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现场演讲:区块链的运行原理

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2015年3月27日晚在清华经济学研究所和刘涛雄教授、汤珂教授以及他们组的研究生们关于区块链的运行原理和未来发展,进行了非常有益的分享和探讨

首先,我们探讨了第一代互联网做到了什么?

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正是由于市场的本质也是去中心化的,因此,给了去中心化的互联网以巨大的发展空间(市场是自动执行"等价交换"的去中心化协议,互联网是自动执行TCP/IP等去中心化协议)。

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那么第二代互联网提出的问题是:怎样去中心化的建立全球信用体系?

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因为中心化的信用,各国法币信用价值不同,清算体系也各不兼容,给全球贸易增加了很大成本。目前以美元为中心的全球信用体系,在机制上存在"特里芬悖论"(实质就是一国法币无法同时兼顾解决本国经济利益和全球经济需要的冲突),因此2009年中国央行行长周小川呼吁超主权存储货币的产生,同年,中本聪在网上公开的开放区块链源代码----"比特币"。

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"比特币"从此开启了人类在互联网上建立去中心化信用体系的实验!

中本聪很清楚建立一个支付系统的信用首先必须解决防止"重复支付"问题,也就是不能造假币。中心化的信用系统是靠国家机器防止造假币。"比特币"怎么办呢?中本聪的伟大创新是给每一笔交易"盖时间戳"(timestamp)。每十分钟一个区块(block:相当于网络账簿),把这十分钟的全网交易都正确的盖上时间戳。问题是谁来盖呢?中本聪并没有假设互联网上都是雷锋,他同意亚当.斯密的观点:市场上的人是贪婪的。他让所谓自称"矿工"的人去竞争这十分钟一个区块的记账权,竞争的规则就是正确记账的同时要去解SHA256难题,谁能证明自己的计算机算力最快(所谓PROOF OF WORK 机制),ta就能竞争到这十分钟区块的合法记账权,并得到二十五个比特币的奖励。这就是所谓俗称的"挖矿"过程,实际是建立一个全网总账--区块链的去中心化信用过程,所以矿工更本质的职能是"记账员"!

中本聪在其比特币白皮书中,比较详尽的叙述了这个信用系统建立的过程:

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第一步:每一笔交易为了让全网承认有效,必须广播给每个节点(node:也就是矿工);

第二步:每个矿工节点要正确无误的给这十分钟的每一笔交易盖上时间戳并记入那个区块(block);

第三步:每个矿工节点要通过解SHA256难题去竞争这个十分钟区块的合法记账权,并争取得到二十五个比特币的奖励(头四年是每十分钟五十个比特币,每四年递减一半);

第四步:如果一个矿工节点解开了这十分钟的SHA256难题,ta将向全网公布ta这十分钟区块记录的所有盖时间戳交易,并由全网其他矿工节点核对;

第五部:全网其他矿工节点核对该区块记账的正确性(因为他们同时也在盖时间戳记账,只是没有竞争到合法区块记账权,因此无奖励),没有错误后他们将在该合法区块之后竞争下一个区块,这样就形成了一个合法记账的区块单链,也就是比特币支付系统的总账--区块链。

一般来说,每一笔交易,必须经过六次区块确认,也就是六个十分钟记账,才能最终在区块链上被承认合法交易。

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所以所谓"比特币",就是这样一个账单系统:它包括所有者用私钥进行电子签名并支付给下一个所有者,然后由全网的"矿工"盖时间戳记账,形成区块链。

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但是,比特币的实验进行到今天,已显示她是有内在缺陷的,不大可能在未来担任全球贸易主流货币的角色!

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所以2.0区块链的发展,首先聚焦在解决比特币记账的挖矿高碳机制上:

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以下是几个比较有代表性的区块链2.0系统:

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在我们讨论怎么克服比特币挖矿记账高碳时,刘涛雄教授指出,挖矿靠算力竞争,最后只有一家竞争到合法记账权,其他99%的矿工节点都白挖了,浪费了资源,显然不太合理,如果全网透明的知道下一家区块的合法记账权,随机的在全网产生,就免除了竞争记账的高碳!我们听后都大赞刘教授主意高明,因为现在比较成功的二代币NXT正是这种机制,他们的白皮书叫"透明锻造",只是记账权花落谁家的概率是和每个矿工节点钱包的NXT代币持有量成正比,这个叫股权证明机制(PROOF OF STOCK)。当然,这也引发了NXT把代币分发给早期投资开发者不公平的争论!

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RIPPLE是一个区块链半去中心化的方案,利用"可信任网关"(trusted gateways)进行区块链记账,其信用是建立在这些网关不会同时作恶的共识记账(consensus ledger)协议上。

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最有雄心的尝试是以太坊(Ethereum),她把区块链的技术和图灵完备结合起来,期望开发出一套未来满足各种区块链系统建设的基础性平台,可以支持各种信用货币、数字资产、智能协议甚至金融衍生品的开发.其系统设计是ETHERUM平台统一区块链记账,为所有开发者共同使用,也许她们的正式版本能2015年4月发布。

现在,区块链在建立去中心化信用的尝试,已经不限于金融界,而被社会各个领域关注,特别是在中国目前一些中心性信用如"红会",处于"塌陷"态势,区块链更能为社会管理提供一种全新的思路和技术选项,以下是我们了解的一些新进展和讨论:

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最后在清华经济学研究所的演讲和讨论,两个半小时才结束,远远超过了原计划,大家还觉得意犹未尽。

本文系未央网专栏作者韩锋发表,属作者个人观点,不代表网站观点,未经许可严禁转载,违者必究!

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