区块链共识机制的意义

共识机制是区块链的核心

区块链是一本帐簿,记帐员在记帐前要通过验证机制,这种验证机制名为共识机制。笔者之前并没有详细解释为什么需要验证机制,只是简单提及这是用来防止记帐员滥用记帐权。但到底记帐员可以怎样滥用记帐权?共识机制又为什么会被称为区块链的核心?

这一章会有大量技术内容,但不用害怕,笔者会用最通俗易懂的方法来加以说明,务求做到人人都能看懂。

用一句话来说明:共识机制是让互不信任的人可以一起合作的制度。

共识机制是让互不信任的人可以一起合作的制度。

比特币只是帐本上的记录

让我们以比特币作为例子,比特币没有实体,所谓「A先生拥用一个比特币」的意思是在比特币的帐本上记录着A先生的帐户余额为一个比特币(A先生收到的比特币— A先生支付的比特币= 帐户余额)。由此看来,记帐人一但出错便会引发严重后果,更有什者,万一记帐人心怀不轨,伪做交易记录的话,后果更是不堪设想。要预防这种情况有很多种方法,例如可以设定审查机制,挑选记帐人;又或者设定惩罚机制,对伪造纪录或记录错误的记帐人作出处分。而比特币偏偏采用一种相对难以理解的做法,那就是工作量证明机制,使用这种方法背后的原因,就是要维持比特币最重要的两个特性,去中心化和抗审查性:所谓的去中心化,意思是任何人都可以有同样的机会成为用户或记帐员,而抗审查性就更直接,那就是任何人都不能阻止比特币的交易,哪怕是政府或银行。正因如此,没有人可以对记帐员作出审查,同时亦要保护记帐员的真实身份,不然的话去中心化和抗审查性亦无从说起。

因此,共识机制便会起着至关重要的作用,让互不信任的人可以合作。在比特币的网络中存在着很多个不同的记帐人,由于成功记帐的人可以获得手续费和系统奖励的比特币,不难想像每个记帐人都想争取记帐权。而共识机制处理的就是决定每一次让谁来当记帐人,同时要保证他并不会伪造交易记录。工作量证明是要求记帐人在记帐之前完成一条非常复杂的数学题(见上一章)。每当有人在比特币网络上进行交易时,所有人都会共同争夺记帐权,而能成为记帐人的每次都只有一个,因此记帐人便会用尽方法务求以最快的速度完成验证题目,获得手续费和系统奖励。哪么问题来了,记帐人花了很多计算资源也不代表他不会造假,为什么工作量证明机制可以保护比特币系统呢? 这时就要介绍区块链中另外一个很重要的概念:「最长链原则」。区块链是一种资料呈连状结构的数据库,即是每一笔资料都会包含上一笔资料的部分信息,因此只要中间在出了改动马上便会和下一笔资料对不上,从这时开始便会出现分叉,一旦出现分叉,大家便会以最长的那条链作准。

通过创建分叉,诚实的记帐人可以把有问题的交易排除。

只要确保没有任何记帐人可以一直获得记帐权,即使这一次记帐人成功伪造交易,下一次获得记帐权的人也会通过验算发现问题,从而选择不承认上一次的记录,创建分叉,再下一次获得记帐权的人只要选择没有问题的那一边,如此类推的话,有问题的交易便会被排除在系统之外,而造假的记帐人则会损失他之前所投入的计算资源。

根据「最长链原则」,一旦出现分叉,大家便会以最长的那条链作准。

系统性风险不容忽视

这个制度并非天衣无缝,很明显,只要造假的记帐人比正直的记帐人掌握更多计算资源的话,造假的分叉并会成为最长链,从而令整个系统变得不可信任,比特币便会变得一文不值。可是,如果记帐人为比特币投入了大量的计算资源,比特币变得一文不值对他也没有任何好处,通过这种博弈机制,比特币得以安然运行至今。

比特币背后的技术其实都是旧有技术,但其设计环环相扣,非常精密,令人不得不佩服。然而,整个博弈系统开始出现一些系统性风险,随着各种相关洐生工具的出现,把比特币变得一文不值变成一件愈来愈有利可图的事情。一旦有投机者在市场上沽空巨额的比特币,然后再投入大量计算资源来催毁比特币系统的话,相信就是比特币的未日了。

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