最熟悉的陌生人——区块链
我相信，你一定或多或少听到过区块链这个词。经过这几年由国家层面主导的大力宣传，几乎我们每个人都在新闻中无数遍听过这个词。但是，如果有人问你：区块链技术到底有什么用？我想大多数人依然是回答不上来的。少数人可能会回答说：“区块链技术可以用来设计数字货币，例如比特币就是区块链技术的一个具体应用。”这个回答没错，但很遗憾，我国并不承认比特币的货币属性，甚至在我国境内开设比特币交易所也是违法的。严格说来，比特币目前在我国真没什么用，而且也不是国家层面所提倡的区块链技术的应用。还有些人可能会回答说：区块链技术的应用前景很广泛，在金融、保险、公证、电子标签、信息溯源等等方面都大有可为。但是，如果抛开这些大词，我继续深入追问下去，能不能举一个普通人能听得明明白白的具体应用的例子呢？我估计，到了这一步，能够继续回答的人已经凤毛麟角了。
“区块链”这个词就好像一个我们非常熟悉的陌生人，天天见，但就是不知道它到底长啥样，它到底有什么本事。我今天试图用 6000 多字让你基本理解区块链现在能做什么，以及未来又能做什么。
举个例子，开个脑洞
比如说，在我写完这篇文稿后，我有一个强烈的想法，我希望任何强权都不能篡改这篇文稿中的任何一个字，哪怕是动用国家力量、国际力量都不能篡改。强权最多只能从世界上把我这篇文章彻底销毁，但休想篡改任何一个标点符号。这个需求，在区块链技术诞生之前，几乎是普通人难以企及的梦想。你可能还是没有真正理解这件事情的含义，我继续给你解释。
当我写完这篇文章后，我把它发表在了网络上，比如微信公众号或者微博等。这时候，假如有一个拥有极大权势的人想跟我恶作剧，他利用自己的权势，修改了我发布在网络上的这篇文章，在文章中加了一句歧视女性的文字，然后宣称汪诘是一个男权主义者。因为他权势很大，可以调动舆论对我进行抹黑。这时候，我基本上就是跳进黄河也洗不清的，因为我根本没法证明有人篡改了我的文章。
有人可能想，那你可以在写完之后去做一个公证嘛，这总不能篡改了吧？但是，我前面说了，我假定这个权力很大的人可以调动权威力量，那么，他完全可以命令公证处出一个声明说是我伪造了公证文书。怎么样，还是跳进黄河也洗不清吧。
哪怕我写完文章后发表在了杂志上，也一样可以被销毁重印，哪怕有这么几本遗留了下来也没用。因为最关键的问题是，我无法自证清白，我拿不出确定无疑的证据来证明我的原始文章中没有那句话。
凡是你能想到的证据，在权威面前，其实都不堪一击，你仔细想想是不是这样？但是，在区块链技术诞生后的今天，我却能轻易实现这个梦想。
用区块链技术实现公证比如说，我可以这样做：
第一步：我把这篇文章抄写在纸上，然后拿着它，找人帮忙拍一张文章和我同框的清晰的照片；
第二步：我用电脑上的一个小工具生成这张照片的哈希值。所谓的哈希值就是一串通常为 32 个字节（长 64 位）的字符串，它也常常被称为文件的电子指纹。任何不同的文件对应的电子指纹都是唯一的。
第三步：这是最为关键的一步，我去做一次比特币的交易，交易的金额无所谓。在比特币交易过程中，允许在交易信息中写入一串最多 80 个字节的自定义信息。我可以这么写：汪诘在 2020 年 10 月 20 日拍了一张照片，哈希值为 XXX。（就是上一步生成的那个字符串）。这一步可能对于普通人来说会比较困难，但现在有人专门提供这种区块链刻字服务，你可以在网上搜到，价格一般也就是一二百块钱。
好了，完成这三步之后，我的这张照片或者说我写的这篇文章就留下了永不可磨灭的证据，在任何时候，我都可以证明这张照片的真实性。任何了解区块链技术原理的人，都会相信我出示的那张照片就是原始照片，没有做过任何修改。而且，我相信，全世界没有任何一种人类的力量可以篡改区块链上的那条信息，大概只有外星人有这个本事了。
弄清区块链存证的原理
比特币自 2009 年诞生以来，已经吸引了全球至少几百万人的参与。它已经形成了一个全球性的网络，全世界范围内分布着大约 10000 个节点。每一个节点上存放的信息都是一模一样的，这是由区块链的技术原理保证的。你不用去搞明白区块链到底用了什么技术来保证这 10000 个节点中存放的信息是一致的，而且是绝不可能被篡改的。你只需要知道，这种保证是由数学决定的，经过全世界无数聪明人这十多年来的维护和完善，它是目前人类世界中最可靠的一条信息长链。这条长链上的信息只能被毁灭，不可能被篡改，除非有外星人。
每一个电子文件都可以用数学方法生成一个唯一的哈希值。这里的电子文件是一个非常广阔的概念，它既可以是小到一个字母，一个 Word 文档，一张照片，一个视频，也可以是任意多的一组文件，比如我电脑整个硬盘中的所有数据，甚至是某个银行的所有服务器中的所有数据文件，都可以生成一个唯一的哈希值。而这个文件中任何一个字节的改动，都会导致哈希值发生变化。另外，更重要的一点是，这个哈希值是不可逆的。也就是说，我们只能从某个文件生成出一个哈希值，但是我们无法从一个哈希值中反推出文件的内容。
我们把需要存证的信息生成一个哈希值，然后把这个哈希值保存到人人都可以公开读取且无条件相信的比特币信息长链中。于是，在任何时候，你都可以向世人证明你存证的那条信息的原始性和真实性。
以上三点如果都明白了，那么，恭喜您，您打开了一个新世界的大门，你将从中看到一个无限广阔和充满想象力的未来。
天经地义的事也会被颠覆我举一个最简单的例子，公证处将没有必要存在。公证的基本思想是，用机构信誉来让第三方相信某一条信息的真实性。但是，机构信誉与区块链用数学建构起的信誉比起来，那就完全不是一个等级的了。从理论上来说，现在公证处的所有业务都可以用区块链存证的方式取代。而且，这样的真实案例早在 2018 年就已经发生了。
根据报道[1]：2018 年 7 月，杭州互联网法院判决一件互联网著作权侵权案，其中采纳的关键证据来自比特币区块链。这起案件中，原告通过第三方存证平台，进行了侵权网页的自动抓取及侵权页面的源码识别，并将这两项内容和调用日志等的压缩包计算成哈希值上传至比特币区块链中。
有了我上面给你铺垫的基础知识，我相信你现在已经完全能弄懂这则新闻背后的技术原理了。之所以法院会采信比特币网络上的信息，那是因为利用区块链技术建立起来的比特币网络已经是一个覆盖全球的信息网络。正因为使用的人多，覆盖的范围广，所以，它的信息可靠性就极高。当达到比特币网络这样一个量级的广度和深度后，它的信息可靠性差不多就已经达到任何力量都不可能篡改的地位了。目前全世界还有另外两个类似的区块链，一个被称为以太坊，另一个被称为 EOS，它们也都是具有全球覆盖性的区块链。
到这里，你或许想问，既然如此，为什么公证处还没有被淘汰掉呢，好像公证处的生意还是红红火火的，没发现有任何可能被淘汰的迹象啊？
共识机制成区块链最大挑战
我接下去要给你讲另外一个有关区块链的重要概念——共识机制，当你理解了这个概念后，你就会理解为什么公证处还不可能被现在的区块链所取代，这也是区块链技术所必须面对的最为关键的技术挑战。
区块链技术之所以能实现信息不可被篡改，是因为任何一个区块链上的节点计算机中都存放了一组一模一样的信息，这组信息的结构就像是一列超长的火车，是一根长长的由一节一节车厢构成的信息长链，每一节车厢就是一个存放一些特定信息的区块，这就是该技术被称为区块链的原因。
每一台节点计算机的地位都是相同的，没有任何一台计算机是这个网络的中心。每一个节点都可以申请向信息链中增加一个区块，这在区块链技术中被称为“记账权”，意思就是获得了在账本中写一笔的权利，这种“记账权”是所有节点都要争相抢夺的一种权利。区块链技术的原理决定了，必须要让这种记账权是一种稀缺的资源，才能保证所有的节点有充足的时间来同步信息。
那么，对于一个节点来说，怎样才能获得一次记账权呢？换句话说，记账权争夺的游戏规则是什么呢？这个游戏规则就是我前面说的那个至关重要的概念——共识机制，它是区块链技术中最关键的几个概念之一。全世界第一个区块链就是 2009 年诞生的比特币网络，它的共识机制被称为“工作量证明（PoW）”。什么意思呢？
就是说，任何一个节点，都可以用工作量（对于计算机来说，工作量就是计算量）来争夺记账权，你的计算量越大，那么抢到记账权的概率也就越高。说白了就是按照一个非常简单的规则不停地计算某个特定的随机数，谁的算力大，谁找到答案的概率就更大。打个比方，这就好像有一个中奖概率只有几万亿分之一的彩票箱子，每个节点计算机就好像是一只可以去摸彩票的手，计算机的算力越大，就表示你摸彩票的频率也越高。比特币的游戏规则是参与摸奖的手越多，那么彩票的中奖概率也会被调得越低。总之，它要保证：平均来说，大约每 10 分钟才能让一个人中奖。之所以要限制中奖的间隔时间，这是为了让所有节点都有充足的时间来同步区块链上不断增加的信息区块。
共识机制的重大缺陷
计算机工作需要电力，越大的计算量，消耗的电力越大。现在，比特币网络每生成一个区块，意味着大约 10 多万度电的消耗，这是一个惊人的数字。这些电力完全没有用在工农业生产上，它们全都消耗在了没有任何实际意义的简单计算上了。而每一个区块，允许写入的自定义信息，大约也就是 100 多K，相当于 5 万多个汉字。这对于全世界海量的区块链存证的需求来说，简直是杯水车薪。而电力成本也决定了，它的发展是受到极大制约的，人类可没有那么多能源供我们肆意挥霍的，更不要说它带来的环保问题了。
所以，以比特币网络为代表的第一代区块链技术，因为采用的是这种 PoW 共识机制，从原理上就决定了，它不可能成为全世界都用来安全存放信息的区块链，它根本无法承载这个功能。
正是因为看到了比特币网络共识机制的缺陷，人们又发明了另一种共识机制，叫做“权益证明（PoS）”。我们还用前面说过的那个抽奖的比方，比特币的 PoW 就是谁的算力越大，谁就能获得更多的抽奖频率。而权益证明 PoS 则是谁获得的奖金越多，那么就给予他越多的抽奖频率。与比特币差不多齐名的以太坊就是先用 PoW 机制运行了一段时间后，改为了 PoS 共识机制。这种机制的好处就是再也不用消耗大量的电力来争夺记账权了，基本上就是大家纯粹凭运气来争夺记账权。但坏处就是，它会逐渐丧失“去中心化”这一区块链的核心理念，记账权会逐步向几个最大的玩家那里集中。这有点像马太效应，奖金越多的玩家抽奖的频率越多，那么他的奖金就会越来越多。这样一来，会有越来越多的小玩家因为中奖无望而离场，不再参与抽奖，换句话说，就是不再去当保存完整信息的节点了。事实上，以太坊就是这样，它的节点数量从早期的几万个，不断地下降到现在的几千个，而且这几千个中拥有完整信息备份的节点数量已经不足 100 个了。节点数量越少，意味着信息不可被篡改的可靠度就越低，而区块链技术之所以能引发人们的无限遐想，就在于它的可靠度。
以太坊
为了解决 PoS 共识机制会逐渐丢失“去中心化”的缺陷，人们又发明了另外一种共识机制，叫做“授权股权证明机制（DPoS）”。如果还用抽奖的那个比方， DPoS 就是通过投票竞选的方式，在全球确定若干个超级节点，然后这些节点的摸奖频率全都一样，这很像是全体股东推选董事会成员，成员的总数固定，但每次当选的人不一样。区别在于公司董事会定期选举，而 DPoS是每分每秒都在投票选举，董事会成员随时都可以发生变化。目前，采用这种共识机制的最著名的区块链网络叫做 EOS，它有一套严格且复杂的节点竞选规则，截止到我写稿的时候，符合投票和竞选资格的节点在全球有 544 个，得票最多的 21 个节点为超级节点，次多的 100 个为备用节点[2]。著名的谷歌云正在申请成为其中的节点。可以说，这种共识机制是介于比特币和以太坊之间的一种方式，它的可靠度不如比特币，要篡改EOS 上的信息，只需要在同一时间收买 51% 的节点，也就是 11 个节点就够了，当然这也绝对不是一件轻易能办到的事情。但好处就是，超级节点数量少了之后，信息写入和交换的效率就大大提高了。
除了我上面介绍的 PoW、PoS、DPoS 这三种共识机制外，人们还发明了其他一些共识机制，比如，阿里巴巴旗下的蚂蚁链，采用的是一种叫做实用拜占庭容错（PBFT）的共识机制。这里不再展开说明，因为要读懂我这篇文章，其实并不需要你清楚这些技术的细节。你只需要知道，目前所有的共识机制都是优缺点并存。它们就好像跷跷板的两头，一头是信息可靠度的高低，一头是信息记录的效率高低。比特币网络是可靠度最高，但效率最低。相比之下，蚂蚁链可能就是效率相对高一些，但可靠度低一些。
共识机制能兼顾安全和效率吗？
并没有哪条数学或者物理的法则决定了它一定是跷跷板的两头。之所以我们今天依然没有看到区块链技术消灭公证处、消灭版权登记中心，就是因为我们其实还没有真正解决区块链技术在全球范围内大规模应用的技术问题。
想要把那些令人充满遐想的区块链应用的概念真正变成现实，就需要满足以下两个条件：
存在一个或者若干个分布在全世界的区块链网络，它的广度和深度足以保证它不可能被任何力量所控制，它是一个依赖于数学法则建立起来的绝对可靠的信息长链；
这条信息长链拥有足够高的运行效率，足以满足全世界每时每刻对信息安全存放的需求。
想要达成上面两个条件，区块链技术中的共识机制就必须要有突破性的进展，我认为这就是区块链的技术奇点。我们正在期待着诞生一种全新的共识机制，它能集中所有已有共识机制的优点，去除它们的缺点，以自然选择的方式成为区块链技术的事实标准。我不知道这一天何时会到来，但我相信迟早会到来。
突破技术奇点后的畅想
当区块链的技术奇点被突破，一个有着高易用性的全球区块链建成后，我们的世界将会变成怎样？
首先，公证的形式将发生彻底的变革，我们既可以说不再需要公证处了，也可以说——公证将变得无处不在，也将变得极为方便。在我的想象中，未来我们做任何事情，只要是利用个人电脑或者手机，以电子的形式处理的，我们都可以很简单地一键设置为是否需要区块链存证。这很可能成为我们手机或者电脑中的一个设置选项，打开之后，我们撰写的每一份文档、拍摄的每一张照片、每一个视频，都会在区块链上保存一份唯一的哈希值。我觉得你很可能会低估这件事情对未来生活的影响，你需要细细品味一下。
然后，所有你能想到的第三方信用机构都就将被区块链消灭或者自我革命。比如说，出生证明、结婚证明、亲属关系证明、学历证明等等，将不再需要由政府或者第三方机构作为信用担保来发证。一个人一出生，他的出生信息就会存在区块链上，不可能被改动。我们在生活中的所有轨迹信息，都会以区块链的形式固定下来。今天的人听到这些，或许会觉得有点儿恐怖。其实，这就跟几十年前的人听到我们今天所有的出行、住店、甚至消费信息都会被保存下来一样恐怖。几十年前的人，听说今天你走在城市中的任何一个地方，都会被至少一个摄像头录下来，估计他会吓得不敢出门。
区块链技术必然会逐渐融入我们的日常生活，今天的人们觉得恐怖的事情，未来人可能会觉得习以为常，人类的伦理道德规范总是会被技术重塑，每个时代的人都会对未来的科技感到忧心忡忡。注意，这里我并不是观点陈述，而是事实陈述。
我觉得用举例的方式来讲解未来区块链技术的具体应用并不是一个最佳的方式，这就有点像 30 年前用举例的方式来说明互联网有什么用一样，这样去思考问题，格局有点儿小。我们一定要从宏观上来思考这个问题。在未来，世界上存在着一条不隶属于任何国家且不可更改的信息长链，任何人都可以将电子信息存放到这根长链上，随时都可以调取，当然，不可能是随意调取，一定会有相应的法律法规出台。区块链会成为互联网上的一个基础设施，几乎所有的行业或多或少都要用到它。医院用它记录病历，学校用它记录学历，公司用它记录所有的合同，税务局用它记录纳税信息等等。我们与其思考什么行业会用到区块链，不如思考，什么行业不需要用到区块链，这才是正确的思考方式。
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