【区块链系列一】区块链的起源及发展

要说道区块链的起源呢，我们首先得介绍一下货币的发展史：

货币发展史

在早期的社会中，主要采用实物交换方式进行交易活动。然而由于这种交易方式要求参与交易的双方需求必须完全吻合，在实际操作中往往显得非常不便。随着商品的发展和经济的进步，在漫长的历史过程中逐渐出现了能够起到中介作用的商品种类如贝壳、牲畜以及稀有的金属等，并最终形成了货币这一特殊的商品形式

这种特殊商品形式凭借其广泛的适用性和固有的经济价值而获得了普遍的认可和使用地位，在商品交易中发挥着重要的中介作用

金属货币时代：在社会发展进程中，随着社会需求的变化与进步，在金银等稀有金属凭借其独特的稀缺性、可塑性和耐用性的基础上逐渐发展出其特殊的经济价值。这些金属凭借其固有的属性逐步成为被广泛接纳的货币工具。人类开始制作金币作为法定 tender，在这一过程中开创了货币发展的新纪元。

纸币时代：尽管金属货币具有一定的便利性，在经济活动范围不断扩大之际，则面临着携带与保管上的诸多不便。由此可见，在这种背景下，“纸币应运而生”成为了必然的选择。最早出现的纸币可追溯至唐代及宋代时期。然而，在那个时代的纸上货币并不像现代那样获得国家信用背书，“其购买力仍然依赖于 backing 的金属基础”。

信用货币时代：众所周知，在布雷顿森林体系瓦解后，“金本位制”的地位也随之消散。伴随着这一制度的崩溃，“金本位制”的崩坏使得货币开始向信用货币过渡。如今大都使用的货币均为信用型货币政策所支配，在这种体制下流通的货币失去了实物支撑，并且其价值主要源自公众对国家经济实力与政策信任度的增长。

数字货币时代：由于互联网的发展推动，在这一背景下产生了电子支付系统和电子货币等新型金融工具。例如，在传统金融体系中占据主导地位的信用卡、支付宝等第三方支付方式极大地提升了交易效率与便利性。然而这种集中化的电子货币体系也面临着诸多挑战诸如交易的安全性与隐私保护等问题需要得到妥善解决。

当你在某个电商平台如某宝或某多购买商品时，在这个过程中存在一个问题：即你与卖家将个人信息提供给第三方平台进行结算。这个问题在于如果该第三方平台出现问题或无法履行合同义务（即跑路），那么不仅会导致你的财产受到损失，并且个人隐私信息也可能面临泄露的风险。为了应对这一挑战，在这里我们引出了去中心化的概念：即通过双方直接达成协议并完成交易的方式（不再依赖于中间方），并对外公布已完成的交易事实以确保双方权益得到保障。然而这种做法也带来了一个新的问题：即如何确保买家和卖家之间能够安全地交换商品与款项？

于是我们迎来了今天的主题

在区块链货币时代：为应对这些挑战，区块链技术和加密货币被开发出来。比特币是第一个应用区块链技术的数字 currency, 它是一种无中心控制的数字货币.

在区块链货币时代：为应对这些挑战, 区块链技术和加密货币被开发出来. 比特币是第一个应用 blockchain技术的数字 currency, 它是一种无中心控制的数字货币.

区块链的定义

那么区块链到底是什么呢？在中信部发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书2016》中对区块链进行了权威定义：广义而言，在这个领域内所指的区块链技术是指一种采用分布式节点共识算法的方式进行数据生成与更新的数据存储结构；通过[智能合约系统](https://www.zhihu.com/search?q=并示习桰丰&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra={"sourceType"%3A"answer" style="color: #000; font-family: Arial, sans-serif;">)来操作与管理这些数据；同时结合[分布式基础架构及其计算模式](https://www.zhihu.com/search?q=� %B9 %B6%E7 %a4 %ba%E4 %b9 %a0%E6 %a1 %b0%E4 %b8 %b0&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra=%7B sourceType " style="color: #0; font-family: Arial, sans-serif;">)，这种技术实现了全新的数据存储与处理方式。

分布式账本技术

我们刚才阐述了区块链货币如何解决第三方问题，它的实现机制是什么？核心是分布式账本技术。这种技术通过使所有参与方（即节点）共同维护和更新各自的副本，实现了对交易的验证和记录功能。不依赖于任何中心化的管理机构或中间实体，依靠先进的密码学算法确保数据的安全性和不可篡改性。

这种方案可能略显复杂但不失可行性举个例子来说吧比如说在班级内部进行 transactions when 同学们需要互相交换物品或者资源的时候 我们都会选择一个值得信赖的人来见证整个过程 以确保公平性与透明度 这样一来 问题就出现了 如果这位监督人员存在舞弊行为 该如何应对呢 在这样的情况下 我们的解决方案是引入第三方信息共享机制 每次 transaction 完成后 同学们会将详细情况发布到班级群里 并邀请全体同学共同监督 当一个新的 transaction 发生时 同学们会将相关信息通过群聊通知全班成员 这样一来 就彻底杜绝了账本篡改的可能性同时也在信任机制上达成了突破性的进展

那么有人可能会问：为什么要进行这项基本的工作呢？我也实在不愿为了完成这些工作而耗费自己的时间和精力。由此可见，在效率与准确性之间找到平衡点至关重要。那些能够快速且准确完成记账操作的同学自然会获得相应的奖励。这个奖励就是比特币：它不仅承担着记录交易信息的责任，同时也是该系统中交易媒介的角色和基本的记账单位。

可以说，在真实情况下 blockchain 系统远超出该模型所能解释的范围。在真实的 Bitcoin 网络中 全球范围内的数以万计的计算机正在通过解决数学难题来竞争成为记账人。与此同时 为了防止作弊行为的发生 在这一过程中采用了被称为 '工作量证明' 的方法来进行验证。每当一个新的 Bitcoin 被生成——即一个新的区块加入区块链——这个特定数学题的答案就会被公之于众 则所有参与者均可简便快捷地验证其正确性。然而解答这一问题则需要投入大量的计算资源 这正是 '工作量证明' 机制的核心作用所在。

在当今互联网环境中，在线经济持续蓬勃发展，在线交易活跃度不断提高。与此同时，在线平台也承担着记录各类交易信息的重要职责。将生成的一段时间内的所有交易记录打包成一个称为"区块"的整体账本系统，并使所有这些区块相互连接就形成了一个称为"区块链"的整体账本系统。在此过程中，在这个系统中任何人都可以访问并查看这个公共账本，并通过串接的方式实现整个系统的无缝对接与数据完整性保障。从而构建起一个真正去中心化的网络体系即不依赖于一个中心节点或中心权威的系统或网络的体系

举个例子来说，在刚才的例子中呢？我们来介绍一下区块链是什么，并特别强调的是什么呢？那就是比特币吧！没错！就是这个——比特币——它是历史上第一种真正意义上的加密货币！

比特币与它的发明者中本聪

那么如此先进的技术究竟是何人发明的呢？2008年时，自称中本聪的一方或组织发布了一份名为《比特币：一种点对点的电子现金系统》的研究论文。该研究论文首次阐述了比特币的概念。它描述了一个新型[在线支付系统]功能模块，在这个新系统中可以通过一方直接向另一方发送电子交易记录而不必依赖于任何金融机构。其核心机制是利用一种称为区块链的技术实现分布式账务记录功能——通过这种技术安排所有参与者的交易记录都能被实时同步更新和验证接受。

比特币系统的第一版本于2009年被中本聪在其数字钱包软件中首次提出，并随后在开源社区的协作开发下不断进行了迭代优化。随后，在项目的早期阶段退出后

那么比特币与区块链之间存在什么样的关联？其中区块链技术构成比特币运行的基础，在之前的讨论中我们明确了比特币的本质是一个去中心化的电子支付系统。它通过去中心化技术实现了无需依赖第三方中介完成交易，并最终使得交易过程中的中间环节得以消除。从而实现了交易过程中的去中心化。

比特币与披萨

作为一种货币存在之后 比特币需要被应用于交易和使用的过程 但事实上它确实能够实现这一功能 这一点可以从一段有趣的事件中得到印证：2010年5月18日 比特币论坛上一名用户名为拉斯洛(Laszlo)（真实姓名Laszlo Hanyecz）的程序员发布了请求 他用价值相当于两块披萨的1万比特币向论坛寻求帮助

我对披萨有不成文的喜爱，并渴望用1万枚比特币换取这份美味的美食。无论是从商店购买还是亲手制作, 你都可以选择最适合自己的方式获取它。希望你能够将这份美味的披萨送到我家楼下。

5月22日，在持续四天的期待后，在当天下午五点17分, 拉斯洛发布了关于成功交易的通知: 我只是想分享一下, 我以10,000枚比特币购买了一块披萨, 感谢jercos（本名JeremySturpant）的支持. 这件事标志着比特币首次实现了与现实世界直接兑换, 虽然在此之前有一些地下市场已经开始进行比特币交易, 但这一事件被广泛认可并因此具有划时代的意义. 所以很多人将其这一天称为比特币披萨日.

区块链技术所需的技术基础发展

我们在前面已经提到了中本聪在区块链方面的贡献。那么问题是：中本聪究竟是个人还是一个团队凭空创造出这一切呢？实际上并非如此——所有这些都是建立在前人工作的基础之上的。

在1976年，“迪菲”与赫尔曼最先提出了公钥理论，并设计出一种基于公钥与私钥的安全通信方案；这一创新性工作使他们成为现代密码学的重要奠基者之一。同年，《货币的非国家化》一书出版后，“哈耶克”在其著作中率先提出了私人发行货币的概念；这一观点不仅推动了数字货币的发展进程。

1977年时，三位数学家开发了RSA算法，并成功实现了现代密码学的核心技术要求。随后于1980年拉尔夫·默克尔创立了默克尔树这一数据结构，在之后的时间里该数据结构成为比特币使用的基石之一，并在区块链领域发挥着关键作用。

改写说明

1985年, 科布利茨和米勒分别于当年独立地开创性地提出了椭圆曲线加密算法, 这种基于椭圆曲线的非对称加密算法具有较高的安全性, 并且所需的密钥规模较小.

1991年，哈伯与斯托尔内塔提出了时间戳协议，用以保证数字文件的安全。

1997年，《比特币》论文中首次提出了哈希现金（HashCash）算法机制。该技术属于一种计算强度证明（Proof-of-Stake）机制，在区块链开发中具有重要应用价值。作为一种去中心化的数字货币方案，《比特币》的出现彻底改变了传统货币的形式和交易方式。

1998年, 戴伟发布了B-money白皮书, 这是一种具有匿名性和分布式电子加密货币特性的系统.同年, 尼克·绍博发明了数字货币BitGold, 该系统采用了工作量证明机制.

2001年美国国家安全局ilateralla地推出了SHA系列算法该算法后来被比特币采用了作为其哈希函数

2005年，哈尔·芬尼设计出了可复用工作量证明（Reusable Proofs of Work，RPoW）。

至此呢，区块链技术的所有技术基础在理论和实践上得以解决

比特币之后区块链的发展

比特币是否已经是区块链领域的集大成之作？显然 blockchain 在区块链领域仍然在不断发展。

区块链性能扩展

区块链技术面临着一项至关重要的技术挑战，在不牺牲其核心特征——去中心化、安全性和透明性——的前提下实现交易处理速度与容量的提升。现有的解决方案主要包括分片技术（Sharding）、侧链机制（Sidechains）以及二层解决方案等较为著名的技术方案之一是闪电网络等创新应用。然而这些方案往往带来了系统架构上的复杂性提升。尽管如此这些技术手段却显著提升了区块链系统的处理能力。

假设一个电子商务公司希望使用区块链技术来跟踪商品的供应链。当在线购物高峰期到来时——如黑色星期五或者双十一购物节——顾客购买的数量会激增到成百上千件。对于这样的高并发场景而言，在现有的比特币等传统区块链系统下——即早期的以太坊等经典区块链架构——往往难以迅速处理成百上千的交易请求，在这种情况下，在确认订单所需的时间上可能会达到几分钟甚至更长时间——这显然是不被允许的。因此为了维持其去中心化特性、交易安全性和透明度的本质要求——就需要发展出一套能够提升系统处理能力的技术方案——这就是所谓的"区块链扩展"技术

在 blockchain 领域中进行 cross-chain interaction 的方式也被视为一种重要的技术手段。其核心在于不同 blockchain 平台间的信息共享与资产转移。该领域正以显著的速度发展，并通过这种机制，各 blockchain 系统得以消除彼此之间的隔离状态。从而促进不同类型的 blockchain 应用与资产间的协作与互动。

在当前的区块链生态系统中, 由于不同区块链网络之间通常缺乏互通性, 比特币网络和以太坊网络等实例无法直接实现数据交互. 若要将比特币转移到以太坊生态系统中, 则需要借助一个中心化的交易所或其他中介服务. 这种模式与我们互联网环境下不同系统间的信息交互方式显著不同.

为了解决这一问题而设立的技术被称为跨链技术。采用跨链技术后，在不同区块链之间可以直接实现信息与价值的交互，并无需依赖任何中介平台。举例而言，在以太坊网络上构建一个智能合约是可行的；当该合约检测到特定条件被满足时，则会将存储的比特币转移到其他地址。

该系统采用了先进的零知识证明技术进行数据验证

区块链采用多种加密算法来维护数据的安全性和机密性。例如，《公钥密码学》（https://www.zhihu.com/search?q=公钥密码学&search_source=Entity&hybrid_search_source=Entity&hybrid_search_extra={"sourceType"%3A"answer"%2C"sourceId"%3A3044785651}）等技术、哈希算法等作为核心组件。零知识证明是一种独特的加密方法论，在区块链系统中扮演着关键角色：它允许一方验证另一方所知信息的真实性而不泄露任何额外信息。这对于保障区块链用户的隐私至关重要，在开放式的区块链网络环境中尤其不可忽视。

假设一个人在使用一个基于区块链的电子投票系统进行投选。他们或许会关心自己的投选隐私性问题,但同时也期望让外界能够核实他们的投选行为是否有效。在这种背景下,零知识证明技术便应运而生。它允许投票者证明自己已经按照既定规则完成了投选行为,而不泄露具体的选择内容。该技术通过一系列精心设计的数学公式来完成这一目标,从而确保投选信息不被第三方获取。

基于图灵机的计算模型的完整性实现的系统 涉及 智能合约

图灵完备意味着一个系统具备处理所有可计算任务的能力。在区块链领域中，这一特性通常体现在其支持的智能合约系统上。其智能合约系统具备图灵完整性，并且能够实现自动化运行的程序逻辑设计。当特定条件达成时将自动触发一系列操作包括但不限于资金转移和奖励发放等基本功能模块。

设想一位艺术家采用区块链技术进行数字艺术作品的售卖。

联盟链：

联盟链是由若干个组织共同掌控的一个网络系统。在这个系统中，每个组织管理着一组节点，在这些节点上进行交易记录的创建与验证工作。负责节点运营的所有者必须经过授权方的审核才能加入该网络系统。相比于传统的单一组织管理模式，在众多商业领域中，联盟链展现出显著的优势。它特别适用于那些需要多方协作却又受限于隐私保护与效率要求的合作场景。例如，在跨境支付业务、供应链优化管理等多个方面都能见到它的身影。在这些合作场景中，各参与方需要在一个既能建立信任又不泄露敏感信息的基础上开展合作，在保证业务活动安全性和隐私性的前提下实现高效协作。

例如多家银行, 它们希望通过彼此之间的交易既高效又安全地完成业务流程. 同时, 它们也致力于保护交易过程中的隐私. 为了实现这一目标, 他们计划建立一个联盟区块链网络. 每家银行将管理其 own 节点, 并参与验证网络中的交易活动. 这种联盟区块链系统不仅提高了效率, 还比传统公开区块链更为安全.

以比特币为代表的加密货币的潜在风险

有人可能会认为, 虽然以比特币为代表的区块链货币虽然存在诸多优势, 但急切想将其推广开来, 然而实际上并非如此, 当下以比特币为代表的一系列区块链技术确实面临着潜在的风险与重大隐患。

剧烈的价格波动：由于加密货币市场的不稳定性导致价格变动剧烈，在短期内投资者可能面临重大的财务风险。

安全风险：尽管加密货币的技术基础（如区块链）安全性较高，但仍可能遭受黑客攻击。此外，由于未实施有效的防护机制，用户的加密货币容易遭受盗窃。

当加密货币钱包的密钥丢失时，这可能导致用户无法恢复其加密货币资产，并面临潜在的经济损失。

犯罪活动：归因于加密货币的高不可测的追踪难度以及其匿名特性，在实际操作中它常被用作洗钱、走私或电子犯罪等非法行为的主要工具。

尽管区块链是一项关键的技术,但其道路依然漫长.

结语

区块链的出现并非偶然发生,而是符合社会需求的必然产物.随着互联网与数字化的深入发展,人们对于信息透明、安全、高效的需求日益增长,同时,去中心化的思想逐渐得到认可与接纳.基于社会需求与时代趋势,区块链正是应运而生并不断发展.