一文讀懂區塊鏈究竟如何去中心化

1、區塊鏈需要的基礎：人工智能

本質上，區塊鏈被描述為“一個群集人工智能系統”。

問題來瞭，什麼是人工智能？

對於“智能”的定義，科學界有過很多爭議。北大教授韓鋒在研究區塊鏈的過程中，從物理學提出瞭一個理論，這個理論是這樣的：從原理上來看，根據Landauer’s principle（蘭道爾原則），“熵”是事物最混亂最無知的狀態，不可逆地消除一比特的“熵”就會產生一比特信息，這個過程中會至少消耗KT ln2的能量。

由於消除瞭事物的混沌無知狀態，產生的這一比特信息即為“智能”。

而當下的大多數機構、體系均被視為“一個中心”化的智能系統，這些包括現有的銀行體系（央行是中心）、貨幣系統（央行是中心）、國傢機構（中央政府是中心）。

中心化的特點是，中心節點掌握分佈節點信息，分節點不掌握其他節點信息（中心化，交易非公開）。 並且，中心化的痛點是，系統安全性取決於中心節點安全性，分佈節點對此沒有控制權。

中心化節點示意圖 圖/申萬宏源研究

關於一個中心和多個中心的最好比喻，在動物界可拿來做最好比喻的是：一隻熊和一個蜜蜂、一個熊窩和一個蜂巢。

熊是中心決策，自己替自己決策。蜜蜂則執行蜂群的基礎協議，如和旁邊的蜜蜂保持一定的距離。

從中心化到去中心化

一個中心化的系統，通常意義上隻有一個節點在決策，解決的“熵”和得到的“比特”就少（小）。一個中心要完成N個節點的N*Kln2熵減問題，需要壓縮2的N次方，這個過程中，問題的解決難度會成指數級別上升。

公式是：Kln2的N次方

節點如果大於45個，中心就得以超光速壓縮，這是什麼概念？這已經超過物理的極限瞭。

而每一個蜜蜂都被認為是一個麥克斯韋妖。

麥克斯韋妖概念圖 來源/網絡

什麼是麥克斯韋妖？

Google一下：

麥克斯韋妖就是一個麥克斯韋假象出來的妖精。它守住一個盛滿液體或氣體的容器中間一扇門。當做佈朗運動（無改正運動）的液體或氣體分子碰到它的時候，它總是把運動較快的分子放到一邊，而把運動較慢的放到另一邊。這樣一段時間後容器裡就一邊熱一邊冷瞭。利用熱的一邊就可以做功。這樣“永動機”就可以造出來瞭。（但反駁論認為這違反瞭熱力學第二定律。已經從理論上證明是不可能的。就是說要麼這樣的“妖精”根本沒有；要麼這“妖精”也要“吃飯”，就是消耗能量。結果隻會得不償失。）

用大白話來說，一個理想的“麥克斯韋妖”可以理解為具有自我補償機制的人工智能。

2，區塊鏈起源

說瞭這麼多，麥克斯韋妖何用？它是去中心化的基礎。台中化糞池清理

我們所談論的區塊鏈是什麼？我們知道比特幣需要某一個電腦終端進行記賬，爭奪記賬權並完成記賬這一過程被稱為挖礦，而每一個記賬的“礦工”都是一個“麥克斯韋妖”。

關於挖礦，學術一點的表達是：住宅化糞池清理

比特幣“挖礦”的實質是不斷重復計算隨機字符串的哈希值（一種字符串變換運算，常用於加密和數字簽名）並檢查結果是否滿足特定的需求。比特幣“挖礦”硬件走過瞭CPU- GPU- FPGA- ASIC四個發展階段。目前比特幣產業使用ASIC 芯片完成挖礦計算。

流程上，它是這樣實現的：

網絡內節點收集有效但還未驗證的交易

這些交易以時間先後順序被放入到區塊（Block）中

各個節點紛紛加入，試圖解決工作量問題

節點這種行為被稱為挖礦（Mining），而最早的區塊鏈技術因比特幣而出名，比特幣最早應用瞭區塊鏈技術。區塊鏈也是比特幣交易運行的基石。它是“一種存儲與驗證協議”。

它也是一種“去中心化數據庫”，通過分佈式存儲與全網驗證保證安全性。這些特性都在比特幣上得到瞭很好運用。

區塊鏈解決瞭三大痛點：

去中心：（還記得前文對單個中心智能系統的“Kln2?”公式表述嗎？），中心化系統，參與的節點從5個到100個，系統風險性上升；多個中心化的系統（也就是去中心化），當參與的節點從5個到100個時，系統風險性指數性下降。

安全：區塊鏈也可以解決TCP/IP安全傳輸問題，解決信息化聯網去中心化信任問題。基於TCP/IP協議構建出價值互聯網，能夠從根本上變革現有金融行業生產方式，顛覆社會組織與生產方式。

信任：由於區塊鏈內每個節點掌握各個節點信息，信息可以采用匿名原則（交易公開）；系統內交易批準取決於所有節點共識性原則，規則對於所有節點公平且強制（去中心化），並且，隨著時間推移，交易增多，每個節點內同步更新的鏈條愈發變長，愈發難以被篡改。

3，區塊鏈應用

中心化的體系與去中心化的體系，最具代表性的是銀行與比特幣。

在銀行體系中：傳統銀行分類帳特點擁有中心化和交易非公開的特點

銀行掌握所有用戶帳目的信息和交易的歷史記錄（中心化）

用戶隻掌握瞭自己的記錄，無法知曉其他用戶交易記錄（交易非公開）

如果掌握有所有的交易支付記錄，可以倒推出帳戶信息（中心化風險）

它的交易記錄是這樣的：

在比特幣的交易體系中，它具有去中心化和交易公開的特點

在比特幣中，不存在一個中心節點（去中心化）

所有交易都是公開的（交易公開）

但是所有的交易都是匿名的，因此即使有所有的交易信息，也無法推斷出個人對應的帳戶信息（安全性）

它的交易記錄樣本是這樣的：

實際上，全球已經有超過50傢銀行正在開發應用區塊鏈技術，我們可看到的有這些新聞：

2016/6/22 巴黎銀行等七傢金融機構聯合開發區塊鏈清算系統（法國巴黎銀行、法國信托局、歐洲清算各級學校抽化糞池銀行、泛歐證券交易所、S2iEM、法國興業銀行和巴黎金融市場協會）

2016年 將重點基於區塊鏈技術設計高性能英鎊結算系統的新藍圖（英國央行）

2016/6/24 Ripple添加7傢銀行為技術合作夥伴，要建設R3式合作網絡 Ripple宣佈已經添加7傢新銀行到他們的技術合作網絡，有望成為全球第一傢真正地使用基於區塊鏈的技術來進行跨境轉賬的公司（桑坦德銀行、瑞銀、意大利聯合信貸銀行、ReiseBank、加拿大帝國商業銀行、阿佈紮比國民銀行（NBAD）和ATB Financial ）

銀行對區塊鏈技術的應用隻是冰山一角，在證券、支付、土地登記、投融資、物流等領域，區塊鏈技術的應用開發已經開展。

用一張國金證券的圖來結束對區塊鏈技術應用的願景，尤其是那“可編程社會”願景，想想當真是極好的！

本文較多地引用或參考瞭以下資料：

清華大學博士生、I-CENTER導師韓鋒《區塊鏈創新和金融風險控制》

申銀萬國證券《區塊鏈：顛覆式創新——區塊鏈和數字貨幣系列報告之二（上：技術篇）》

國金證券《當金融科技遇到區塊鏈——世界金融技術體系500年後的再重構》

招商證券《區塊鏈全景圖——“區塊鏈 +金融” 區塊鏈深度追蹤（四）》

廣發證券《淺析比特幣產業鏈》

（責任編輯：王姝睿 HF059）


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