一文读区块链(上)
区块链技术是区块链运行背后的概念或协议。这项技术使得比特币(使用加密技术的数字货币)这样的加密货币能够像在互联网上使用电子邮件一样工作。
区块链是一种不可变的(不可变是指记录的交易或文件不能被更改)分布式账本(存储在计算机网络中多个地方的交易或数据的数字记录)。目前很多用例已经超出了加密货币的范畴。
不变性和分布性是区块链的两个基本性质。账本的不变性意味着您可以始终相信它的准确性，分布式的特性保护区块链免受网络攻击。
账簿中的每一笔交易或记录都存储在一个“块”中。例如，比特币区块链中的每个区块平均包含500多个比特币的交易信息。
一个块中包含的信息依赖于前一个块中的信息并与之链接。随着时间的推移，它最终形成了一个贸易链，因此有了区块链这个词。
区块链类型
有四种类型的区块链：
1.公共链
公共链是一个开放的、分散的计算机网络，任何请求或想要验证交易的人都可以访问该网络(检查区块链上的信息是否准确)。核实交易的矿工将获得奖励。
公链采用工作量证明或权益证明的共识机制。两个常见的公链例子是比特币和以太坊。
2.私有链
私有链是一种不开放的区块链，具有访问限制。想要加入的人需要系统管理员授予的权限。它们通常由一个实体管理，这意味着它们是集中的。Hyperledger是一个典型的用例，它本质上是一个私有的和允许的区块链。
3.联盟链
联盟是公有链和私有链的结合，具有集权和分权的一些特征。典型代表有能源网基金会、龙链、R3。
这里，我们应该注意到，对于联盟链和混合区块链是否不同，并没有100%的共识。有人区分两者，有人认为两者是一样的。
4.侧链
侧链是与主链平行的区块链。它允许用户在两个不同的区块链之间移动数字资产或传输信息，这提高了主链的可扩展性和效率。一个典型的例子是液体网络。
区块链的历史
区块链的历史可以追溯到你无法想象的更长的时间。我们可以通过四个简单的关键问题来简要描述它的历史。
谁发明了区块链？
第一个类似于区块链的协议是由密码学家David Chaum在1982年提出的，然后在1991年底，Stuart Haber和W. Scott Stornetta编写了第一个联盟链。
但最著名的起因是中本聪(一个人或一群人的化名)用数字货币——个比特币发明并实现了世界上第一个区块链网络区块。
谁拥有区块链科技？
因为区块链技术是区块链的基础，它不可能被一个人所拥有。就像互联网一样，任何人都可以使用这项技术来运行和拥有自己的区块链。
比特币是谁创立的？
中本聪。
第一笔比特币交易是谁收发的？
10个比特币被送到中本聪的哈尔芬尼，这是历史上第一笔比特币交易。2004年，Hal Finney建立了第一个可重用工作量认证系统。
公链是怎么运作的？
作为一个社会，我们创造了书籍来存储信息，然后我们有各种应用程序。举个简单的例子，我们可以用房地产行业的账本来存储房屋装修和出售的相关记录，或者记录一个公司的所有交易。
目前，传统的分类账记录主要依靠复式记账法来存储交易记录。虽然复式簿记是对缺乏透明度和问责制的单一簿记的升级，但复式簿记也有其缺点：分录是分开记录的，这使得双方很难核实对方的记录。
传统账本存储的记录也容易被篡改，这意味着任何人都可以轻松编辑、删除或添加记录，因此不太可能确认信息是否准确。
公链有效解决了这两个问题和我们产生信任的方式，将传统记账模式发展为三重记账。第三个事务记录被加密并密封在区块链上，这将创建一个防篡改记录，存储在块中并由分布式一致性机制进行验证。
这些共识机制还确保新区块被添加到区块链。共识机制的一个例子是工作量证明(Pow)，它通常被称为“挖掘”。
挖掘机制并不是对所有区块链通用的，而是比特币和以太坊目前使用的共识机制，虽然以太坊计划在2022年前转型为另一种不受限制的利益证明(Pos)共识机制。
我们来讨论一下比特币的工作原理。我们在发送比特币的时候，需要为计算机网络支付一笔很小的费用(比特币)来确认交易的有效性，然后将交易绑定到队列中，等待其他加入新块的交易一起处理。
计算机(节点)通过求解一个复杂的数学问题来验证块中的事务列表，从而得到一个由64位十六进制数组成的哈希值。
交易一旦谈妥，区块就会加入网络，我们为此交易支付的费用和区块上其他交易费用的总和就是矿工的报酬。
添加到网络中的每个新块都被分配一个唯一的密钥。为了获得每个新密钥，将前一个块的密钥和信息输入到公式中。
随着正在进行的采矿过程中不断增加新的区块，区块链变得越来越安全，越来越难以篡改。任何试图编辑记录的人都将被拒绝。所有未来的块依赖于来自先前块的信息，并且从一个块到下一个块的这种依赖性形成了安全链接的区块链。
您可以查看存储在下面描述的区块链上的房屋记录。例如，在来自块1的所有信息(包括密钥)被考虑并输入到公式中之后，块2提供密钥。块3在考虑块1和块2的所有信息(包括密钥)并将其输入到公式中之后提供新的密钥，等等。这个过程无休止地重复。
现在，让我们深入讨论和探讨工作量证明(Pow)、权益证明(Pos)和区块链这三重困境，这是公链运行的基础。
工作量证明(PoW)和公平证明(PoS)
公共链通过共识机制工作，并且在没有第三方(例如银行)的情况下验证交易的过程。
PoW工作量认证共识机制和PoS权益认证共识机制，尽管它们在交易有效性上达成共识的目标保持不变，但达成共识的方式略有不同。
1.PoW工作量认证的共识机制是什么？
PoW，目前挖矿的技术术语，也是最初的共识机制。在写这篇文章的时候，比特币和以太坊还在使用这种共识机制。但如前所述，到2022年，以太坊将转向PoS权限证明的共识机制。PoW基于密码学，其原理是求解只有计算机才能求解的数学方程。
上一节中关于如何向比特币区块链添加区块的示例解释了该系统。
PoW的两大问题，一是用电量大，二是同一时间只能处理有限数量的交易(比如比特币区块链每秒最多可以处理7笔交易)。交易通常需要至少10分钟才能完成，当网络拥塞时，这种延迟会增加。虽然相对于世界各地汇款甚至结账所需的时间，比特币十分钟的延迟还是相当高效的。
针对这些问题，开发者建立了其他的共识机制，目前最流行的是PoS权限认证的共识机制。
2.PoS股权认证的共识机制是什么？
PoS的共识机制仍然使用加密算法进行验证，但交易会根据所选验证节点持有的通过数(也称其质押份额)进行验证。
从技术上来说，没有个体挖矿，也没有区块奖励。反之，该块是“伪造”的。参与这个过程的人会在网络上锁定一定数量的通行卡。
一个人质押的份额越大，拥有的采矿权就越大，被选为下一个区块核查人的可能性就越大。
为了确保通过次数最多的人不总是被选中，使用了其他选择方法。其中包括随机化分组的选择(选择赌注最高、哈希值最低的伪造节点)和持有通行证的年龄选择(根据持有通行证的时间选择伪造节点)。
因此，交易花费的时间和成本更少。例如，NEO和DASH等加密货币可以在几秒钟内发送和接收交易。
大多数区块链项目都是围绕去中心化、可伸缩性和安全性这三个核心属性构建的。开发者一直在努力平衡这些方面，不会妥协。
但是他们经常不得不为了另一个而牺牲一个。“区块链不可能三位一体”的概念最早是由以太坊创始人维塔利克布特林(Vitalik Buterin)提出的“可扩展性三重困境”发展而来。
让我们进一步了解这些概念，并探究它们的优缺点：
1.分散
分散化意味着没有中央组织。相反，决策是通过在分散的计算机网络上达成共识而做出的。
速度在这里成为一个重要的衡量标准，发送交易需要更长的时间，因为需要多次确认来验证交易，这也是比特币交易缓慢的原因。
2.可量测性
可伸缩性是指系统能否处理越来越多的事务。可伸缩性对于大规模采用至关重要，因为随着越来越多的人使用它，任何系统都需要高效运行。
以下是以太坊、比特币以及一家信用卡公司每秒可以处理多少笔交易的大致分类：
比特币：每秒7笔交易
以太网：每秒30个事务
信用卡：每秒可同时处理5000笔信用卡交易。如有必要，Visa每秒可处理高达24，000笔交易。
然而，可伸缩性通常是以分散化为代价来实现的。比如EOS承诺最高能达到4000 TPS(每秒4000笔交易)，但一直被诟病过于集权。
3.安全
安全性是区块链免受攻击的能力。可惜的是，交易所和源代码已经被黑了很多次了。这表明许多开发人员关心可伸缩性和分散性。这是以牺牲安全为代价的。
比特币和以太坊是目前世界上最大的加密货币和区块链，对它们进行讨论和比较很有意义。
1.比特币的基础知识
比特币是一种公共的、去中心化的点对点支付网络，允许用户在没有银行干预的情况下发送和接收比特币。BTC是唯一可以在比特币网络上交易的加密货币和比特币区块链通行证。
使用事务数字分类帐记录，节点确保它们遵循POW工作负载认证(或mine)的共识机制。对于很多人来说，比特币看起来很复杂，但是当你把比特币看成是三个东西的组合，事情就变得很简单了。
点对点支付系统：你可以不通过银行从一个人或公司向另一个人或公司汇款。这种方式的汇款比传统金融方式更快、更安全、更便宜。
像互联网这样的去中心化系统：它不受一个实体的控制，也不能被第三方阻止。
像黄金一样的价值储存手段(通常BTC被称为数字黄金)，但它比黄金更容易转移。
2.以太坊的基础知识
2013年，Vitlaik Buterin在与比特币开发者的同行会议中发现了比特币的局限性。Vitlaik Buterin决定改进比特币区块链，建立以太坊。
以太坊网络是一个公共的、去中心化的对等网络。以太坊和比特币一样，使用节点，允许用户发送和接收加密货币以太(后来改为以太坊)。
以太坊网络不仅是一个支付系统，它主要是为了部署去中心化应用程序(DAPP)和智能合同而创建的。
Dapps是“去中心化应用”的缩写，是一个可以与以太坊区块链交互的计算机程序。然而，智能合约在以太坊区块链上运行。一旦满足某些条件(用计算机代码编写)，智能合同就可以自动执行，无需中介。例如，智能合约可以被编程为在你死后将你的一部分比特币发送给指定的人。
3.以太坊和比特币区块链的比较
简而言之，比特币和以太坊网络都是公开的，去中心化的点对点网络都有自己的通行卡，即比特币和以太坊。两者都是基于密码学，都使用数字账本技术。
但他们在创作的目的和能力上有很大的不同。比特币是一种去中心化的支付和价值存储系统。它的区块链是所有比特币交易的数据库，并跟踪比特币的所有权。以太坊不仅是一个支付系统，它还允许智能合约和应用程序建立在其上，使其成为一个更复杂的区块链。
区块链与传统金融相比有什么优势？
(1)去信任：区块链是不可变的，可以在不需要相互了解的交易对手之间自动进行可信交易。交易只有在双方满足程序条件的情况下才能执行。
(2)难忘：一旦编入《区块链协定》的条件得到满足，交易就不能取消、改变或停止。它将付诸实施，任何机构，包括——银行、政府或第三方都无法阻止它。
(3)不可篡改：区块链上的记录无法更改或篡改，比特币从未被黑过。只有在一个复杂的数学问题被共识机制解决并验证后，才会增加一个新的交易区块。每个新块都有一个唯一的加密密钥，这个密钥来自前一个块的信息，这个密钥将被添加到一个公式中。
(4)分散化：没有实体维护网络。与央行不同的是，有关区块链的决策是通过一种共识机制做出的。权力下放非常重要。它确保人们可以轻松地在平台上访问和建立交易。
(5)成本低：在传统的金融系统中，你需要像银行一样支付给第三方，才能够处理交易。区块链消除了这些中介，降低了费用。有些系统把费用返还给矿工和认捐节点。
(6)点对点：比特币这样的加密货币可以让你直接把钱汇给世界上任何地方的任何人，不需要银行这样的中介收取交易费或手续费。
(7)透明性：公链是开源软件，任何人都可以访问它们来查看交易及其源代码。他们甚至可以使用自己的代码来构建新的应用程序，并对代码提出改进建议，这样区块链系统就可以以协商一致的方式接受或拒绝这些建议。
(8)全能银行：全世界有20亿人没有银行账户。因为任何人都可以进入区块链存储货币，这是一种很好的方式，可以为那些不使用银行服务的人提供银行可以提供的金融服务，避免因物理世界中持有的现金而被盗。
区块链的缺点是什么？
公链并非没有风险和挑战。以下是目前最受关注的问题：
1.环境冲击
像比特币这样的区块链网络使用大量电力来验证交易，这导致环境负担增加。比特币的耗电量超过一个中等规模的欧洲国家，其开发威胁到中国的气候变化目标。
然而，许多人会争辩说，比特币比任何人和任何东西都要遵守更高的环境标准。这可能是真的，特别是考虑到区块链和比特币是传统金融系统的替代品，可能会消耗更多的电力，对环境的影响也大得多。
Galaxy的一项研究表明，比特币的能耗不到传统银行系统的一半。你可以说比特币是朝着环保的正确方向迈出的一步。
没有人说在减少碳足迹方面取得进展不应该被提上日程。随着一些矿山转向太阳能电池板等可再生能源，与此同时，萨尔瓦多总统呼吁制定一项利用地热能(火山)开采比特币的计划。
然而，在考虑成本、环境影响和区块链利益时，保持平衡的观点是至关重要的。
2.个人责任
区块链和加密货币最重要的优势之一，也是其最大的弱点。当你通过挖掘或购买加密货币投资开源区块链，并将其存储在你的数字货币钱包(你的钱包就像你的银行账户，除了没有人可以访问它并有密码)中时，只有你可以控制你的钱。
是自己的银行，太好了！然而，如果你失去了你的助记符，即能让你找回钱包的单词列表，你将没有任何追索权。这就意味着你的钱永远没了，在银行，你可以重置密码。
不出意外，大量比特币将永远丢失。据估计，20%或370万个比特币可能会永远消失。
3.成长的痛苦
虽然公链比传统银行体系更有效率，但去中心化是以可扩展性为代价的。事实上，试图将区块链网络扩展到全球容量是当前低区块链率的根本原因。我们可以看到，比特币和以太坊每秒最多只能分别处理7和30笔交易，而Visa可以处理24000笔交易。
幸运的是，开发人员正在构建解决方案来提高区块链的可伸缩性和交易速度。例如，闪电网络允许在比特币区块链下进行交易，以加快交易速度。在以太坊上，许多创新的第2层解决方案正在开发中，以提高可扩展性和速度，包括rollups、零知识证明和侧链。
4.虚假叙述
一些加密货币无疑被用于非法活动。最著名的例子就是丝绸之路：人们在平台上用比特币购买金钱和毒品。
然而，这与人们经常使用美元等其他货币时经常发生的非法活动并无不同。
一个错误的说法是，加密货币只用于或主要用于非法活动，而这只会推迟其不可避免的采用，这将使所有人受益，包括金融系统。
前景广阔的区块链应用和黑仔应用
区块链技术目前应用于供应链、医疗保健、零售、媒体和广告、金融服务、保险、旅游和交通、石油和天然气以及游戏等多个行业。
以下是一些有前途的使用案例：
(1)加密货币：如今，区块链的“杀手级应用”是加密资产。加密货币让我们能够在没有银行的情况下更快、更低成本地跨境转移价值。除了比特币和以太坊，其他数字货币的例子还包括波尔卡圆点(dot)、尼奥(neo)、卡尔达诺(ada)、系绳(usdt)、币安币(bnb)和莱特币(LTC)。
(2)智能合同(Smart contract):智能合同是一种写入计算机的代码，即在条件满足后无需中介即可自动执行的合同。
(3)分散式银行业务：银行业对区块链技术的使用也在激增。例如，许多银行如巴克莱银行、加拿大帝国银行和瑞士联合银行都对区块链如何提高后台结算系统的效率感兴趣。
(4)视频游戏/艺术：你可能听说过Crypto Kitties，这是一款在以太坊区块链推出的游戏。游戏中一只虚拟宠物的价格甚至超过了10万美元。
(6)供应链和物流追踪：区块链用于追踪贵金属的来源和食品。比如沃尔玛和IBM合作打造食品追溯系统。基于开源账本技术，更容易追踪受污染的食品。
(7)优化医疗流程：区块链可以加快向患者支付医疗保险费所需的时间，安全地存储和共享医疗数据和记录。
(8)不动产处理平台：财产所有权记录可在区块链上安全存储和核实。这些记录不能被篡改，更容易验证属性的归属。
(9)NFT市场：NFT是绘画和服装的数字代名词，NFT市场提供了购买NFT的开放平台。
(10)音乐版税跟踪：区块链可以跟踪音乐流，并立即支付给那些为歌曲做出贡献的人。
(11)反洗钱跟踪系统：当局可以更容易地追踪资金的原始来源，因为区块链上的每一笔交易都将被记录下来，并留下防篡改的痕迹。
(12)个人身份安全：传统的身份存储系统不安全，碎片化。区块链提供了一个统一的、不可变的和可互操作的基础设施，因此你可以安全有效地存储和管理记录。
(13)新型保险分配方式：如互惠保险、参数保险、小额保险等。
(14)自动化广告：广告商可以使用智能合同来自动化广告。例如，只有当满足某些标准时，广告才会显示给观众。
如何投资区块链科技
由于区块链提供了一些有前景的用例，帮助许多公司提高了效率，并吸引了亚马逊和特斯拉等大公司，因此它可能是一个有吸引力的投资选择。
但也有风险：这是一个全新的技术，很多项目不一定能成功。所以，只投资你能承受的损失，做详细的研究来确定这个项目是否值得投资，决定你想要的风险暴露水平。
例如，你可以通过直接投资加密货币而不是交易所交易基金(ETF)来获得更多的风险敞口。
说了这么多，还是根据自己的目标和风险承受能力谨慎投资吧。以下是你在区块链投资的各种方式：
(1)购买使用区块链技术的公司的股票：例如，Visa、沃尔玛和西门子在纽约证券交易所等传统证券交易所上市。可以使用Vanguard和Better(美国)等网上券商购买股票。
(2)投资资产负债表上持有比特币的公司，例如，Square、WeWork、MicroStrategy和特斯拉。其他人也可以购买相关公司的股票。
(3)使用集中兑换或分散兑换，配置类似比特币、以太坊的加密货币。在分散交易所出现之前，在集中交易所进行交易一直是加密世界的常态。有了集中交易所，你没有自己的私钥，交易所是保管人来存放你的资金。分散式交换是点对点的，没有中介。Bin、北海巨妖、Bittrex、Bitfinex、Luno、比特币基地都是集中交易所，Uniswap、Compound、KyberSwap、Airswap、IDEX、SushiSwap、币安、Totle是分散交易所。
(4)投资加密型交易所交易基金(ETF)。ETF是一篮子证券，它跟踪你可以在交易所全天买卖的资产或指数。例如，许多传统的ETF包括债券、货币、商品和股票，并跟踪标准普尔指数。P 500指数。在加密领域，可以投资各种ETF，比如追踪比特币价格的比特币ETF。每个ETF根据不同的发行对象会有所不同。提供ETF的公司包括gray、Galaxy Digital和Gemini。
(5)投资crypto mining公司，如Riot、Hive、Marathon。许多矿业公司通过发行公司股票向投资者提供间接参与的机会。要投资Riot，可以用Robinhood这样的AOL经纪人。而投资Hive和Marathon可以选择加拿大的经纪公司像Questrade，TD Direct Investing或者BMO InvestorLine。
(6)买加密硬件，自己挖矿。虽然比特币的挖掘需要大量的资金支出，但是你也可以挖掘其他进入门槛相当低的通行证。
(7)投资采矿池。另一种自己挖掘加密货币的方式是加入挖掘池，集合网络上其他人的计算能力，从而增加区块挖掘成功的概率。所有采矿区块的奖励由池中的矿工分享。
2021年值得关注的区块链公司
以下是可投资公链公司的综合列表。我们根据这些类别对它们进行了细分，包括银行、供应链、医疗保健、能源、保险、旅游、房地产、交易所和矿业。
这些上市公司要么使用区块链，要么在资产负债表上使用加密货币。还有一些公司允许你交易加密货币，或者正在挖掘加密货币。
区块链是现在，也是未来。
随着许多有前途的现实世界用例的出现，如更快的跨境支付和智能合约的应用，区块链技术将继续存在。
随着越来越多的公司意识到区块链技术可以帮助他们，他们将在技术上投入更多的资源、金钱和时间，甚至会出现更多的用例。虽然我们知道区块链技术对许多人来说仍然是一个复杂的话题，但对你来说它不必复杂。
我们希望这份指南可以给你信心，让你可以和朋友、熟人就区块链技术这个话题进行对话，它可以解决和简化这个经常令人恐惧的话题。每当你需要整理任何区块链概念时，请参考这篇文章。
最重要的是，我们希望这篇文章能在你身上点燃火花，让你更多地了解一种从根本上改变我们信任和交换价值观方式的技术。