區塊鏈的核心技術：共識機制 & 智能合約

文章來源：碎碎戀產品
作者：：Bouny_Yuan

不論你是否接受，未來終將改變。
區塊鏈技術給數字經濟時代帶來了鉅變的曙光。
這種鉅變在互聯網近 50 年的歷史上曾發生過兩次。第一次鉅變是全球性的聯網……第二次鉅變是全球性的應用……第三次鉅變正在蘊釀。

————摘自《騰訊區塊鏈方案白皮書》

當第一次讀到這段時，完全不敢想象這是一家世界級企業對一項新技術的評價，瞬間引起了我的興趣。「鉅變」是什麼含義 ? 就是說完全有可能顛覆我們現有的經濟結構和認知，徹底改變我們的生活方式。

一種從 2009 年才誕生的比特幣技術中 抽象而來的 block chain(區塊鏈) 技術，居然獲得了這麼高的評價，這難道不是很神奇的一件事麼 ? 不管這件事會不會發生，已經令人非常激動了，我們正在迎接一項變革並且可能參與其中，不是任何時代的人都有這種機會，何其幸運 !

不論你是否接受，未來終將改變。全球衆多經濟學家、企業家、國家政要都在推崇區塊鏈，聲稱區塊鏈技術將重塑商業、貨幣和世界，將顛覆互聯網、銀行、證券、保險、物流、電力、製造、會計稅收、法律服務、文化創業、醫藥衛生等衆多行業。

雖然說到「區塊鏈」，大家都會提到「去中心化」，也舉了很多形象的例子。但是我是一個較真的人，希望能夠找到大家做出這種判斷，背後的邏輯到底是什麼 ? 就需要搞懂一切推斷背後的本質，就需要了解區塊鏈的核心技術邏輯。

閱讀了一些書籍和資料之後，拋開“比特幣”不說，要了解區塊鏈，有兩個核心名詞：共識機制、智能合約。

### 1. 共識機制

共識機制是區塊鏈技術的核心，要搞清楚「共識機制」，就不得不提著名的「拜占庭將軍問題」，拜占庭將軍問題由萊斯利·蘭伯特提出的點對點通信中的基本問題，主要是用於分析在分佈式節點傳輸信息時如何保持數據的一致，即共識這個問題。

拜占庭將軍問題

一組拜占庭將軍分別各率領一支軍隊共同圍困一座城市。爲了簡化問題，將各支軍隊的行動策略限定爲進攻或撤離兩種。

因爲部分軍隊進攻部分軍隊撤離可能會造成災難性後果，因此各位將軍必須通過投票來達成一致策略，即所有軍隊一起進攻或所有軍隊一起撤離。因爲各位將軍分處城市不同方向，他們只能通過信使互相聯繫。

在投票過程中每位將軍都將自己投票給進攻還是撤退的信息通過信使分別通知其他所有將軍，這樣一來每位將軍根據自己的投票和其他所有將軍送來的信息就可以知道共同的投票結果而決定行動策略。

系統的問題在於，將軍中可能出現叛徒，他們不僅可能向較爲糟糕的策略投票，還可能選擇性地發送投票信息。這樣各支軍隊的一致協同就遭到了破壞。由於將軍之間需要通過信使通訊，叛變將軍可能通過僞造信件來以其他將軍的身份發送假投票。而即使在保證所有將軍忠誠的情況下，也不能排除信使被敵人截殺，甚至被敵人間諜替換等情況。因此很難通過保證人員可靠性及通訊可靠性來解決問題。

假始那些忠誠的將軍仍然能通過多數決來決定他們的戰略，便稱達到了拜占庭容錯。

拜占庭將軍問題被認爲是容錯性問題中最難的問題類型之一。在一個有 n 個節點的系統中，每一個節點都有一個輸入的值，其中一些節點具有故障，甚至是惡意的。

在分佈式計算中，不同的計算機通過通訊交換信息達成共識而按照同一套協作策略行動。但有時候，系統中的成員計算機可能出錯而發送錯誤的信息，用於傳遞信息的通訊網絡也可能導致信息損壞，使得網絡中不同的成員關於全體協作的策略得出不同結論，從而破壞系統一致性。

但是中本聰在設計比特幣系統時應用的“工作量證明鏈”(PoW) 模型很好的解決了共識問題，至於什麼是「PoW」，感興趣的可以研究下。

### 2. 智能合約

智能合約是一套以數字形式定義的承諾 (promises) ，包括合約參與方可以在上面執行這些承諾的協議。一個合約就是存在區塊鏈裏的程序。合約的參與雙方將達成的協議提前安裝到區塊鏈系統中。在雙方的約定完成後，開始執行合約，不能修改。至於合約執行所需要的“燃料”，也就是手續費，也需要提前支付。

智能合約可以解決日常生活中常見的違約問題，如果應用到各行業中，可以避免違約的信用問題。

在區塊鏈出現之前，商業領域的信任關係通常要依賴於正直、誠信的個人、中介機構或其他組織才能建立起來。在區塊鏈這個新興的領域中，信任關係的建立是基於網絡，甚至是網絡上的某個對象。由區塊鏈驅動的智能合約將會要求雙方遵守他們的承諾。

在區塊鏈體系中，共識機制和智能合約，保證了數據的真實性和合約執行力，實現“去中心化”。當然還有很多技術層面的東西沒有說到，感興趣的可以深入瞭解下。

雖然大部分人對於區塊鏈的認知還停留在比特幣、各種代幣上，也就是對金融行業的變革。但是瞭解區塊鏈核心邏輯後，結合自己所在的行業「區塊鏈 +」，區塊鏈的各行業的應用剛進前半場，相信都會想到很多好的創新方向。