区块链的发展历史

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  比特币刚出现时,区块链就被认为是比特币的底层技术之一,是一种不可篡改的链式数据结构。经过几年的发展,区块链被越来越多的人熟知,它也从单纯的数据结构变成分布式帐本的一系列技术总称,整合了加密,共识机制,点对点网络等技术。

  然而区块链技术经历了怎样的发展呢?在知乎上有篇相对完整的描述可以参考,可以点击阅读全文进行查看。

  1976年,是区块链的密码学基础奠定的一年,这一年Whitfield Diffie与Martin Hell首次提出Diffie-Hellman算法,并证明了非对称加密是可行的。非对称算法有两个密钥(公钥和私钥),必须一起配合使用。这是比特币加密算法的核心之一,我们使用比特币钱包通过椭圆曲线加密算法,生成一对公钥和私钥,有了私钥我们可以对一笔转帐签名,而公钥则验证这一笔交易是由这个比特币钱包的所有者签名的,是合法的。而将公钥进行SHA256哈希运算就是我们的钱包地址。

  1980年,Martin Hell的学生,Merkle Ralf提出Merkle-Trees数据结构和生成算法,Merkle-Tree最早是要建立数字签名证书的公共目录,能够确保,在点对点网络中传输的数据块是完整的,并且没有被篡改。默克尔树生成算法,会对每一笔交易做一次哈希,然后将计算后的哈希值再两两做哈希,直到计算到默克尔根。而这个默克尔根,就包含了全部的交易信息。 这样,能大大节省钱包的空间占用。例如在轻钱包中,我们只需下载与自己钱包对应的交易信息,需要验证的候,只需要找一条从交易信息的叶子节点到根结点的哈希路径即可,而不需要下载区块链的全部数据。

  1990年,数字货币兴起于数字朋克(CyberPunk)运动,它是真正将密码学用于数字货币的尝试,它是由一批热爱网络的极客们推动的。数字朋克们大多是密码学的专家,对于个人隐私和人生自由十分向往。希望建立一套与现实中的国家、等级制度以外的空间。其中最典型的代表是David Chaum,它最早提出了盲签名技术并将其应用到了Digit Cash项目(又名Ecash)。David在它的论文中提出用盲签名实现匿名货币的想法,具体方式是用户在本地计算的Ecash程序以数字格式存储现金,再交给银行盲签名。这套系统已经与当时的银行系统非常接近,也差一点就成功了。但是Digit Cash始终需要中心化的银行服务器支持,可惜后来没有一家银行愿意再支持他的项目,最终项目失败了。

  1997年,身为数字朋克的博士后研究员ADAm Back独立发明的HasHCASH。在Digit Cash失败后的几年里,人们几乎放弃了数字现金的构想。仅有少数数字朋克继续研究,Adam Back便是其中之一。HashCash的想法很简单:它没有后门,也不需要中心第三方,它只使用哈希函数而不是数字签名。Hashcash基于一个简单的原理:哈希函数在某些实际用途中表现为随机函数,这意味着找到哈希到特定输出的输入的唯一方法就是尝试各种输入,直到产生期望的输出为止。而且,为了找到这样一个符合条件的输入,唯一方法是再次逐步尝试对不同的输入进行哈希。所以,如果让你尝试一个输入,使得哈希值前10位是0,你将不得不尝试大量的输入,你会每次尝试成功的机会是(1/2)^10,这意味着你将不得不尝试2^10个输入的顺序,大约1000个哈希计算。没错,这就是工作量证明的早期来源。他基至在技术上做了一些修改,使其起来更像一种货币。但显然他的方案不能检查节点是否作弊,不能作为真正的数字现金。

  还在两位有杰出贡献的数字朋克是Hal Finney和Nick Szabo,他们重新考虑将技术整合了起来。Nick Szaba他不仅是一位计算机科学家,同时精通法律。Szabo受到David Chaum的启发后,希望利用密码协议和安全机制,提出了数字合约的构想。数字合约能在网络上,没有第三方协助,利用程序验证并执行合同。它与传统合同相比更安全,并且减少了相关成本。这在后续的加密数字货币设计上有着极大的影响。比特币网络可以提供非图灵完备的脚本语言实现部分智能合约功能;以太坊则进一步,在EVM上运行Solidity语言,提供了图灵完备的智能合约环境,这也为后续分布式APP奠定了基础。

  Nick做出的贡献还不只是智能合约,在2008年,Nick Szabo发起了Bit Gold项目,在项目计划书中,Nick阐述了Bit Gold架构,这与现在的比特币完全相同,同样是工作量证明机制,同样是链式网络结构,同样的新区块包含旧区块的数字指纹,包含时间戳等诸多特性。然而,Git Gold项目最终还是没有顺利完成。目前Bit Gold项目可查寻的源头只有在Bitcoin Talk论坛的贴子,后续的可查证资料很少了。有一些比特币爱号者一度认为Szabo就是中本聪本人,不仅因为Bit Gold与Bitcoin的相似之处令大家充满 想象,甚至是在词法和名法下,中本聪的比特币论言论文与Bit Gold论文相似之处,而且Nick家不远地地方,有一位叫中本聪的日本人,大家猜测这是Nick为了掩人耳目而故意隐藏自己的身份。Nick本人都对此表示否认并觉得这是个很搞笑的八卦,当然也成为数字货币里最大谜团,究竟中本聪是谁呢?

  时间到了2009年,中本聪发表了论文比特币论文。他提出了一整套加密协议,而不仅仅是加密货币。比特币使用计算机程序控制货币的发行,发行总量2100万枚。比特币的帐本记录在成千上万个电脑上,黑客无法入侵;每个账户都是加密地址,你不知道谁在花钱,但是每个比特币的流通都被记录,你知道他的来源和去向的地址。比特币是第一个到达上述全部思想的第一个项目,整合了之前三十多年的技术积累。比特币在设计之时,考虑到网络的稳定性和抵御恶意攻击,它使用的是非图灵完备的脚本语言(主要不能使用循环语句)。

  2013年,Vitalik Buterin认为,比特币需要一种图灵完备的脚本语言用来支持多样的应用开发。这个思路没有被比特币社区支持。于是Buterin考虑用更通用的脚本开发一个新的平台,这就是后来的以太坊。以太坊在大致思路上与比特币相似,在用户状态,UTXO,地址形式上进行了一些优化。其最大的亮点在于,他们开发了Solidity智能合约编程语言和以太坊虚拟机(EVM)这一以太坊智能合约环境的运行环境,用于按照预期运行相同的代码。正因为EVM和Solidity,区块链的平台应用(DAPP)迅速兴起了。以太坊平台提出许多新用途,包括那些不可能或者不可行的用途例如金融,物联网服务,供应链服务,电力采购和定价以及博彩等。

  时至今日,基于DAPP的各类应用还在迅速展开,新的市场和需求在进一步发现。后续区块链会如何发展,我们拭目以待。

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  本专栏共有五部分。

  1. 浅说区块链基础。作为专栏的第一篇专题,为你准备基础的知识作为铺垫,帮助你从 0 开始搭建区块链基础,为后续技术知识的摄入做好铺垫。

  2. 深入区块链技术。作为上一个专题的技术延伸,重点介绍技术层面的区块链,涵盖了 P2P 网络、共识算法与分布式一致性算法、加密与 UTXO、智能合约以及一些区块链项目详解。

  3. 数字货币与数字资产专题。作为区块链金融的延伸,重点介绍了区块链第一大应用——数字货币、第二大应用——ICO,并且介绍了数字货币交易所。

  4. 区块链与当下互联网。这部分内容会深入一些,会谈到区块链与云计算,数字货币钱包服务,以及区块链技术的未来发展趋势。

  5. 如何从业区块链。这部分内容会从从业者的角度,谈谈区块链创业,聊聊区块链从业者的一些经验,并手把手教你构建出自己的迷你区块链。

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作者:CrazyAirhead
来源:CrazyAirhead

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