我们为什么要用区块链?

2020-05-09 03:54王月亮
科学大众(中学) 2020年2期
关键词:哈希加密算法点对点

王月亮

40年来,一场名为“互联网”的科技革命改变了世界;而今,另一场新兴的科技革命又接踵而至——那就是区块链技术。尽管区块链技术目前仍处在发展初期,还存在代码漏洞、能耗巨大等问题,但它无可比拟的优越性却让我们有理由相信,一个新时代正在悄然到来。

横空出世的比特币

2008年,一场重大的金融危机席卷全球,恰在此时,一种神奇的虚拟货币横空出世,在金融市场掀起了轩然大波,它就是比特币。

说起比特币,不得不提一下它的创造者中本聪。中本聪是一个极富才华和想象力的科技天才,据说还一度成为诺贝尔奖候选人,但至今无人知道他的真实身份。正是这样一位神秘人物,在2008年11月1日通过网络发表了《比特币:一种点对点的电子现金系统》这篇文章,向人们描绘了一种无需第三方、人与人之间可直接进行点对点电子现金交易的虚拟货币世界的蓝图,并凭借个人能量于2009年1月率先创造了世界上第一种没有发行方的加密数字货币。

跟传统货币相比,比特币不用经过银行、电子支付平台等第三方机构即可进行一对一支付,还具有匿名、免税、免监管、可在全世界流通等优点,因此风靡全球,斩获了大量“粉丝”和投资者。

但中本聪带给人们的并不仅仅是比特币,作为比特币的底层技术,名为“区块链技术”的新型计算机应用模式近年来也逐步升温,目前已成为世界各国竞相追逐的一大热门新技术。区块链是什么?

区块链是什么?

你也许会问:“区块链是什么?”

简单说,区块链是一个分布式的共享账本数据库:每次交易将会导致账本状态的改变;而一段时间内发生的所有交易和状态结果将会形成一次共识,被打包为一个加盖有时间戳的区块;由一个个区块按照发生顺序串联而成的所有状态变化的记录,就是区块链。

分布式数据存储、点对点传输、共识机制和加密算法,正是区块链的核心概念。

分布式数据存储

如果我们把计算机上的数据存储比作家庭记账,那么当全家只有一个账本,由妈妈一人全权负责在她的私人电脑上记账时,就是传统的数据存储方式;当全家每个人都用自己的电脑参与记账,人人都有一个账本,且所有的账本数据在每台电脑上都有备份时,这就是分布式数据存储。

分布式数据存储有什么好处呢?

在传统记账模式下,账本是否可靠完全取决于记账者的人品与素质,当记账者马虎出错或动了手脚时,其他人很难第一时间察觉账本出了问题。但在分布式数据存储的情况下,家庭总账要每个人都诚实、正确记账才能对上,而且每隔一定时间,该段时间内的账目都会在全家同意后被打包成一个区块进行加密保存,且所有的账本数据都是透明的,在每台电脑上都有备份——这时,谁还有机会偷偷改变账本数据呢?

点对点传输

我们把钱存在支付宝,通过支付宝把钱转给对方,就是传统的传输方式;而我们直接把钱付给对方,就是“点对点”。

点对点是A与B之间的直接交流,以比特币为例,用户间只需双方同意,在知道对方比特币地址的情况下,就可完成转账,根本不用经过银行、第三方支付平台等中间平台转手操作,也不用知道对方的真实姓名、联系电话等私人信息。这种交易模式大大节约了交易成本,给人们带来了极大便利,同时还具有匿名性,保护了用户的隐私。

共识机制

当两个陌生人想做一笔交易又彼此缺乏信任时,往往会找一个中间人来为这笔交易做担保。但找担保人需要为此付出高额代价,而且中间人也未必可靠,因为担保人跑路的情况也时有发生。

在这种情况下,区块链技术为人们提供了另一种出路:共识机制。

共識机制又叫共识算法,被誉为区块链技术的“灵魂”,正是用来解决“点对点”交易中的信任问题的。比如在人们常说的比特币“挖矿”中,用来衡量“挖矿”时所付出劳动的“工作量证明”,就是一种共识机制,它是一种参与者都同意的协议,规定谁能在最短的时间内最全搜集前1 0分钟内的全网交易数据,并且最快猜出特定复杂方程的解、发送到网络上让大家确认,谁就能荣获区块记账者的任务,并获得一定数量的比特币作为奖励。用来奖励的比特币数量由一套复杂的计算方法得出,一开始是50枚,每隔4年减半,直到2140年2100万枚比特币全部发完为止。

由于游戏的仲裁者是全体参与者,而不是由某个人说了算,而游戏规则又是所有参与者都认可的协议,这就保证了游戏的公平与公正性。

加密算法

加密算法是一种确保信息安全、不被随意篡改的技术。如哈希算法,就是比特币所运用的加密算法。

“哈希”一词来自于英文HASH,通常被译作“敖列”,“哈希”是其音译。哈希值是哈希函数计算得出的值。在一个哈希函数中,相同的输入值会得出相同的输出值;如果输入值不同,则输出值也往往不同;只要略微改动一下输入值,输出值就会发生极大变化。输入值不同但输出值相同的情况被称为啥希碰撞,但这种情况极少发生。

由于啥希算法具有不可逆和易于验证的特性——即一旦掌握输入值,就可得知输出值,但知道输出值却无法倒推出输入值一它被广泛应用于加密领域。除了比特币,它还被运用于银行及诸多网络平台。当我们输入密码时,网络后台和银行保存的并非原始密码,而是通过哈希函数计算出来的哈希值,每次当我们输入密码时,后台会将原始密码转化为对应的哈希值,然后将其与存档的哈希值进行匹配。

区块链技术的未来

区块链技术并非单项技术,而是集合了分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的综合应用模式。目前,区块链仍处在发展初期,尚存在诸多问题,如代码漏洞、比拼算力造成的巨大能耗(据说目前比特币矿业的耗电量已超过了整个英国的用电量)等,但它去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点,为存证、数据共享、透明办公等提供了新的思路。

我们有理由相信,当“区块链+”的世界到来,“存证”将变得更加方便。当A把钱打给B后不必再担心B赖账,因为A给B打钱的记录已在网络上广播给其他人,其他人的电脑上都会留下这笔交易的相关记录,B想抹掉这笔账就必须篡改所有人电脑上的账目——但这显然是不可能的。

彼时,专利申请、版权证明等也都将变得非常便利。谁有了新的发明,只需第一时间在网上一吆喝,所有人都会知道;谁创作了新作品,也只需将作品上传到网络公之于众,所有人都可为其版权作证。

有了区块链,我们还可以破除“数据壁垒”,实现信息和数据共享。当人们看病时,不必再反复叙述过往病史,或在换医院时进行重复检查,只要患者输入密码,医生便可看到所有有关患者健康和就医的信息,并据此来综合诊断。而作为医生,在对待患者时也将变得更加细致与谨慎,因为患者病情、诊断结果等一切信息都有备案,未来都可追溯。

有了区块链,公共服务也将变得更加透明。纳税人将清楚地知道自己缴纳的税运用到了哪些领域,是否用得恰当,贪腐将失去容身之地。而不同部门之间,也因为信息互通免去了许多沟通上的麻烦。

区块链可运用的领域还有很多,如金融行业、跨境支付、国际贸易、远程物流,国家进出口等。40年前人们并不清楚互联网为何物,如今它已深入千家万户,妇孺皆知;现在我们有理由相信,在不久的未来,区块链技术也将成为人们日常生活中必不可少的“标配”。(责任编辑:白玉磊 责任校对:赵梦祺)

猜你喜欢
哈希加密算法点对点
生猪“点对点”调运管理制度探析
基于虚拟电厂能量管理的点对点市场交易模型分析
哈希值处理 功能全面更易用
Windows哈希值处理不犯难
文件哈希值处理一条龙
农民工返岗复工点对点服务微信小程序上线
借力行业指导创建校企合作新模式
教育云平台的敏感信息保护技术研究
一种改进的加密算法在空调群控系统中的研究与实现
基于Jave的AES加密算法的实现