入 Ethereum Blockchain 上。为了使用该程序，您需要在网络上创建和发布一个交易请求，并在花费少量的 ether 币，然后，Ethereum 的矿工会在他们的电脑上运行程序的副本，让您可以自由的添加文章和评论。

也可以以汽车租赁公司为例。相比于亲自去一个租车点，刷信用卡，提取钥匙，不如通过 Ethereum 发送一个交易请求，这样便和租赁公司之间达成了合约。租车款将可以激活智能卡的代码从而可以开启所租的车。在 Blockchain 上的另一个软件会监测你开车的里程数，并将该数字发送到您的付款栏，最后这笔款项将被自动转发给租赁公司。那些站在比特币阵营的人回应说，这种模型是不必要的，甚至可能是一场灾难。「我对这种更复杂的方式表示很悲观，独立运行的公司一旦目标利益被分散了就很难再保障其安全性，」比特币核心协议的一个开发者 Gavin Andresen 说，「也许到了最后，当我们有了自动驾驶的汽车和机器人的督察，你便会想，『好吧，也许我们可以创立一个独立的公司不需要人的参与完全由代码控制运行。』我认为要达到这样的境界还需要很长一段时间。」

Lubin 认为我们可能不会是通过比特币协议来达到那个目标。「比特币只是一个狭窄的协议。它只做一件事情，并把它做得很好。」他说，「而你在 Ethereum 上可能可以创建很多东西，一切都发生在容易操作的应用层，它将一切在应用层上的转化到软件上，让数以百万计的人都知道怎么去编写，而不是去摆弄复杂的私钥密码。」

比特币问世才仅仅几年，网络论坛里已有人扬言说其应用前景变窄了。开发人员可能会争论比特币的未来是什么样子的，下一代的比特币的应用会是怎样。但有一件事，他们一致认同：未来会是朝多方向发展的，至少在这方面，比特币人愉快的达成了共识。

文章来源：IEEE Spectrum原作者：Morgen E. Peck 本文由 TECH2IPO /创见陈晨编译

转载自：
http://tech2ipo.com/100664

比特币技术的蓝图（下）



中本聪的 Blockchain 还有什么其他用途呢？

Blockchain 最简单的应用便是构建基本的存储系统，也许在不久的将来它就会投入使用。那些主张社会透明、信息自由的人认为政府记录可以以 Blockchain 的形式呈现，这样能让公众真正参与到立法过程中各抒己见。

每个数据块以被设定有 2 个标志，一个是创建时间，另外一个是创建人的密码证明。每一个被添加的数据块都会有一个时间戳，你可以通过比较 Blockchain 里的哈希值和你手头的文件的哈希值，来证明那个时点上某个文件确实存在。由于比特币交易有着强大的加密保护，其可以取代普遍的用户名加密码的身份验证模式。在系统中，一个比特币地址可以看作是一个用户名，而私钥则可以当作是密码，任何人与你进行比特币交易的时候都需要验证你是否有私钥可以解密。

比特币的核心技术—Blockchain，能大放异彩的领域很多，它也解决了网络审核的问题。元数据一旦被插入到 Blockchain 中将不能被删除，利用这一重要特征，开发者已经创建出去中心化的 Twitter 新版本 Twister，以及分散域名注册网站 Namecoin。「我们所拥有的一切，我们所做的一切，都是由大量的数据记录管理的」来自 Factom 的 Kirby 说，「银行就是一个数据库，保险公司也是，经济基本上其实也是一堆数字记录。你需要充分利用全球会计总账这一概念，如果可以将全球的数据以这种方式汇集在一起，将会非常激动人心的。」这些只是 Blockchain 可以用来改变网络存储模式的案例。

但是存储数据只是 Blockchain 功能的冰山一角。毕竟，比特币网络不只是一个交易平台，它的背后有着一支全球性的矿工团队，组成了强大的分布式虚拟机系统，他们在网络中的作用显而易见。当矿工收到一些交易的请求之后，他们会对每一个请求进行验证。这个操作可以十分简单，先核实你的身份，检查你是否有足够的比特币，然后选择接受或拒绝这笔交易。



还可以要求矿工们做些什么？

例如提出：「在我死之前不要验证这一笔交易。」或者「当你验证该交易的时候，请注意调整交易值，特斯拉汽车公司的股票的实时价格就是我要交易的金额。」第一个例子中，请求人不用完全倚仗律师就能保证遗嘱的真实性。在第二个例子中则展示了如何创建一个分布式股市。这些都说明一点，矿工们所进行的计算可以有更多的用途。

比特币现有的协议提倡使用极简的编程语言来限制矿工们进行任何花哨的操作。但开发者们都在不断讨论是否能给这个协议添加一些新的功能。如果比特币不只是参与静态计算，增加一些复杂性也是很有必要的。认识到这一点，开发者们在 2012 年为其增加了多重交易的新功能。这个功能允许用户将一个比特币地址的所有权分发给其他人并为他们设定多个私钥。从那时起，许多公司都开始提供基于多重交易的托管服务。

然而，想要更改比特币的开源协议，必然需要时间和磨合以满足各方的要求。有人说，这种磨合进程会阻碍比特币的发展。「现在有五大阵营：开发者，矿工，商家，用户和服务提供商（网络钱包）。需要五方达到共识才能实现重大的协议变化。」比特币用户指南的作者 Andreas Antonopoulos 说，「现在很难再有一些激进的改变，发生巨大改变的可能性已逐步缩小了。」

但开发者还是不断尝试着去优化 Blockchain。为了缓解程序员们将 Blockchain 添加地过长已有了一种可能的解决方案。Adam Back 最初提出引用哈希函数来作为比特币运行的安全保障。现在他开始倡导采用并行 Blockchain，简称为侧链。这个功能可以为比特币生态系统开辟出「小隔间」。首先它需要冻结主块链上的比特币，让其不能被支付出去，然后基于一定的原则，把它们的价值转移到另一条与主链平行的小 Blockchain 上, 同时定义该过程是可逆的。随着侧链概念的推出，开发者可以自由地构建各式各样的交易平台，比特币的拥有者也可以在这个实验性的平台随性发挥，但这一切都不会完全脱离比特币的生态系统。就在上个月，Blockstream 公司就联合 10 个比特币届的重量级人物，发布了名为侧链元素的开源链接。

那么什么情况下矿工会撤消并停止支付呢？

SatoshiNakamoto (中本聪) 是比特币的开发者兼创始者，他的理念被广泛认为是分散式计算的突破。（译者注：分散式计算是一种把需要进行大量计算的工程数据分割成小块，由多台电脑分别计算，在上传运算结果後再统一合并得出数据结论的科学。）「从上世纪八十年代，我们就知道，只要达到一定的共识，就可以让所有连接网络的计算机采用同一个系统日志纪录」Factom 的创始人 Paul Snow 介绍说。不过，他认为这一切的前提是参与人相互间都有同样的信任度，这个系统才会成功运行。

比特币技术将这种信任转换成数字信心。首先数字签名是第一层信任保障。更主要的一点是 Blockchain 具有不可逆性，所以矿工们不会去轻易地改变它。添加一个新的数据块到 Blockchain 的过程是非常繁杂的。任何参与者都需要进行大量的哈希运算，甚至更夸张的说，会需要耗费大量的电能，才能做出令其他矿工都满意的数据块并把它添加到 Blockchain 中。「就好比你正在筑造一面巨大的墙」Factom 的总裁 Peter Kirby 解释说，「每当你想同意一件事，就往墙上垒上几千块砖头，如此往复，想试图改变底部的某一块砖将会是非常困难。」

既然这样，那我们来尝试攻击一下这个系统吧！

比如说我想改变 Blockchain 上的一个数据，假设这个数据被刻录在第 100 层数据块里。矿工们已在辛勤地编辑第 110 层数据块。为了让其他矿工接受我的版本的 Blockchain，我需要先恢复 100 层数据块，然后篡改该层的数据。由于所有后续的哈希值都会基于我改变的数据而发生变化，我需要再进行大量的运算直至添加到 110 层。更主要是我需要在其他矿工完成 110 层数据块之前完成这庞大的工作量，因为只有我公布一条更长的 Blockchain，矿工们才会接受并继续在此之上工作。但一个具有微薄之力的小小矿工根本无法追上大部队的步伐。更别说，如果真要这么做，还需要去占用比特币网络一大半的计算运力。矿工们一般会配备为执行比特币哈希运算而设计的专业设备。在 2014 年 8 月至 2015 年 3 月期间比特币网络上的哈希运算率增加了一倍，而且这个数量仍在持续攀升。矿工在工作时给比特币网络带来高达 500 千瓦的时耗，有时候甚至需要冷却液来进行冷却。事实证明越多人参与进来，比特币网络会变得更加安全。是什么让矿工们愿意投身这项工作呢？当然是因为他们都会有相应的挖矿奖励的。通常将数据块添加到 Blockchain 上的第一位矿工都能得到一笔比特币作为回报。


旧的模式主要是通过权限封锁来保障网络安全。而比特币的方法却是一种全新的思维，它希望大家都以自我利益为中心，用各自的贪婪牵制对方从而保护网络。「我认为这是一个了不起的想法，」康奈尔大学的研究比特币和分布式网络的专家 Ittay Eyal 说，「比特币系统可以让攻击者来参与贡献，这种激励机制吸引了很多人前来分享资源。」

回归到比特币，它其实就是 Blockchain 里面储存的属于你的价值。2009 中本聪开发建立了一个开放源代码项目，正式宣告了比特币的诞生，当时 Blockchain 还只不过是一串简单的交易记录。但没过多久，人们认识到，在交易的时候很多非金融数据也可以被写入到 Blockchain 里。就在去年，经各界讨论，比特币协议的开发人员为比特币网络设定了一个新规定，限制用户在每一笔交易只能最多添加 40字节的元数据。尽管如此，比特币的 Blockchain 上现已充斥着各种各样的非财务信息。从情人节的问候，祈祷和颂词，到维基解密档案里面的文件摘录，或是一本最近出版的介绍比特币的书，所有这些都被放入了 Blockchain 中，嵌入到交易里。一旦元数据被并入到 Blockchain 中，它将接受整个对等网络的监督。任何接入这个网络的人都可以访问这些数据。如果想销毁这些数据，你需要入侵每一台计算机，所以说这些数据是不可能被改变的，也无法被一一核查。

文章来源：IEEE Spectrum 原作者：Morgen E. Peck 本文由 TECH2IPO /创见陈晨编译

http://www.xue163.com/245/1/2451155.html

比特币技术的蓝图（上）




在不断壮大的数字货币领域，Joseph Lubin 可谓声名赫赫，在我（原作者）眼里他总能将事情做到极致但却毫不张扬。

2014 年的冬天，他邀请我到迈阿密参加一个比特币会议，告诉我他们正在创建一个新的项目，名为 Ethereum（以太坊），是他和一群志同道合的加拿朋友刚启动的项目。他雄心勃勃地表示：「我们将会取代保险公司，我们将会取代华尔街！」他们正在试图征服各行各业，比如说在线电影发行平台，像 Netflix 和 Hulu；游戏平台，如 Xbox 和世嘉；即时通讯应用像 Twitter 等；亦或涉猎到日常生活相关的退休金计划，货币兑换，选举投票，知识产权管理和信托基金等。在 Lubin 眼里，这一切的一切，所有根基于互联网或任何数字信号渠道的信息都将因此经历根本性的改变。

他的想法受到了许多数字货币爱好者的追捧。众所周知，比特币交易是完全透明的，几乎没有延时，无需任何第三方审核，也无需授权给任何管理员。所以说，理论上类似的技术应该可以应用在更多复杂的金融服务里，更确切的说，这项技术可能在网络上任何需要储存和处理数字信息的领域得到运用。在过去的一年中，这一理论激发了许多各式各样的项目申请。其中一些创意猜想正在比特币网络上进行实验开发。另有一些项目，如 Ethereum，已经开始在一个名叫 Altcoins 的比特币克隆网络上运作。这些项目吸引了大量的社会投资。像是在今年一月，一个由比特币衍生而来的创业公司 Colu 就从两家知名的风投 Spark Capita 和 Aleph 融到了 250 万美元。通过参加这些正式或非正式的展会和会议，明显可以感觉到，比特币技术的可能性是无限的，数字货币只是这个技术第一个或许是最无聊的实际应用。

虽然这些项目眼花缭乱，但他们都试图让互联网摆脱未知的拥有最高权限的管理员的束缚。现在我们在网上创建的数据和执行的命令都会存储在中央服务器上，而这些服务器大多被企业或政府机构所掌管。我们已经习惯依赖这些服务器，它们可以储存和收发电子邮件；能帮助网站和智能手机 app 识别使用者的身份；会保存购物车记录并处理付款程序。名义上这些数据属于我们，但为了访问或使用它们，我们仍需要穿过多重数字信道，由此可见，我们并没有真正拥有这些数据。

Nick Szabo 关于数字协议和智能财产的理论赢得了许多数字货币信徒的推崇，他经常被误认为是比特币的创始人，他曾在一篇博文里说过：

    实际上，我们所用的系统已被默认由一个或一群人来监管控制，他们可以轻易地在计算机上读取、修改、删除或阻止我们的指令。换句话说，我们在这些人面前是毫无缚鸡之力的，只能选择相信他们会如实地执行我们的订单，确保我们的支付等。如果有人在控制端想要忽视或伪造某条指令，还没有什么安全措施可以约束他们。

长久以来，大多数人认为互联网的运作就只能这样了。假如我们的数字世界可以视作一堆数据，我们要更新这些数据并将其复制到另一个地方，保护好这些数据不被腐蚀、篡改是至关重要的。传统的解决方案，就是在物理或虚拟层面上设置访问权限。我们之所以选择信任现有的互联网服务，因为我们认为这些有权限的企业、机构是我们的利益共同体，我们也有随时检举他们的能力。但现实是残酷的，很多情况下他们不再是单纯地为大众提供服务。就像有报道称 Facebook 就曾在后台篡改用户页面数据来进行心理学实验。

大多数人遇到棘手的问题的时候，如果想不到完美的解决方案，通常都会选择危害最小的方法，所以我们情愿让尽可能少的人有权限掌控我们那些虚拟数据。至少，相比于其他的陌生人，这些企业、机构还是更可信的。然而，这恰恰是比特币技术所要打破的观念：一个公共数据库，每个人都可以看到，任何人都可以往里添加数据，但没有人能够破坏它。

作为虚拟货币的比特币早已为世人所知，而真正有着深远意义比特币协议是怎样运作的呢？为什么要相信比特币？协议里假定每参与者都有可能是骗子，但它仍能让他们自动遵守规则，这是怎样做到的呢？

当谈论到比特币技术的时候，需要知道两个概念：一个是 Blockchain（区块链），比特币交易中被输入的交易记录会被打包成数据块，这些数据块会线性增长从而组成了一条 Blockchain。第二个是添加这些数据块的人，他们被称为矿工（Miners）。




当你拥有一笔比特币，这意味着 Blockchain 上会有一条数值记录，伴随着一条数字签名记录。数字签名是一种加密技术，只有正确对应出另一半签名才能解密，这个签名就是你的「私钥」（Private Key），它会存储在你的比特币钱包里。如果你想使用比特币，首先你需要提出一个交易请求。矿工就会根据此打包一个数据块，这个数据块会记录所需支付的金额并链接到之前赚取这些比特币的那笔交易，同时他们核对签名来证明你确实是所有者，在此之后，则会为交易的新主人生成一个新的数字签名，当新主人想花掉它们的时候，则要重复以上动作。

所以说 Blockchain 无非是一长串的交易记录，其中每一个都会联系到一条较早的交易记录，用户们不能直接更新 Blockchain 上的记录。为了将比特币转让给别人，你必须提出请求并将此公布在比特币网站上。然后矿工会根据这个请求，做必要的检查，验证签名，并确保有足够的比特币可以进行交易，然后他们会把这些记录捆绑成数据块添加到 Blockchain 的末端。所有矿工都有自己版本的 Blockchain，并且都是独立工作。当完成一个新的数据块，矿工会将它公布在网络上供其他矿工来检查，要添加新的数据块必须征得其他矿工的同意。但鉴于他们都是陌生人，所以真没什么理由去相信彼此的工作。