第一章 區塊鏈：信任的機器（節錄）
「區塊鏈技術適用於一切缺乏信任的領域，也許在未來會成為全球人類文明信任的基石，並有可能徹底改變全球的社會結構。」
（1）為什麼會出現區塊鏈？
區塊鏈是比特幣的一個重要概念，其初始使命是為了支持比特幣的形成和流通。在比特幣誕生之前，互聯網的TCP/IP（傳輸控制協定/網際網路互聯協定）協定，基本實現了全球資訊傳遞高速低成本的傳輸，而有一類特殊的資訊——貨幣則無法在上面進行高速傳輸。本質原因在於，傳統互聯網是資訊互聯網，而不是價值互聯網。
互聯網誕生之初，最先解決的核心問題是資訊製造和傳輸。1992年，時任美國副總統的高爾（Albert Amold Gore Jr.）提出「美國資訊公路」的想法。1993年9月，美國政府宣佈實施一項新的高科技計畫——國家資訊基礎設施（National Information Infrastructure，NII），旨在以當時簡單互聯網為雛形，建設資訊時代的高速公路——資訊公路，使所有的美國人可以方便地共用海量的資訊資源。
隨著該項計畫的發展，我們現在所熟悉的網路世界逐漸形成。在這個「高速公路」上，我們能夠將資訊快速生成並且複製到全世界每一個有網路的角落，這也是我們現在的互聯網網路最擅長的事情，所以也可以將其稱為「資訊互聯網」。在這個「資訊互聯網」上，所有傳遞的資訊都是可以高效傳播和複製的，從而構成互聯網的基礎協議——TCP/IP。在容許一定錯誤率的情況下，以最快的速度把資訊傳遞或者複製到目標位址。而當時我們正處於一個非常「渴求」資訊的時代，只要能將資訊快速傳播和複製就實現了我們最基本的需求。從此，我們通過「資訊互聯網」進入到一個「資訊爆炸」的時代。整個互聯網上的資訊開始以幾何式的速度增長，資訊的複製和分享成為這個時代的主流。
然而，隨著互聯網開始進入人類生活的各個層面，我們發現有些資訊是無法複製的，或者說複製是沒有意義的。比如貨幣支付，我們不能把要支付的錢直接複製到對方帳戶上，而是一定要在付款帳戶上減去若干資金，然後在收款帳戶上增加若干資金。只有這樣，這個支付行為才是有意義的，而不像新聞類資訊，我們複製一份到新的網站上，就有了兩份資訊，可以讓更多的人來進行分享。而這些不能分享，只能轉移的資訊，往往具有更大的價值，在它的背後需要有信用作背書，從而產生價值。因此，可以發現，我們的「資訊互聯網」非常善於處理「資訊分享」，而不能解決「價值轉移」或者說「信用」這件事情。
這裡所謂的「價值轉移」是指，在網路中以每個人都能夠認可和確認的方式，將某一部分價值精確地從某一個位址轉移到另一個位址，而且必須確保當價值轉移後，原來的位址減少了被轉移的部分，而新的位元址增加了所轉移的價值。這個「價值」可以是貨幣資產，也可以是某種實體資產或者虛擬資產（包括有價證券、金融衍生品等）。而這種操作的結果必須獲得所有參與方的認可，且其結果不能受到任何某一方的操縱。
從以上的定義可以發現，目前互聯網本身的協定並不支援這個「價值轉移」功能。互聯網TCP/IP協定無法確認當資訊發出去後本地的資料是否會精確改變，而某單點的資料篡改在現有的互聯網系統中是很難被全網發現的。但是「價值轉移」是金融系統的基礎，而金融系統是人類生活的核心之一，因此下一代全球性互聯網發展的核心問題就是要解決「價值轉移」的問題。
（2）「價值轉移」的本質
在沒有解決這個問題之前，我們必須使用仲介系統來完成這樣的「價值轉移」行為，於是我們看到了類似於支付寶、Paypal的協力廠商支付工具開始崛起。而在跨國匯款領域，大家更多的是通過類似於SWIFT（環球同業銀行金融電訊協會）這樣的仲介機構來完成跨國匯款結算和清算。
互聯網中也有各種各樣的金融體系，也有許多政府銀行或者協力廠商提供的支付系統，但是它還是依靠中心化的方案來解決。所謂中心化的方案，就是通過某個公司或者政府信用作為背書，將所有的價值轉移計算放在一個中心伺服器（集群）中，儘管所有的計算也是由程式自動完成的，但是卻必須信任這個中心化的人或者機構。事實上，通過中心化的信用背書來解決，也只能將信用局限在一定的機構、地區或者國家的範圍之內。由此可以看出，要解決這個根本問題，就必須建立「信用」。所以價值轉移的核心問題其實就是跨國信用共識問題。
但根據歷史經驗來看，整個系統中往往最不可信任的就是人，或者由人組成的機構或政府，歷史往往最終被證明，那些違反原規則的人就是規則制定者，而從工業革命到互聯網革命，技術發展的潮流也是通過取代人這個最不可靠、最脆弱且效率最低的環節來實現生產力大發展的。所以，歸根結底，要真正完成以信用共識為基礎的價值轉移，需要一個能夠取代協力廠商仲介的方式，一個能夠自動運行的方式，且具備去信任的機制（不需要依靠相信環節中的任何人或機構）的機制來完成價值的轉移。
在如此紛繁複雜的全球體系中，要憑空建立一個全球性的信用共識體系是很困難的，由於每個國家的政治、經濟和文化情況不同，兩個國家的企業和政府建立完全互信幾乎是不可能做到的，這也就意味著無論是以個人或以企業、政府的信用進行背書，對於跨國的價值交換即使可以完成，但也需要很長的時間和高昂的經濟成本。但是在漫長的人類歷史中，無論每個國家的宗教、政治和文化如何不同，唯一能取得共識的是數學（基礎科學）。因此，可以毫不誇張地說，數學（演算法）是全球文明的最大公約數，也是全球人類獲得最多共識的基礎。如果以數學演算法（程式）作為背書，讓所有的規則都建立在一個公開透明的數學演算法（程式）之上，那麼就能夠讓所有不同政治文化背景的人群獲得共識。
（3）什麼是區塊鏈
定義
區塊鏈本質上是一個去中心化的資料庫，是一連串使用密碼學方法產生相關聯的資料塊，每一個資料塊中包含了一段時間內全網交易的資訊，用於驗證其資訊的有效性（防偽）和生成下一個區塊。所以說區塊鏈是以去中心化和去信任化的方式，來集體維護一個可靠資料庫的技術方案。
通俗地說，其實區塊鏈可以稱為一種全民記帳的技術，或者說可以理解為一種分散式總帳技術。
「資料庫」是大家都熟悉的概念，任何的網站或者系統背後都有一個資料庫，我們可以把資料庫想像為一個帳本，例如支付寶資料庫就像是一個巨大的帳本，裡面記錄每個人帳上有多少錢。當A發送給B一元錢，那麼就要把A帳上的錢扣除一元，在B的帳上增加一元，這個資料的變動就可以理解為一種記帳行為。對一般中心化的結構來說，微信背後的資料庫由騰訊的團隊來維護，淘寶背後的資料庫由阿里的團隊來維護，這是很典型的中心化資料庫管理方式，也是大家認為順理成章的事情。
但是區塊鏈完全顛覆了這種方式。一個區塊鏈系統由許多節點構成，這些節點一般就是一台電腦。在該系統中，每個參與的節點都有機會去競爭記帳，即更新資料庫資訊。系統會在一段時間內（可能是十分鐘，也可能是一秒鐘），選出其中記帳最快最好的一個節點，讓它在這段時間裡記帳。它會把這段時間內資料的變化記錄在一個資料區塊（block）中，我們可以把這個資料區塊想像成一頁紙。在記完帳以後，該節點就會把這一頁的帳本發給其他節點。其他節點會核實這一頁帳本是否無誤，如果沒有問題就會放入自己的帳本中。
在系統裡面，這一頁帳本的資料表現形式，稱為區塊，該區塊中就記錄了整個帳本資料在這段時間裡的改變。然後把這個更新結果發給系統裡的每一個節點。於是，整個系統的每個節點都有著完全一樣的帳本。
我們把這種記帳方式稱為區塊鏈技術或者分散式總帳技術。
安全性
那麼，為什麼要採取這種方式？它有什麼優勢？因為通常大家的直覺是，這種方式似乎會較為浪費頻寬和存儲空間，並不是一個可取的方案。但是，區塊鏈就是通過這種高冗餘的方式來構建極高的安全性。
首先，每個節點的權利是一樣的，任意節點被摧毀都不會影響整個系統的安全，也不會造成資料的丟失。每個節點在系統中的權重都是一致的，系統每次都在鏈入這個系統的節點中選擇記帳者，於是，即使某個或者部分節點被摧毀、宕機都不會影響整個系統運作。
其次，每個節點的帳本資料都是一模一樣的，也就意味著單個節點的資料篡改是沒有任何意義的。因為如果系統發現兩個帳本對不上，它就認為擁有相同帳本數量較多節點的版本才是真實的帳本資料。那些少部分不一致的節點帳本不是真實的，而是被篡改的資料帳本。系統會自動捨棄這部分認為被篡改過的帳本，也就意味著如果你要篡改區塊鏈上的資料內容，除非能夠控制整個系統中的大部分節點。這也就是常說的「51%攻擊」，即必須要控制整個系統50%以上的節點，才能發動對資料帳本的篡改。
但是，當整個系統中的節點數量高達成千上萬個，甚至是數十萬個時，那麼篡改資料的可能性就會大大降低。因為，這些節點很可能分佈在世界上每個角落，理論上說，除非你能控制世界上大多數電腦，否則你沒有機會去篡改區塊鏈上的資料。
此外，另一個51%攻擊的方法就是構建出和原來系統一樣多節點（算力）的方式來攻擊這個區塊鏈系統（儘管重要的是要構建足夠大的算力，而不僅僅是節點數量，但考慮到算力概念理解更加複雜，這裡就以節點數量來做比喻）。比如，該系統原來有10000個節點，那攻擊者部署另外10001個節點，然後加入到這個區塊鏈系統中。由於攻擊者已經獲得了超過50%的控制權，就能夠發動攻擊。顯然，這種攻擊所付出的成本也取決於系統原來的大小。原來系統節點越多，攻擊者付出的成本也越大。由於比特幣是目前最龐大的區塊鏈網路，據統計要構建出一個和現有比特幣同樣大型的網路系統，所付出的成本會高達270億美元。
但是攻擊者還面臨著另一個困境，一旦它成功發動攻擊後，就會造成該系統的價值瞬間歸零。也就是說，一旦攻擊者成功篡改帳本，由於全網能夠立刻識別出帳本資料不一致，導致所有人都意識到該系統帳本已經是不可靠的帳本，那麼就意味著該帳本所記錄的資料變得沒有價值，該系統中的代幣也會變得毫無價值。也就是說，如果攻擊者付出了超過270億美元的代價，成功發動了對比特幣的攻擊後，比特幣價格瞬間歸零，那麼攻擊者也無利可圖。而對於國家而言，似乎也沒有必要通過這種方式來攻擊比特幣這樣的網路，國家完全可以通過直接宣佈比特幣違法來更簡單地達到禁止比特幣這一目的。
起源
大多數人都知道區塊鏈和比特幣關係密切，甚至有些人會把區塊鏈等同於比特幣技術。事實上，區塊鏈技術僅僅是比特幣的底層技術，是在比特幣運行很久之後，才把它從比特幣中抽象地提煉出來。從某種角度來看，也可以把比特幣認為是區塊鏈最早的應用。
比特幣的創造者——中本聰（Satoshi Nakamoto）在其2008年發表的經典論文《比特幣：一種點對點網路中的電子現金》中明確指出：傳統的金融體系不可避免地要依賴「協力廠商」機構（傳統銀行），這種傳統的中心化金融結構是很難讓貨幣像其他資訊那樣免費地進行傳輸。正是為了解決這些問題，中本聰創造性地提出了通過區塊鏈技術建立一個去中心化、去協力廠商、集體協作的網路體系設想，而無需中心化平臺做信任的橋樑，區塊鏈通過全網的參與者作為交易的監督者，交易雙方可以在無須建立信任關係的前提下完成交易，實現價值的轉移。如果說互聯網TCP/IP協定是資訊的高速公路，那麼區塊鏈的誕生意味著貨幣的高速公路第一次建設已經初步形成。
就像核工程的研究最初是為了製造原子彈，而後人們才意識到其更大的社會價值是對於全球能源體系的改造。近年來，全球開發者、金融機構、企業乃至政府發現區塊鏈的意義不僅局限於支援比特幣交易，通過區塊鏈技術所打造的成本極低的、去中心化、去協力廠商、集體協作的網路體系本身還具有巨大的社會價值。
《經濟學人》把區塊鏈技術形象地比喻為「信任的機器」，即可以在沒有中央權威的情況下，對彼此的協作創造信任。區塊鏈技術適用於一切缺乏信任的領域，也許在未來會成為全球人類文明信任的基石，並有可能徹底改變全球的社會結構。目前，隨著區塊鏈技術的成熟和演進，區塊鏈的應用場景不再局限於比特幣，以「乙太坊」為代表的新一代區塊鏈技術正在開始構建一個全新的去中心化互聯網架構，試圖徹底顛覆所有的互聯網中心化架構平臺（如支付寶、銀行、保險等）。
