什么是区块链的信任机制?
区块链专题 | 2019-01-05

聊到区块链技术很多人都会想到区块链的信任机制,信任是区块链技术的一大优势,也是人们费尽心思想要实现的目标。试想一下,如何人和人之间可以相互信任而不需要中介机构做担保,借钱贷款不需要转账凭证,不需要提供身份信息,会是一种怎样的场景?信任不是信用,信任是与买卖商品和服务、信息的可靠性及保护相关的信任,而非在所有商业事务中的信用。区块链并不会创建或消除信任。 它只是把信任从一种形式转换成另一种形式。 以前我们不得不信任金融机构来验证交易,但现在我们只需要信任区块链技术本身。

一、什么是区块链的信任机制?

如何在不依赖中介机构的情况下,让互不信任的双方实现可信交互,是区块链技术解决的难题。区块链技术通过将P2P网络、非对称加密、共识机制等多种已有技术巧妙组合,实现了一套去中介的信任机制。这套机制的核心在于:

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首先,在任意时间点,不同用户在区块链系统中看到的数据初始状态是一致可信的,这使得双方有了继续沟通的基础。区块链采用P2P技术搭建分布式网络,任意用户都可以从不同数据源获取区块链数据,而且区块链存储数据的账本采用哈希链结构,任意用户都可以轻易验证数据的准确性。这两个特点使得交互双方能够在没有第三方参与的情况下对初始状态达成一致。

其次,用户通过区块链系统进行的每一次交互操作都将由分布式节点协同处理,这使得双方的沟通过程透明公正。区块链中每一个操作都将由所有参与节点独立验证,并在共识机制的作用下通过协同验证达成数据多数一致性,杜绝了个别节点违规操作的可能性。同时,每一个操作内容都将包含发起者的数字签名,杜绝了伪造和抵赖的可能性。

最后,用户通过区块链系统进行的交互操作将永久记录在分布式账本中可靠保存,这使得双方的沟通内容支持长效的事后审计和追责。区块链账本采用分布式冗余存储机制和基于散列函数的链式结构保证数据完整性,试图窜改数据的攻击者必须具备接近全网整体的算力能力,并且耗费账本建立过程的等价资源,这使得篡改攻击成为不理智、不可行的行为。

区块链技术采用多种机制使数据在初始状态、操作过程和操作记录阶段都保持透明可信,能够让互不信任的双方相信区块链账本具有可信特征,从而在此基础上开展各种实际业务。由于区块链账本是由分布式节点自发维护,不依赖单一用户或者单一机构,因此实现了无需第三方中介的信任机制。

二、区块链技术对信任机制的重构

解决信任和安全问题是比特币构想的基础。作为比特币数据结构和交易系统的基础技术,区块链技术突破了单一的技术,整合了密码学、数学、经济学、网络科学等成果,将比特币打造为一种数字货币和在线支付系统,利用加密技术实现技术转移,而不再依赖于中央银行和金融机构。区块链是由不同节点共同参与的分布式数据库系统,是一个开放式的账簿系统。由一串按照密码学方法产生的数据块或数据包组成,即区块。每个区块数据信息都自动加盖唯一的时间戳,从而计算出一个数据加密数值,即哈希值。每个区块都包含上一个区块的哈希值,从创始区块开始链接到当前区块,从而形成区块链。比特币使用公钥地址发送和接收比特币,并进行交易,从而实现了个人身份信息的匿名。简言之,区块链技术具独特而有鲜明的特征:

1、去中心化的分布式账本。即交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目。区别于传统的中心化记账方案,没有任何一个节点可以单独记录账目,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。另一方面,由于记账节点足够多,从而保证了账目数据的安全性。由于使用分布式核算和存储,不存在中心化的硬件或管理机构,任意节点的权利和义务都是均等的,系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

2、共识机制和不可篡改性。比特币采用工作量证明,只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下,才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候,这基本上不可能,从而杜绝了造假的可能。一旦信息经过验证并添加至区块链,就会永久的存储起来,除非能够同时控制住系统中超过51%的节点,否则单个节点上对数据库的修改是无效的,因此区块链的数据稳定性和可靠性极高。

3、非对称加密和授权技术。存储在区块链上的交易信息是公开的,系统是开放的,区块链的数据对所有人公开,任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用,因此整个系统信息高度透明。与此同时,账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。由于节点之间的交换遵循固定的算法,其数据交互是无需信任的,因此交易对手无须通过公开身份的方式让对方自己产生信任,对信用的累积非常有帮助。

4、智能合约。基于这些可信的不可篡改的数据,可自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。区块链采用基于协商一致的规范和协议使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据,使得对“人”的信任改成了对机器的信任,任何人为的干预不起作用。

正是对信任的透彻认识和信用本质的深刻洞察,中本聪用区块链技术将奖惩机制创新性的结合起来。一方面,区块链通过不可篡改的分布式账本,并将账本公诸于众,这对于失信者而言,是一个绝好的杜绝机制。同时,为了鼓励所有的参与者维护这个分布式数据库,中本聪将比特币挖矿的工作量证明作为激励机制,以鼓励矿工参与到区块创建中并将新区块同前一区块相连,成功挖到矿的矿工将会获得系统给出的区块奖励,那些率先完成区块创建的人能够得到一定数量的比特币。从而区块链技术能够有效杜绝失信的发生,以及通过激励让参与者自发维护整个账本运行,同时通过数字加密技术,实现了分布式数据库的透明度和安全性的完美平衡。

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