【安信金工】区块链技术指南针之一：白话区块链

2. 集权与分权

2.1. 集权

首先考虑一个集中的例子。 例如，你想在二级市场买入某只股票100股，交易流程如下：

(1) 您向交易所汇款和报价

(2) 如果报价可以成交，交易所会通知您与卖家成交

（3）卖方通过交易所（结算中心）将100股转入您的名下

(4)交易所把钱转给卖家

在这个过程中，除了你和卖家之外，还有一个第三方，即交易所也参与其中。 您与卖家之间的所有交易都围绕着交换进行。 因此，如果交易所宕机或者网络出现故障，交易就会失败。

2.2. 权力下放

去中心化的方法要简单得多。 在一级市场，没有交易所。 例如，你想购买一家非上市公司1%的股权，那么你只需要与股权卖方进行货币和股权的交换，双方都声称完成了交易，双方都声称内容的内容是一致的，那么这件事就算成功了。

所以可以看出，在某些情况下，一级市场的交易方式会更加方便，同时也不用担心交易所出现什么问题。 假设有大量的交易，这样的好处就更加明显了。 去中心化可以让整个交易更简单、更自主，不受第三方风险的影响。

但是这种方式没有权威的中央机构兑换，会存在很大的信用风险。 因为所有的交易细节都来自双方，没有第三方知道，所以如果一方不承认过去发生过交易，那么另一方就无法证明过去交易的内容。

2.3. 权力下放的问题

综上所述，去中心化交易可能存在以下两个问题

2.3.1. 两军问题

两军问题是TCP协议中的一个重要话题。 比如在电视剧《亮剑》中，假设无论是李云龙的红军还是楚云飞的国军都无法单独打败日军，必须合力攻打日军才能取胜。 于是红军派使者给国军说：“明天我们一起打日军”。 这位使者可能被俘比特币全局服务器，导致消息无法传达给国军，所以此时红军不会进攻。 假设国军收到了，那么国军需要让红军知道自己收到了情报，所以这时候国军派出使者告诉红军：“收到协同作战命令。 “ 因为不确定红军是否会确认进攻，国军此时不会进攻。 假设红军收到了“协同作战令”，那么红军需要让国军知道自己收到了信息，所以这时候红军派出使者告诉国军：“我知道你已经收到了协同作战命令”。 因为不确定国军是否知道红军已经知道刚才国军的回复，所以此时红军还是不会进攻。 随后国军又派出使者对红军说：“我知道你们知道，我接到了协调作战的命令！”。 然后红军又派了一个使者给蓝军说：“我知道你知道我知道你接到了协同作战命令！”……没完没了。

严格来说，这叫做“在分布式计算中，不可能在异步系统和不可靠的通道中尝试实现一致性”。

TCP协议中的三次握手实际上是解决两军之间问题的一种方法。 我们以上面的例子为例。 假设无论是李云龙的红军还是楚云飞的国军都无法单独打败日军，必须合力进攻日军才能取胜。 于是红军派使者给国军说：“明天我们一起打日军”。 假设国军收到了，那么国军需要让红军知道自己收到了情报，所以这时候国军派出使者告诉红军：“收到协同作战命令。 “ 假设红军“接到协同作战命令”，此时红军派出使者告诉国军：“我知道你们接到协同作战命令”。 如果此时这三条情报无误，那么红军和国军将一起向日军发起进攻。 之所以TCP协议没有问题，是因为李云龙的红军和楚云飞的国军每条消息都有多个信使，所有信使被截获的概率很低。

2.3.2. 拜占庭将军问题

在军事行动中，拜占庭罗马帝国采取的是将领投票决定进攻还是撤退的策略，也就是说，如果大多数人决定进攻，他们就会进攻。 但如果军中有奸细（比如将军反水故意乱投，或者传令官造反擅自修改军令），怎么保证最后的投票结果真实反映忠诚将军的意愿？

所以这是去中心化系统中的第二个问题：假设某些节点坏了，可能会向外界广播错误的信息或者不广播信息，这种情况下如何验证数据传输的准确性。

事实上，区块链面临的问题是两军问题和拜占庭将军问题的结合；

（1）渠道可能不是100%可靠（两军的问题）

(2) 节点之间可能存在叛徒（拜占庭将军问题）

（3）节点数大于2（拜占庭将军问题）

2.4. 解决去中心化问题

我们先从A向B购买100股的例子说起，要使100股的购买可信，这时候就必须依靠群众。 所以这时候A对人说：“我是A，我花钱从B买了100股”，B也对人说：“我是B，我把100股卖给A，拿到了钱”，这时，众人纷纷拿起本子记下，“A、B换了钱，换了100股股票”。 这时候，一个去中心化的交易就建立起来了。 这个系统不需要中心化交易所，也不需要A和B签订纸质合约，更不需要A和B有契约精神。 假设这时候B说我的100股被A偷走了，这时候老百姓可以翻出自己的小本本比特币全局服务器，然后找出记录说：“不是，你的100股是A买的。”

那么在这种情况下，这100股已经不重要了，重要的是什么都可以是这100股。 比如，中本聪在人群中大喊：“我创造了100个比特币。” 这时，人们记下中本聪在笔记本上有100个比特币。

那么另一个问题来了，假设这个系统中一共有100个比特币。 中本聪今天在人群中大喊：“我创造了 100 个比特币”。 明天，中本聪奥本灵机一动，在人群中大喊：“我创造了100个比特币。” 这样，每个人都可以伪造比特币。 为了防止这种情况发生，区块链在每个句子上放置了一个令牌。 比如标记中本聪的一句话“我创造了100个比特币”。 as 001. 以后如果有人要宣称自己创造了100个比特币，就必须引用中本聪001这句话，这样大家就会发现系统中已经存在100个比特币了。

这样，在以后的每一笔交易中，当中本聪说“我给某某某送了1个比特币！”时，就会多加一句：“这1个比特币的来源记为001 为那个记录，我的句子被标记为002！”。 我们再抽象一点，调用内容的格式变成：“本句编号为xxx，上一句编号为yyy，本句内容为XXXXXXXXXXXX！”，这样就解决了问题伪造。

现在区块链的总体结构已经完成，还有两个问题需要解决

(1) 人家为什么要给你记账？

为了鼓励群众帮你记账，你需要给第一个听到我的话并完成记账的人一些奖励。 例如A从B手中买入100股，然后1股奖励给第一个听到A的话并完成记账的人。 这1股不是A抽出来的，而是整个系统凭空产生的，作为辛苦记账的奖励。 这时候记账完成的人需要告诉别人我记账完成了，你不用再记其他人了。 同时，每个人都要做好记录，让簿记员把记录的单词和这句话的编号叫出来给大家听。

因为辛苦记账是有回报的，所以很多人都会争做第一记账。 因此，他们必须时刻保持警惕。 这就是所谓的挖矿。

(2) 谁是第一个记账的人

在这个系统中，如果我和另外一个人J同时喊出同一句话，由于人的位置不同，有的人会先听到我说的，有的人会先听到J说的。 是的，那么如果按照这种情况，我们的区块链就会分叉。 因为下一个记账的永远会参考上一个记账的编号，按照我们的规定，有人会根据我说的继续在链上记账，有人会根据J会计继续在链上记账，两条链越来越长，所以原来的一条链变成了两条。 如果这种事情经常发生，经过无数次分叉，每个人的小本本都不一样，那这个区块链就没有公信力。 所以，为了解决这个问题，只能增加记账的难度。 我们要求大家只能用脚写字，还要用隶书。 因为每个人用脚写字的熟练程度不同，对隶书的熟悉程度也不同，所以每个人的记录速度也不同。 当第一个人写完后，他举起双臂喊道：“我是XXX，我写下了这句话，编号001”，然后其他还在用脚写字的人停止写字，并擦掉我写的东西，并手写：这句话由XXX记录，内容为YYY，编号为001。

总结一下，我们的常用术语。

谁是第一个保留账簿的人——拜占庭将军问题

记账小本——挖矿

用脚写官话-挖矿难度（全局）/算力（节点）

用脚写隶书的规则 - Proof of Work

【安信金工团队】

杨勇

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卢思江

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周茂

SAC执业证书编号：S1450517120007

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马晨

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