前言
2019年下半年，随着“加快推进区块链建设”的指示，区块链技术再一次进入到人们的视野。比特币，作为区块链技术的首个成熟应用，也再一次受到人们的关注。在此之后，越来越多的互联网公司开始与区块链技术相关联，与此同时，各种虚拟货币也开始有所行动。
进入到2020年，北京开始尝试使用区块链架构的政务应用，有的学校就区块链工程申请了本科专业，与此同时，各大互联网公司也在尝试布局区块链业务，各种虚拟货币业务似乎依然旺盛。
部分自媒体也开始尝试以区块链为话题进行讲解，对这项技术的态度褒贬不一。
但是，还是想问一下各位观众，大家真的理解所谓的“区块链技术”了吗？真的对这项技术本身有自己的认识吗？
本文不会涉及到太深算法与开发问题，我将主要带领大家从感性认知区块链技术，希望能带给大家对于这项技术更为全面的理解。
比特币设计的源头
比特币算是区块链技术的首个应用了，很多人都对比特币做了讲解，不过，我还是想给大家做一个简单解释，在解释的过程中，也请大家摒弃偏见，主动思考一下区块链技术背后的一些构想，思考比特币中这一系列设计之间的关联：
场景1：如果你去菜场买菜，你的资金就是你钱包里的纸币，通过纸币直接结算。此时，可以用10元纸币从菜场大妈手里买来价值10元的蔬菜。付钱这个过程可以表现为：在某个时刻，你的钱包里少了10元，大妈的钱包里多了10元，10元的蔬菜到了你手里。大妈很放心，因为这张纸币是由国家认可的，具备交换能力，这可以看成一种现实中的点对点交易。
场景2：如果大妈把菜放到了网上出售，你的资金通过资金表上的数字来表示。此时，你再去找大妈买菜的时候就没那么容易了，因为你没法保证资金表的真实性。而且，即使大妈能够认可你的资金表，这也只是你们之间的协定，其他人或许并不认可。也就是说，电子资产无法在整个社会获得认可，交易也就无法产生效力。
中心化：这个时候呢，就需要有中介进行担保。中介证实某个账户的资产，并且控制交易流程，这样就形成了中心化的管理机制。但是，总有人不太喜欢自己的资产受到中心管理（追求民主自由的平民就不开心了，“凭什么我的资金要受中心管制，我不相信你的管理，我要人权”）。并且，中心化架构确实也会引起监管问题。多级中介转接的运行方式，也会使得流程过于繁琐，从而造成较多的中间环节上的成本浪费。中心机构也降低了容错率，一旦单一的中心产生问题，数据就会受到不可逆的损失。
这时候，就有一个人想到去中心化系统，这就是比特币：想办法架空中心，不采用中心化场景，不就可以避免中心化引起的问题了吗？
去中心化问题
大家都知道，比特币系统的重要特征之一就是，去中心化，这是怎么做的呢？
比特币系统做了这样一件很简单的事情：让大家都保存全量的交易账本。
账本由众多交易记录组成，这些交易记录，存储在一个又一个区块（block）中，这些区块会被同步到每一个参与者手里，这样以来，大家都拥有了全量的交易账本，自然也知道了每一笔的资金流向。参与者都可以够通过账本来验证资金流动，从而判断对方的这次交易是否有效，从而排除掉非法交易。借此，所有人都能及时获取到最新的账本信息，然后通过账本上的记录来组成比特币社区的互信，从而能够支持比特币社区内的点对点支付。这，就是去中心化的框架。
这时候你应该也发现了问题，区块是保存交易的关键结构体，那么它应该由谁来生成？
区块生成需要加以控制，不然就会让不法分子通过分发假区块来伪造交易。于是，系统定制者想到了一种游戏规则：每一次打包生成区块时，打包者都需要完成一个非常复杂的数学运算，完成这个运算需要平均CPU全力运行10min。谁先算出来答案，谁就有权力打包区块，并向全体节点广播，则同时将获得一定的手续费奖励。一旦某笔交易进入到区块中，其他正在打包这笔交易的节点就不能再继续打包。这就是工作量证明（Proof of Work）共识机制，解决数学问题并打包区块的过程，由于可以获得手续费奖励，就被形象地称为“挖矿”。
为了让这个去中心化系统更加安全，这些区块是用链式存储的方式进行保存的。每一组交易构成一个区块，每个区块信息都要包含上一个区块的哈希值，用这种方式串成一个数据链，也就是区块链（blockchain）。整个系统以最长的链为标准链，只要某个块内数据有一点改动，哈希值就会不同，进而引起后续区块的哈希一同改变。在比特币系统中，当一笔交易上链，还需要再生成5个区块才能保证交易的有效性，也就是说，一次交易的时延大约为1小时。如果有人想要伪造某一次交易，就必须要重新生成整条链，并让链长度超过标准链以获得全网的认可。所以，如果想要伪造交易，就必须拥有超过全网50%的算力，但是拥有这么多算力，通过挖矿的方式来赚取手续费或许会更加合算。
这就是比特币的架构，说白了，就是构成了点对点网络，通过每个用户存储冗余账本的方式完成双方的互信，通过链式存储保证上链数据的真实性，通过工作量证明的共识机制防止有人伪造身份对网络发起攻击。
什么是区块链技术？
但是回过头来思考这样一件事，比特币做了这么多事情，最终是为了什么呢？是去中心化吗？实际上，比特币做了这么多事情，根本目的只是为了解决点对点交易中的互信问题。
现在再来考虑这样问题，大家都说，区块链是比特币的底层架构，那么，区块链到底是什么？是一种去中心化架构吗？其实这个时候并不需要把问题思考地太复杂，区块链，就是一种链式存储结构，仅仅是一种存储结构而已：数据存储在区块中，块与块之间用哈希值相连。
进而就可以引申到“区块链技术”，究竟什么是区块链技术呢？我的理解，区块链技术，就是利用共识机制保证分布式共识，利用密码学技术保障数据安全，是一种点对点可信网络的构架技术。
去中心化的必要性？
接下来，再请大家思考这样的问题：虽然中心化的结构模式中，对于中心总有人抱有不信任感，但是，互信网络真的需要完全的去中心化吗？
我认为明显是不需要的。其实，只需要让用户信任中心，使得中心真正受到监管，让中心的服务更加可靠，以中心的方式提供服务会显得更为明智。比特币去中心化带来的显著问题，就表现在资源的极大浪费以及非常低的吞吐量上。如果一个可信中心来提供服务，就能够尝试去避免资源浪费以及吞吐量低的问题。
联盟链
类似比特币构架的完全去中心项目，常用的共识机制，除了工作量证明PoW，还有股权证明机制（Proof of Stake，PoS）、共识机制委托股权证明（Delegates Proof of Stake，DPoS）、Algorand等一系列算法，它们被认为是“公链”项目，关于上面提到的算法不必太过于深究，如果有兴趣，我也可以尝试在后期做相关的科普。
而从传统公链衍生出的“联盟链”体系其实更为常用，目前，包括蚂蚁金服区块链、FISCO BCOS、IBM Hyperledger Fabric、百度区块链、京东区块链等常见的企业级区块链解决方案，使用的就是联盟链体系。
拜占庭将军问题
谈到联盟链体系，就要涉及一个问题，“拜占庭将军”问题。
问题描述起来也很简单：在拜占庭帝国，国王将自己的大将军派往邦外各地驻守，当将军们想要叛变攻城，需要几个将军联合在一起行动，就需要一个统一的信号，遵循收到外界信号中的多数意见进行行动。现在，拜占庭帝国的国王为了维持稳定，在将军内安插了非常信得过的忠臣，忠臣会想方设法打乱将军的行动，让他们无法造反成功。
那么，现在需要思考，将军内部满足什么条件，造反才能顺利进行呢？
这里，我们首先假设，在外的将军中存在1名忠臣。
如果将军总数是3，就会呈现如下的情形：2位反贼广播，发出开始攻城信号，而忠臣在知道有人要攻城时，广播按兵不动信号。此时，反贼收到来自外界的信号是1条攻城1条不动，因此无法做出行动判断。
如果将军总数是4，就会呈现如下的情形：3位反贼广播，发出开始攻城信号，而忠臣在知道有人要攻城时，广播按兵不动信号。此时，反贼收到来自外界的信号是2条攻城1条不动，可以做出统一判断，一同攻城。
进而，将反贼作为正常节点，忠臣作为作恶节点，即拜占庭节点，就可以推出拜占庭容错公式：假设系统里共有N个节点，现在有f个拜占庭节点，当系统收到N-f条信息时，最极端的情况下，剩余的f个节点是有网络延迟的正常节点，那么N-f条信息中就包含有f个拜占庭节点。此时，就需要保证收到的这N-f条消息中，大多数为正确节点发来的信息，才能做出正常判断。据此可以得到判断式(N-f)-f>f，即N>3f。也就是说，当N>3f时，才能够让系统整体忽略拜占庭节点的影响而达成一致。如上面的例子，当有1个忠臣时，将军总数至少为4才能够完成一致的军事行动。
BFT类共识机制与联盟链
根据拜占庭将军问题，推演产生了实用性拜占庭容错算法（Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT），通过它衍生出的一系列算法，成为了现在诸多联盟链所采用的核心共识机制，称为BFT类共识。通过这类共识机制，联盟链系统可以容纳一定的作恶行为，维持整体的正确运行。节点在执行后以块链存储的方式保存数据，用于以后的证伪查询。通过这种共识机制架构的联盟链系统，由于没有工作量证明中的复杂计算要求，更快速更节能，吞吐量更高，可以满足目前绝大多数系统的处理需求，也就成为了企业级区块链的首选共识机制。
如果大家有兴趣，后面我可以抽时间再做一期关于BFT拜占庭容错类共识机制的讲解，包括实用性拜占庭容错本身，以及衍生出的BFT共识机制。
这种共识机制要怎么构建区块链系统呢？其实也很简单，我们依然采用链式存储来确保数据的真实性，依然用每个参与者保留全量账本的方式来进行验证。唯一改变的，就是生成区块以及让参与者获得这个节点的方式：我们采用BFT类共识算法，用这种方式帮助参与者节点形成分布式共识，并帮助异常执行的节点进行共识恢复，从而保证系统整体的稳定性。
相比较比特币所谓的工作量证明，我个人认为，BFT类共识机制或许更有资格被称为一种“共识”算法，工作量证明只能说是一种身份证明的游戏。
但是呢，BFT类共识本身也有其不足。比特币的工作量证明机制，由于将算法与CPU算力绑定，因此天然杜绝了身份造假问题。而拜占庭容错算法只能对节点行为进行筛选，不能检测虚假身份的问题。因此，BFT类共识常需要认证颁发机构来进行证书颁发，用证书体系来认证节点身份，这也造成了BFT类共识只能应用在联盟链这种半去中心化的区块链系统中。即使在现在，联盟链证书体系已经可以做到半去中心化管理，但是这依然与比特币提出的完全去中心化有一些相悖。
接下来，探讨这样的问题——
真正的区块链技术
科技进步的目的还是要让社会运转更为高效，如果有这样一种方式，让中心化内部的数据变得透明可见，时刻接受社会监督，并且通过多地多节点冗余的方式来确保快速的容灾恢复，通过技术手段让公证数据无法作假，通过多机构之间的直接数据同步来减少中间周转的成本，免除复杂的纸质材料办理手续，减少纸质材料的传递成本。这样一项技术，难道不足以完成高效、可信互联网的目标吗？
前面提到的两类“区块链应用”，在我看来，一种是类似比特币的币本位区块链系统，一种是联盟链为主的纯粹的区块链技术。我认为，关注“链”本身的系统设计，不进行个体发行虚拟货币，这才是真正纯粹的区块链技术。
又转回到前面的问题，什么是区块链技术？目前，没有任何一个人有能力完全定义区块链，每一个研发团队都在以自己的方式探索这项技术的空间，为达成相似的技术目标进行多元化的开发模式。
联盟链，或许是一种优秀的区块链技术应用模式。当然，技术是在不断进步的，或许有更好的方案能够出现来解决虚拟空间的互信问题，区块链技术或许能够再次进化，或许会退出历史舞台。不过这都不是关键，如果真的想要了解这项技术，还是希望大家能够探索技术的本质，并尝试用对待技术的方式来对待这件事。跟风或捧或黑，都是不可取的。
从2016年至今，一直在了解区块链相关的知识，但是从来没碰过虚拟货币交易。区块链只是区块链，无论这项技术的前景如何，这只是一种技术，任何非国家性质的发币项目，在我看来都是一种赌博，投资这类虚拟货币，已经偏离了区块链的技术性，资金运转才是这类虚拟货币项目的最终目的。
但是，并不是说，因为存在割韭菜资金盘，就全盘否认这项技术。有分辨能力的人，没有赌徒心理的人，不会去涉足资金盘。更何况，区块链技术项目的部署，依然存在一定的探索空间，也有纯链构建的项目已经落地接受社会的检验。
充分理解一项事物之前，很难对于它本身做出判断。因为这种判断往往会限制自身对问题更深的思考，从而无法真正掌握事物的核心，长期以来会让自己的思维深度走向匮乏，让自己产生偏见。
其实文章内容并不重要，我更想传达一种思维方式，不要过于刻板地看待问题。关于区块链，如有不认同的地方，也欢迎大家讨论，合理表达自己的见解。