查看原文
其他

区块链技术演进史

2017-12-31 平行区块链

区块链源自比特币,不过在这之前,已有多项跨领域技术,皆是构成区块链的关键技术;而现在的区块链技术与应用,也已经远超过比特币区块链



要追溯区块链(Blockchain)是怎么来的,不外乎先想到比特币(Bitcoin),比特币是第一个采用区块链技术打造出的P2P电子货币系统应用,不过比特币区块链并非一项全新的技术,而是将跨领域过去数十年所累积的技术基础结合。


比特币区块链所实现的基于零信任基础、且真正去中心化的分散式系统,其实解决一个30多年前由Leslie Lamport等人所提出的拜占庭将军问题。


1982年Leslie Lamport把军中各地军队彼此取得共识、决定是否出兵的过程,延伸至运算领域,设法建立具容错性的分散式系统,即使部分节点失效仍可确保系统正常运行,可让多个基于零信任基础的节点达成共识,并确保资讯传递的一致性,而2008年出现的比特币区块链便解决了此问题。


而比特币区块链中最关键的工作量证明机制,则是采用由Adam Back在1997年所发明Hashcash(杂凑现金),为一种工作量证明演算法(Proof of Work,POW),此演算法仰赖成本函数的不可逆特性,达到容易被验证,但很难被破解的特性,最早被应用于阻挡垃圾邮件。


在隐私安全方面的技术,可回溯到1982年David Chaum提出注重隐私的密码学网路支付系统,具有不可追踪的特性,成为比特币区块链在隐私安全面上的雏形,之后David Chaum也基于这个理论打造出不可追踪的密码学网路支付系统eCash,不过eCash并非去中心化系统。


在区块链中每笔交易,采用椭圆曲线数位签章演算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA),可追溯回1985年Neal Koblitz和Victor Miller分别提出椭圆曲线密码学(Elliptic curve cryptography,ECC),首次将椭圆曲线用于密码学,建立公开金钥加密的演算法。相较于RSA演算法,采用ECC好处在于可以较短的金钥,达到相同的安全强度。到了1992年,由Scott Vanstone等人提出ECDSA。


区块链最早源于比特币,但区块链的应用却不仅于此。


过去几年也陆续出现许多基于区块链技术的电子货币(统称为Altcoins),不过随着比特币持续备受争议,各国政府与金融机构纷纷表态,直到近1、2年,大家才终于意识到区块链的真实价值,远超过于电子货币系统。


区块链可结合认许制,以满足金融监管需求


若要将比特币与区块链技术分开来看,最大的不同之处在于,由于比特币为虚拟货币应用,因此面临各国法规的限制,但区块链现在已经可结合认许制或其他方式来管控节点,决定让哪些节点参与交易验证及存取所有的资料,并提供治理架构(Governance Structure)及商业逻辑(Business Logic)两大关键特性。


目前区块链可分为非实名制和实名制两种,前者如比特币区块链,后者如台大地的GCoin区块链。现在的区块链已经可结合认许制 (Permissioned),来配合金融监管所需的反洗钱 (AML) 与身份验证 (KYC) 规范。


而银行和金融机构想采用的都是实名制的区块链。


区块链演进4阶段


区块链技术随着比特币出现后,经历了几个不同的阶段,常见的分法将比特币视为Blockchain 1.0,为数位货币(Currency)应用,Blockchain 2.0开始出现如智慧资产(Smart Assets)、智能合约(Smart Contracts)等货币以外的应用,Blockchain3.0则是指更复杂的智能合约,将区块链用于政府、医疗、科学、文化与艺术等领域。


区块链新创DTCO执行长李亚鑫基于现有的分法进行补充,他认为,Blockchain 2.0以彩色币(Colored Coin)为代表,在区块链上运行Open Assets Protocal,可传递货币以外的数位资产,如股票、债券等。


而从Blockchain 2.0之后,可再分出一类属于Blockchain 2.5的应用,包括代币(货币桥)应用、分散式帐本(Distributed Ledgers)、资料层区块链(Data Layers Blockchain)、结合人工智能(Artificial Intelligent),以及无交易所的国际汇款网路,以Ripple为代表,资料层、分散式储存则以Factom、MaidSafe为代表,Blockchain3.0则以Ethereum为代表。


他表示,Blockchain2.5跟Blockchain3.0最大的不同在于,3.0较强调是更复杂的智能合约,以2.5则强调代币(货币桥)应用,如可用于金融领域联盟制区块链,如运行1:1的美元、日圆、欧元等法币数位化。


由于区块链协议几乎都是开源的,因此要取得区块链协议的原始码不是问题,重点是要找到好的区块链服务供应商,协助导入现有的系统。而银行或金融机构得对区块链有一定的了解,才能知道该如何选择,并应用于适合的业务情境。


去年金融科技(Fintech)才刚吹进台湾,没想到才过几个月,一股更强劲的区块链技术也开始在台引爆,全球金融产业可说是展现了前所未有的决心,也让区块链迅速成为各界切入金融科技的关键领域。


尽管现在就像是区块链的战国时代,不过,以台湾来看,银行或金融机构要从理解并接受区块链,到找出一套大家都认可的区块链,且真正应用于交易上,恐怕还需要一段时间。


这次台湾只比国外晚了半年,引爆点可从台大释出一套自行开发的开源区块链协议GCoin,并宣布将成立金融科技暨区块链中心说起,短短一周的时间,便引发各界高度关注,接着研讨会不断,不过,由于区块链具有较高的技术门槛,大家都知道它拥有许多特性跟好处,但却迟迟处于观望阶段,就连台湾做区块链的新创业者,也非常稀少。银行业目前也还卡在门口,除了少数金控开始分享这个议题之外,多数金融业者仍处于试图理解技术面的阶段。


技术演进:区块链是怎么来的


1982年

  拜占庭将军问题

  Leslie Lamport等人提出拜占庭将军问题(Byzantine Generals Problem),把军中各地军队彼此取得共识、决定是否出兵的过程,延伸至运算领域,设法建立具容错性的分散式系统,即使部分节点失效仍可确保系统正常运行,可让多个基于零信任基础的节点达成共识,并确保资讯传递的一致性,而2008年出现的比特币区块链便解决了此问题。

  David Chaum提出密码学网路支付系统

  David Chaum提出注重隐私安全的密码学网路支付系统,具有不可追踪的特性,成为之后比特币区块链在隐私安全面的雏形。


1985年

  椭圆曲线密码学

  Neal Koblitz和Victor Miller分别提出椭圆曲线密码学(Elliptic Curve Cryptography,ECC),首次将椭圆曲线用于密码学,建立公开金钥加密的演算法。相较于RSA演算法,采用ECC好处在于可用较短的金钥,达到相同的安全强度。


1990年

  David Chaum基于先前理论打造出不可追踪的密码学网路支付系统,就是后来的eCash,不过eCash并非去中心化系统。

  Leslie Lamport提出具高容错的一致性演算法Paxos


1991年

  使用时间戳确保数位文件安全

  Stuart Haber与W. Scott Stornetta提出用时间戳确保数位文件安全的协议,此概念之后被比特币区块链系统所采用。


1992年

  Scott Vanstone等人提出椭圆曲线数位签章演算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)


1997年

  Adam Back发明Hashcash技术

  Adam Back发明Hashcash(杂凑现金),为一种工作量证明演算法(Proof of Work,POW),此演算法仰赖成本函数的不可逆特性,达到容易被验证,但很难被破解的特性, 最早被应用于阻挡垃圾邮件。Hashcash之后成为比特币区块链所采用的关键技术之一。

  Adam Back于2002年正式发表Hashcash论文。


1998年

  Wei Dai发表匿名的分散式电子现金系统B-money

  Wei Dai发表匿名的分散式电子现金系统B-money,引入工作量证明机制,强调点对点交易和不可窜改特性。不过在B-money中,并未采用Adam Back提出的Hashcash演算法。Wei Dai的许多设计之后被比特币区块链所采用。

  Nick Szabo发表Bit Gold

  Nick Szabo发表去中心化的数位货币系统Bit Gold,参与者可贡献运算能力来解出加密谜题。


2005年

  可重复使用的工作量证明机制(RPOW)

  Hal Finney提出可重复使用的工作量证明机制(Reusable Proofs of Work,RPOW),结合B-money与Adam Back提出的Hashcash演算法来创造密码学货币。


2008年

  Blockchain 1.0:加密货币

  数位货币与支付系统去中心化

  比特币

  Satoshi Nakamoto(中本聪)发表一篇关于比特币的论文,描述一个点对点电子现金系统,能在不具信任的基础之上,建立一套去中心化的电子交易体系。


2012年

  Blockchain2.0:智慧资产、智能合约

  市场去中心化,可作货币以外的数位资产转移,如股票、债券。如Colored Coin便是基于比特币区块链的开源协议,可在比特币在区块链上发行多项资产


2014年

  Blockchain 3.0:更复杂的智能合约

  更复杂的智能合约,将区块链用于政府、医疗、科学、文化与艺术等领域


2016年

  Blockchain 2.5:金融领域应用、资料层

  Blockchain2.5:强调代币(货币桥)应用、分散式帐本、资料层区块链,及结合人工智能等金融应用

  Blockchain 3.0:更复杂的智能合约

  更复杂的智能合约,将区块链用于政府、医疗、科学、文化与艺术等领域


往期文章推荐

比特币区块链:人类历史上最危险的idea

数字货币疯涨 为何不被主流市场接受?

这三要素,让区块链成为颠覆世界的技术

比特币一夜飞涨之后,虚拟货币将走向何方

区块链重塑数字经济

区块链与云计算、大数据、物联网、人工智能等前沿技术如何互相成就?

初学者终极指南:什么是加密经济学?

世界上最低调的亿万富翁:中本聪每年仍源源不断地收到比特币

2018 拭目以待,区块链将如何改变人工智能与物联网

区块链将成互联网下半场的主角

区块链物联网安全模式分析

Mashable:为什么说比特币泡沫终将破灭

平行区块链Parallel Blockchain

注:本文转载自“元器件交易网”,原文来源:iThome,点击阅读原文可跳转至原文链接。

扫描上方二维码,关注公众号“平行区块链”,获取更多精彩内容!

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存