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细看区块链如何“从零到一”

发布时间:2019-07-10

  香港最快开奖现场直播,区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。其特点为去中心化存储、信息高度透明、不易篡改等。再通俗一点说,区块链就是利用计算机程序在全网的终端节点记录所有交易信息的“公开大账本”。

  这项技术的出现,则是办随着计算机技术的不断迭代,由众多的计算机科学家不断的研究、改进、积累而实现的。下面就讲一讲区块链如何从零到一。

  1976年,BaileyW.Diffie和MartinE.Hellman发表了论文《密码学的新方向》。论文覆盖了未来几十年密码学所有的新的进展领域,包括非对称加密、椭圆曲线算法、哈希等一些手段,奠定了迄今为止整个密码学的发展方向,也对区块链的技术和比特币的诞生起到决定性作用。

  1977年,著名的RSA算法诞生,三位发明人也因此在2002年获得了图灵奖。该算法就是利用了对一个大整数进行因数分解困难,验证因子组成某个大整数容易的原理而编写的。如要破解RSA,只需要能够快速分解大整数即可,显然这是破解RSA最简单最快速的办法。但要分解大整数是极不容易的(数学上叫做NP-Hard问题),这也就是RSA能保证其不能被破解的原因。目前网银系统主要使用的RSA加密方案。

  1982年,Lamport提出拜占廷将军问题,标志着分布式计算的可靠性理论和实践进入到了实质性阶段。

  1985年,Koblitz和Miller各自独立提出了著名的椭圆曲线加密(ECC)算法,在这种加密算法中,需要产生一对密钥。其中一个密钥称为私钥,需要保密;另一个密钥称为公钥,是可以公开让别人知道的。私钥和公钥在数学上的关系是不可逆的,也就是通过某个数学函数,我们可以从私钥计算出公钥,但是不能从公钥反向推导出私钥(或者说从计算上是不可行的)。

  1997年,HashCash方法,也就是第一代POW(Proof Of Work)算法出现了。当时发明出来主要用于做反垃圾邮件。在随后发表的各种论文中,具体的算法设计和实现,已经完全覆盖了后来比特币所使用的POW机制。

  1998年,密码学货币的完整思想终于破茧而出,密码学家戴伟(Wei Dai)和尼克·萨博同时提出密码学货币的概念。其中戴伟的B-Money被称为比特币的精神先驱,而尼克·萨博的Bitgold(比特黄金)提纲和中本聪的比特币论文里列出的特性非常接近,以至于有人曾经怀疑萨博就是中本聪。而这,这距离比特币的诞生还有整整10年时间。

  1999年,P2P网络资源共享先驱Napster由Shawn Fanning在美国东北大学读书时创立了,通过共享MP3的服务席卷了全美。它有一个服务器用于存储mp3文件的链接位置并提供检索,而线文 件则存放在千千万万的个人电脑上,搜索到的文件通过P2P方式直接在个人电脑间传播共享。这种方式的缺点就是需要一台服务器,在mp3文件版权之争火热的年代,Napster很快就成为众矢之的,被众多唱片公司诉讼侵犯版权而被迫关闭。而服务器关闭后Napster也就不复存在了。

  2001年4月,Buffalo大学学生BramCohen设计并发布了BitTorrent协议,并在7月发布了第一个可用版本。BitTorrent协议是架构于TCP/IP协议之上的一个P2P文件传输协议,处于TCP/IP结构的应用层。BitTorrent协议本身也包含了很多具体的内容协议和扩展协议,并在不断扩充中。

  2005年同年,王晓云等人正式宣布MD5、SHA-1碰撞算法。到2005年2月,据王小云教授的研究报告,他们已经研究出了搜索SHA-1碰撞的一系列新技术。他们的分析表明,SHA-1的碰撞能在小于2^69次Hash操作中找到。对完整的80轮SHA-1的攻击,这是第一次在小于2^80次Hash操作这个理论界限的情况下找到碰撞。根据他们的估计,对于缩减到70轮的SHA-1能够用现在的超级计算机找出“实碰撞”。他们的研究方法,能自然地运用到SHA-0和缩减轮数的SHA-1的破译分析上。 2005年3月6日,Arjen Lenstra,王小云,Benne de Weger 宣布,他们构造出一对基于MD5 Hash函数的X.509证书,产生了相同的签名。

  2008年11月,中本聪发表论文《btc:一种点对点的电子现金系统》提出了BlockChain这种数据结构。能在不具信任的基础之上,建立一套去中心化的电子交易体系。

  2009年1月3日,btc网络正式上线,版本开源客户端发表。比特币的创始人中本聪制作了比特币世界的第一个区块“创世区块”。中本聪在创世区块里留下一句永不可修改的话:“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks(2009年1月3日,财政大臣正处于实施第二轮银行紧急援助的边缘)当时正是英国的财政大臣达林被迫考虑第二次出手纾解银行危机的时刻,这句话是泰晤士报当天的头版文章标题。第一个收到比特币转账的人是发明了RPOW的Hal Finney,他在比特币客户端上线当天就下载了,并从中本聪那里收到了10个比特币。

  2011年10月,莱特币(Litecoin)诞生。莱特币受到了比特币(BTC)的启发,并且在技术上具有相同的实现原理,莱特币的创造和转让基于一种开源的加密协议,不受到任何中央机构的管理。莱特币旨在改进比特币,与其相比,莱特币具有三种显著差异。第一,莱特币网络每2.5分钟(而不是10分钟)就可以处理一个块,因此可以提供更快的交易确认。第二,莱特币网络预期产出8400万个莱特币,是比特币网络发行货币量的四倍之多。第三,莱特币在其工作量证明算法中使用了由Colin Percival首次提出的scrypt加密算法代替了比特币采用的SHA-256,这使得相比于比特币,在普通计算机上进行莱特币挖掘更为容易。

  2012年9月, Rippllepay公的创立者Ryan Fugger和Jed McCaleb 以及Chris Larsen合伙成立了openCoin公司,并研发了Ripple协议,Ripple是一个开源、分布式的支付协议。它让商家和客户乃至开发者之间的支付几乎免费、即时而不会拒付,它支持任何货币 - 包括美元,日元,欧元,甚至是比特币。

  2013年3月,比特币发布了0.8的版本,这是比特币历史上最重要的版本,它整个完善了比特币节点本身的内部管理、网络通讯的优化,引入了Leveldb、新的索引机制和查询方式,以及Bloomfilter方式缩减SPV节点传输量等特性。也就是在这个时间点以后,比特币才真正支持全网的大规模交易,成为中本聪设想的电子现金,真正产生了全球影响力。

  2014年4月,与Vitalik 合作的Gavin Wood博士发表了可以被视作以太坊的技术圣经的以太坊黄皮书,将以太坊用于执行智能合约的虚拟机(EVM)等重要技术规格化并加以说明。按照黄皮书中的具体说明,以太坊客户端已经用7种编程语言实现(C++, Go, Python, Java, JavaScript, Haskell, Rust),使软件总体上更加优化。

  2015年,经济学人发布了封面文章《重塑世界的区块链技术》后,区块链技术在全球掀起一股金融科技狂潮,世界各大金融机构、银行争相研究区块链技术,仅2016年就有数十亿美元投资到区块链相关企业当中。

  2017年6月,BM(Daniel Larimer)领导开发的EOS项目开始众筹,众筹采用在ETH网络上部署的ERC-20 token的形式来进行。被人称为区块链3.0的EOS类似操作系统的区块链架构平台,旨在实现分布式应用的性能扩展。EOS提供帐户,身份验证,数据库,异步通信以及在数以百计的CPU或群集上的程序调度。该技术的最终形式是一个区块链体系架构,允许用户快速和轻松的部署去中心化的应用。该区块链每秒可以支持数百万个交易,同时普通用户无需支付使用费用。EOS采用石墨烯和DPoS技术大大提升了系统的吞吐量,按照规划,EOS有望达到每秒百万次的交易量。

  2018年6月,EOS结束众筹主网上线月Sunny King宣布将在VEE中引入全新共识机制 “超级节点PoS”(supernode proof-of-stake简称为“SPoS”)。SPoS要运行在特殊的硬件上。King解释道SPoS有点类似DPoS,但会简化区块链的开发和维护。SPoS能在经过优化的硬件中流畅的运行,这种特殊的硬件类似PoW中的ASIC矿机,但和PoW的ASIC矿机不同的是,这种特殊硬件没有那么耗电。这个系统在设计上看起来更加中心化,但King也设计出了一套机制保障网络的安全,确保每一个超级节点(supernode)都有平等的权力,防止某个节点权力过大。

  2019年6月,拥有27亿用户的facebook宣布将发现数字货币“libra”,知名投行摩根也将发行稳定数字货币。毫无疑问,这些世界顶级公司的入局,改写的不仅仅是基于区块链的金融系统,深层次的还将改写现在的全球格局。