前言

近期由于作業需要,于是對區塊鏈相關技術展開了大量的研究和學習.本文將以開發者的角度,對整個區塊鏈行業技術的發展做一次全面的總結和歸納.

文章宗旨是為了幫助大家理解區塊鏈技術出現的目的、能夠解決什么問題還有數字貨幣的意義與價值.另外文章后半部分會探討一下區塊鏈快速發展的今天,開發者群體能做哪些事情.

如今市面上新型的數字貨幣如雨后春筍層出不窮,其中以詐騙圈錢為目的空氣幣也不少.只有深入了解了數字貨幣的底層邏輯,才能看清楚它想要達到的目的,謹防上當受騙.

區塊鏈技術

有一次聽外行的朋友提問:“如果區塊鏈技術成熟了,那是不是就可以幫我們國家快速研發出芯片了”.這樣的發問讓人覺得天真可愛,很多朋友由于對區塊鏈的本質缺乏基本的認知,誤以為它是一顆靈丹妙藥,似乎任何問題在它面前都不值一提.

區塊鏈技術不是什么事情都能做,它出現的目的是為了解決人或機構間的信任問題,讓互聯網的通信資料和網路交流變得真實.

為了更好的理解區塊鏈的本質,我們拿同樣火熱的技術人工智能舉例.人工智能解決的是單一客體生產力的問題,通過使用人工智能相關技術,客體便擁有了更強大的能力,以前很多不能做的事情通過人工智能現在就能做到了.

比如自動駕駛小汽車、天氣預測.無論是能夠自動駕駛的小汽車還是預測天氣的系統,它們都需要與其他系統進行資料通信.區塊鏈要解決的問題就是讓客體與客體之間的資訊交流變得真實而又可信.

有的朋友會提出疑問,真實的資訊交流有那么重要嗎?它并沒有解決什么重大難題啊,需要花費巨大的人力與財力研究嗎?

從現實層面來講,尤其在某些領域,資料的真實性非常重要.

假設某跨國集團以全民投票的方式推選公司新一任CEO,由于公司規模龐大,旗下員工多達幾十萬,那如果保證投票資料一定真實可靠不會被被暗箱操作呢?

目前而言,沒有萬無一失的方式.但如果將投票流程頒布到區塊鏈上進行,那么就能確保資料是真實而又可靠的.因為區塊鏈方案從技術層面直接隔離了資料的可篡改性.每個人的投票記錄都是公開而又可追溯的,并且一旦存進了區塊鏈就無法修改.

投票只是區塊鏈技術應用方向之一,像國家歷史、居民征信記錄、藥品溯源這類資料都是出現過一次就不能被篡改,另外在尤其關鍵的金融領域,所有人的轉賬記錄都應該是可以追溯且不能修改的,如果金融體系都無法確保金融資料的絕對可信任,那發展互聯網金融毫無意義.

區塊鏈原理

從上面例子看出,區塊鏈通俗而言就是存盤資料的,但它和平常資料庫相比有以下三大特點.

• 資料是公開透明的
• 資料的歷史記錄是可以追溯的
• 資料是不能篡改的

區塊鏈到底采用了什么樣的架構才具備上述三大特點呢?

點擊放大上圖.圖片包含一條按順序排列的方塊,每個方塊記憶體儲了資料記錄的集合,方塊與方塊之間首尾相連形成一條長鏈,方塊稱之為區塊,整條由區塊連接而成的鏈條便稱之為區塊鏈.

第一個區塊通常由區塊鏈的開發者創造,稱之為創世區塊.假設區塊鏈目前只有一個創世區塊,后面的區塊依次命名為區塊1、區塊2、區塊3等.

此時張三給李四投了一票,這條資料記錄就會在節點網路中廣播,區塊1接收到這條訊息把這條記錄存到區塊1內,過一會兒王五也給李四投了一票,這條記錄也會被區塊1存起來.

隨著投票記錄越來越多,區塊1也不斷往記憶體,直到到快存滿的時候,區塊1被打包封裝成一個完整的區塊,這時候區塊鏈上就有了兩個完整的區塊,創世區塊和區塊1.

在區塊1打包完成后,又會在區塊1后面創建一個的空的區塊2,區塊2的頭部指向區塊1的哈希索引.其中這個安排誰打包封裝的程序在數字貨幣領域被稱之為挖礦.

上面提到了兩個專業術語節點網路和哈希索引,它們代表什么意思呢?

在解答上面問題之前,我們先弄清楚區塊鏈的存盤機制.

區塊鏈既然是用來存資料的,那么它到底存在了哪個地方呢?眾所周知,當下所有的互聯網應用資料都存在了資料庫服務器里,比如微信的聊天記錄存在了微信的服務器,微博的實時新聞存在了微博的服務器.

這些資料都屬于企業的私有財產,被企業完全掌控,它想刪就能刪,它想查就能查,它想改就能改(當然實際并不會那么去做),資料完全被互聯網公司集中掌控,這就是所謂的中心化.

中心化有什么弊端呢?

• 資料并非公開透明,操作權限完全由互聯網公司掌控.
• 某某明星鬧了緋聞,微博的服務器就會因為訪問量過大出現宕機,導致微博應用程式打不開.如果服務器僅僅出現宕機還算輕微,倘若出現自然災害比如地震、火災導致服務器全部損害,那么積累多年的資料將毀于一旦.

區塊鏈技術的普及將會徹底打破中心化的格局,預示著未來一個全新的時代—web3.0的降臨.

web3.0的目標是達成資料的去中心化,打破由互聯網巨頭企業壟斷的困局,實作人人參與資料的生產和使用,以及管理和監督.

區塊鏈是怎么樣實作去中心化的目標呢?

我們還是以上面投票的案例舉例.跨國集團為了實作投票作業的公平、公正與公開,于是采納了技術員張三的建議,決定將整個投票作業搬到區塊鏈上執行.

張三技術團隊替公司開發了一款客戶端程式,用于提供給全體員工投票.王五是公司一名普通員工,他積極回應公司號召,在電腦上下載安裝完客戶端程式,找到了心儀的目標李四,按下確定鍵為他投了一票.

此時王五選擇李四這一條記錄就會發送到區塊鏈上存盤起來,成千上萬的員工也會像王五一樣在客戶端上發起投票.無數的投票記錄就會不斷往區塊里面添加,一個區塊裝滿了就立馬打包封裝繼續往下一個區塊添加,最后一根長長的區塊鏈便由此形成了.

現在回到上面的問題,這根長長的區塊鏈到底存盤在了哪里?答案可能讓你吃驚,假設公司有10萬人,那么這10萬名員工每個人的電腦都會存一份這根長長的區塊鏈資料.

有的朋友可能會發問,同一份資料在10萬人的電腦上都存一遍,這不是浪費資源嗎?

事實的確如此,可正是由于每個人都存了一份備份,那么每個人都直接成為了資料的維護和管理者,那么這些資料的命運將由所有人共同決定,這便是區塊鏈實作去中心化的核心邏輯.

我們再次回到上面提出的疑問,節點網路是什么?哈希索引是什么?

成千上萬的員工像王五一樣安裝了客戶端程式,那么每一位員工的電腦就是區塊鏈上的節點,所有節點形成的網路的就是節點網路.

每個節點都存盤了一份完備的區塊鏈資料,而客戶端程式在后臺悄悄的將所有節點進行了聯通,使節點與節點之間能夠廣播訊息、同步資料.

哈希索引又是什么呢?

回憶一遍上面介紹區塊鏈架構的圖片,每個區塊都存盤了一系列訊息記錄的集合.實際上每一條訊息記錄添加到區塊中時,都會通過加密演算法為這條記錄生成一串唯一的哈希值(也可以稱之為哈希索引).

哈希值是什么呢?

它就類似于身份證號,是這條資料的唯一標識,在計算機中就是一條長長的由字母數字以及符號隨機組合的長串.倘若有人把王五選擇李四這條記錄改成王五選擇牛二,那么這條資料的哈希值就會立馬發生改變.

不光每條記錄會生成一個哈希值,每一個區塊都會依據區塊內所包含的內容生成一條唯一的哈希值與之對應.

李四的競選對手牛二一看選票形勢對自己非常的不利,心里就泛起了陣陣漣漪.

牛二突然想起了他遠方表舅家的寡婦娘嫁給了村頭賣燒餅的李二狗他爹.李二狗畢業的時候,托牛二在張三技術團隊找了份作業,只可惜二狗作業多年才疏學淺,年紀輕輕就禿了頭.

牛二趕緊聯系上二狗,希望他利用技術手段篡改一下區塊鏈上的資料,扭轉目前競選不利的局勢,并在電話的結尾承諾將自己多年嫁不出去的女兒介紹給他,二狗欣然答應.

二狗亢奮不已,買了兩箱可樂熬了三個通宵終于把自己電腦上存放的區塊鏈資料篡改完了,可等到與其他節點進行資料同步的時候,神奇的一幕出現,其他節點通過演算法驗證,發現二狗這臺電腦的資料做過篡改,不予承認.

其他節點是怎么做到的呢?

二狗把區塊鏈上存放的某條記錄王五選擇李四改成王五選擇牛二,那么這條資料的哈希值就會發生改變,并且這個區塊的哈希值也會隨之改變.還記得之前提到的嗎?每一個區塊的頭部都會鏈接上一個區塊的哈希值,現在上一個區塊因為資料篡改導致哈希值發生改變,導致后面的區塊無法通過演算法的驗證.

上面案例可以看出,區塊鏈通過密碼學的手段杜絕了資料被篡改的可能性,讓所有的資料記錄變得真實可信.即便如此,很多朋友的腦海里依舊存在誤解,區塊鏈就是數字貨幣,區塊鏈就是為了圈錢融資割韭菜.

區塊鏈和數字貨幣

狹義上理解,區塊鏈是一種去中心化存盤資料的技術,它的目標是實作web3.0,跟數字貨幣沒有任何關系.

數字貨幣是使用區塊鏈技術開發出來的具體實作.比如跨國集團使用區塊鏈技術開發了一款投票系統,日本人中本聰他就想使用區塊鏈技術開發一款數字貨幣.

那為什么只要提及區塊鏈就和數字貨幣分不開呢?

這是因為區塊鏈的三大特征公開透明、記錄可追溯以及不可篡改性太適合做貨幣了,如果區塊鏈技術能應用于金融領域,那數字貨幣的信用體系就能獲得大眾的認可.

很多朋友可能不太清楚,現實社會中很多領域已經應用了區塊鏈技術,但是并沒有發行數字貨幣.比如我們接下來講解的私有鏈和聯盟鏈.

區塊鏈按照型別劃分為三種:公有鏈、私有鏈以及聯盟鏈.

目前市場十分火爆的位元幣、以太坊構建的區塊鏈都屬于公有鏈.凡是公有鏈,那就意味著所有人都可以參與其中獲取資訊、發起交易等.

私有鏈并不是對所有人開放,加入私有鏈首先要得到相關組織或者個人的授權才行.比如上面介紹的投票系統,它就需要構建一條私有鏈,只有本公司的員工才能參與投票.

聯盟鏈也屬于私有鏈的型別,一般大型平臺機構之間通常會構建聯盟鏈來存盤一些關鍵資料,比如國家銀行、事業機關單位會在聯盟鏈上投資資金研發.

私有鏈和聯盟鏈的相關應用開發,就不需要數字貨幣的參與.比如投票系統,核心目的就是為了完成公正公平的競選,刻意創造數字貨幣沒有任何意義.

數字貨幣底層原理

數字貨幣是區塊鏈技術的具體應用,但同時它們又推動了區塊鏈技術的發展.

本節將選擇位元幣、以太坊以及Filecoin作為素材講解數字貨幣的使命和意義,以及它們的運行機制和對區塊鏈行業形成的影響.

位元幣

不知何時,談起區塊鏈就不得不提位元幣,足以可見位元幣在數字貨幣中所處的地位.

位元幣的使命就是為了構建一個所有人都參與維護的超級賬本.那什么是超級賬本呢?

張三、李四、王五、牛二四人流落孤島.張三身強力壯擅長捕魚,李四溫潤孱弱干些縫縫補補,王五名牌大學建筑系高材生會蓋棚子.牛二啥體力活都不會干,但有顆經商的頭腦.

為了物盡其用人盡其才,牛二把大伙召集起來想了個法子.首先給所有商品定價,一條魚10元,蓋一個棚子100元,縫一件野人套裝50元.

一天張三請王五蓋個棚子,牛二記下一筆張三轉給王五100元.

張三又從李四買件野人套裝,牛二記下一筆張三轉給李四50元.

王五和李四也要吃食物,分別都從張三那里買了條魚.

牛二記下兩筆王五轉給張三10元和李四轉給張三10元.

通過牛二手中的賬本我們就可以得出張三余額為-130元,張三欠王五90元,張三欠李四40元.

理論上來將,只要這個賬本一直記錄下去,每個人的余額和交易情況都可以計算出來,即使大家之間并沒有使用現金交易,但賬本上記錄的余額依舊可以讓人與人之間的經濟交易一直進行下去,這個賬本和銀行的作用很像.

荒島四人組所有的交易記錄都被牛二一人掌控,這就是中心化的賬本,如果牛二想做假賬,其他人也很難察覺.

位元幣構建出來的區塊鏈就相當于牛二手中的賬本,不過這個電子賬本由所有人共同維護,不被任何個體單獨掌控,交易記錄一旦記上了區塊鏈,那就再也不能被篡改了.

除此之外位元幣不能賒賬,如果發起一筆交易張三轉給李四100元,那說明張三的余額至少是大于100元的,這筆交易才算合法.

日常貿易讓每個人的賬戶余額處于動態變化中,余額的多少需要根據賬本的交易記錄計算得出,隨著交易數量不斷增加,牛二天天算這個得累死.人計算起來不僅慢而且容易出錯,但計算機算帳可是強項,要不然也不會稱之為計算機.

隨著孤島的互聯網技術不斷發展,荒島四人組趕時髦廢棄了原來的中心化賬本,決定以后用位元幣交易.張三想請王五建個城堡逗閨女,王五拉足馬力加班加點用了一個月建成了,張三打開手機app給王五的錢包轉了100位元幣,那么這筆記錄就被記在了區塊鏈上,交易完成.

同理王五想從張三那里買頭海龜送媳婦上班,等到快遞上門后，王五打開手機app給張三轉了50位元幣確認識訓,這筆交易也算完成了.而牛二最慘,自從賬本上了區塊鏈,他再也不能偷偷撈兩把賺點外快了.

以上介紹的都是位元幣的作用與意義,那到底什么是挖礦呢?位元幣和挖礦之間是什么關系呢?

挖礦的機制和原理

位元幣官方有一個客戶端程式,電腦一旦下載安裝客戶端運行起來,這臺電腦就成為了一個節點.

應用程式初次啟動,它就會與節點網路進行資訊同步,把某個節點的上的區塊鏈資訊下載保存在本地電腦,這樣本機就備份了一份區塊鏈資料.

位元幣的目標是建立一個超級賬本,它里面包含一個錢包的功能,主要用于執行交易轉賬.

錢包其實是私鑰、地址和區塊鏈資料的管理工具.

地址相當于銀行賬號,有的數字貨幣會叫作公鑰,別人要轉賬給你,就把位元幣轉給你的地址,它長什么樣子呢?類似這種2NLscuT3dBeUAdo39JgmnsEDh3Syt3TUq8.

私鑰相當于銀行密碼,如果你想轉錢給別人,就需要通過私鑰來轉賬.另外私鑰是萬萬不能泄露的,否則別人會把你的位元幣全部轉走.

區塊鏈資料就是區塊鏈上存盤的交易記錄,張三的客戶端程式掃描了電腦上的區塊鏈資料,找到所有與自己相關的交易記錄并計算出了賬戶余額.

張三發現余額還有2個位元幣,它想全部轉給李四.

張三付出2個幣,李四收到2個幣這條交易記錄使用張三的私鑰經過加密演算法生成一個哈希值,即該條交易記錄的電子簽名.

交易記錄和電子簽名會一同被應用程式廣播到節點網路中去,某個節點監聽到了這條廣播,它們取出交易記錄和電子簽名,并通過張三的公鑰解密計算,以此來確定該條交易記錄是不是張三發起的,其次判斷整個程序中有沒有被篡改.

經過驗證這條交易記錄是合法的,節點又會將該條交易記錄廣播到其他所有的節點都收到,然后節點自己在本地搜一遍區塊鏈,看張三的帳號里有沒有足夠的錢,有的話這條交易就成立了,準備放進區塊存起來.其他收到廣播的節點也會照此操作,最終所有節點電腦上的區塊都新增了這一條交易記錄.

還記得上一節提到過,當區塊到了快存不下去的時候,這個區塊就會被打包封裝成一個完整的區塊.那誰負責這個打包封裝呢?

位元幣官方就規定如果哪個節點愿意做這個苦活累活,我就獎它位元幣

節點網路有這么多的節點,它們都爭著搶著想來干這個差事.位元幣官方就犯難了,這到底選誰來做呢?

位元幣官方最后設計了一個POW演算法,用來決定哪個節點封裝打包區塊.

這類以抽選節點做打包員的演算法統稱為共識演算法,POW屬于共識演算法的一種,另外比較有代表性的演算法有POS演算法和PoST 演算法.

• POW演算法(Proof of Work,作業量證明).計算量越大,就越有大概率被抽中
• POS演算法(Proof of Stake,權益證明).根據資產的多少分配獲取抽中的概率

節點參與了共識演算法的競猜,它就被稱之為礦工,它努力贏得打包員的資格所付出的努力稱之為挖礦.

如果某個礦工被共識演算法抽中了,它就擁有了打包封裝的資格,我們就可以稱之為出塊或者爆塊了.

礦工一旦出塊了,它就可以得到官網贈與的位元幣獎勵.

位元幣使用的POW演算法對顯卡的依賴非常強,因此位元幣火熱時期,市面上的高端顯卡一卡難求,硬體廠商乘坐著數字貨幣的東風大賺一筆.

現在我們來看一下,礦工張三出塊這段程序的底層邏輯是如何實作的.

礦工張三的區塊裝滿了5000條交易資訊后,再加上一條福利資訊張三得到2個幣和前一個區塊的驗證碼以及一個亂數.

關鍵的步驟來了,此時其他礦工也和張三一樣做了相似的操作,他們接下來要一決雌雄爭奪出塊權.

張三的電腦首先計算這個新區塊的驗證碼,用哈希演算法不停的算,本來瞬間就能算好,但是要求這個驗證碼必須小于區塊內的隨機值(難度值)，值如果不夠小,就把亂數改一改，再算一次.還不行再改亂數，再算繼續算.經過這樣上億億次的計算，終于找到了附合條件的驗證碼加到這個新區快上,至此這個包就算打包好了.

張三把新區塊廣播到網路上,其它礦工會驗證一下這個區塊的所有交易資訊,并著重驗證一下這個區塊算出的驗證碼,都沒問題就承認這個塊了,從此區塊鏈就長長了一塊，然后處理一下自己本地的交易資訊池,把那些已記錄的清除掉,更新上張三廣播的區塊,在區塊鏈的末尾再增加一個新的空快,準備下一輪出塊權爭奪.

我們從上面這個程序可以看出,誰能贏得出塊權,起決于誰能把類似一道很難的數學題先算出來.有的人可能會問,要是兩個人同時算出來怎么辦,位元幣官方解釋已經從采用某種機制隔離了這種可能性的發生.

但我們不禁提出質疑,位元幣吸納了全網最高的算力,結果這些算力僅僅只是作用于區塊鏈自身的資料計算和全鏈條的穩定,并沒有對社會做出什么實際貢獻,實在是浪費電.

以太坊

以太坊本身不是數字貨幣,它是一個數字平臺.以太坊使用的數字貨幣稱之為以太幣.

很多朋友可能提出疑問,以太坊是不是和位元幣一樣又搞出一種數字貨幣?

以太坊的出現對區塊鏈的發展具有革命性的意義,它不僅擁有數字貨幣的能力,而且還有了更進一步的突破.

狹義上理解, 以太坊 = 位元幣 + 智能合約.

智能合約是什么呢?

智能合約是運行在以太坊虛擬機(EVM)上的,本質上是一段腳本代碼,部署在以太坊的區塊鏈里.

我們可以簡單理解,以太坊是一個龐大的數字平臺,平臺對所有開發者開放了自定義智能合約的能力.智能合約此時就相當于運行在以太坊上的后端代碼,這部分可以由開發者來撰寫,這樣作為開發者的我們就能基于以太坊開發一些日常生活當中的應用.

智能合約的撰寫使用Solidity語言,它和JavaScript很像,它擁有操作區塊鏈上的資料的能力.

這和我們當下主流的BS(瀏覽器-服務器)架構很類似,瀏覽器訪問智能合約對開放的介面,智能合約接受到請求就去操作區塊鏈上的資料.

BS架構模式下資料都是存放在資料庫里,后端代碼接受到前端請求操作資料庫里的資料.而現在變成了智能合約接受前端請求操作區塊鏈上的資料.

由于資料存放的容器從資料庫變成了區塊鏈,因此基于以太坊開發的應用就是去中心化的應用程式了.

當然智能合約目前還沒有傳統后端編程語言這么強大,很多功能比如上傳下載、對外發起http請求它本身并不支持,需要呼叫其他程式實作.

我們目前就可以利用以太坊開發一些應用程式,比如投票系統、眾籌軟體等.因此依靠以太坊生態開發的應用程式如雨后春筍般涌現.

網路上充斥著很多三分鐘發布一款數字貨幣、十分鐘發布屬于你自己的虛擬貨幣這類訊息.實際上這類文章傳授的便是在以太坊智能合約上用代碼開發一個電子錢包功能,它發行的貨幣屬于代幣(ICO),代幣與位元幣以及以太幣有著本質的區別.

代幣不一定就是不好的,比如說騰訊公司會對外發行qq幣,qq幣就屬于一種代幣.用戶通過qq幣可以購買騰訊旗下的游戲皮膚或裝備,但是qq幣是不能用于其他公司交易.

騰訊公司旗下業務眾多,代幣的發行可以更好的支持自身產品與服務的銷售.但有的人什么物體產業都沒有,就利用智能合約開發一款電子錢包,貨幣數量隨它的代碼撰寫任意分發,隨后大肆鼓吹欺騙群眾購買他們的貨幣,讓很多無辜百姓上當受騙.

位元幣、以太幣它們都有官方客戶端程式,而這些客戶端程式包含了節點同步、挖礦、區塊鏈操作、訊息廣播以及各種演算法校驗等功能模塊,這些代碼實作了一條底鏈具備的所有能力,因此開發這類客戶端需要很強的技術實力和專業背景.

當然也不乏無法分子做一個假的客戶端程式,外觀界面有模有樣的運行,內部其實是一個空殼,用以哄騙普通群眾.

其次社會上也會存在一些不良資本家,他們會出資組建一支實力完備的技術團隊,但目的卻是開發一款不會帶來任何實際價值的數字貨幣,商家鼓動媒體公關渲染造勢,吸引廣大民眾投入資本,最后風頭一過損失最大的還是普通民眾,這些惡劣的行徑給社會帶來了不良影響.

回到主題,以太坊的智能合約能讓程式員開發各種各樣的應用程式,但如果應用程式的資料非常龐大,比如像抖音、微博,它們包含了大量的圖片、視瞥澩,這些體積龐大的資料存在哪里呢?

IPFS

我們在講位元幣轉賬程序已經提到,區塊鏈上每新增一條記錄,所有區塊鏈上的節點最后都會同步新增,這就意味著每一條訊息記錄都應該盡可能保持輕量.

試想一下,節點網路之間時時刻刻都在進行著成百上千條交易,如果每一條交易記錄的資料量都十分龐大,最后所有節點并發同步將會造成整條區塊鏈的崩潰.

依托以太坊開發的應用程式想在區塊鏈上存一個視頻,這樣的需求該如何實作呢?

IPFS相關技術可以有效解決區塊鏈存盤大資料的難題.

IPFS(星際檔案系統)是一種網路傳輸協議.它的出現時為了替換現有的HTTP協議，使得Web更快、更安全、更開放.

IPFS本身而言與區塊鏈沒有必然的聯系,但它可以設計成與區塊鏈相互協同作業.

IPFS社區基于IPFS協議開發了一款客戶端應用程式,此時這個IPFS客戶端可以看做成一個去中心化的百度網盤.

用戶往IPFS網路上存盤一個檔案,應用程式回傳一串哈希值,這串哈希值就是該檔案的唯一憑證.下一次憑借這串哈希值又可以從IPFS網路上把檔案下載到本地.

以太坊上的應用程式就可以借助IPFS的能力,將所有資料量大的資源檔案都存在IPFS網路上,檔案回傳的哈希值資料量很小,這些哈希值就可以代替檔案存盤在以太坊的區塊鏈上.

IPFS底層是如何存盤資料內容的呢?

用戶往IPFS網路上傳一段視頻,視頻將自動分割成若干片段,每個片段大小可能為幾百k,這個視頻可能被分割成20個片段,也可能是30個片段.分割完之后,這些視頻碎片會隨機分發到網路上的各個節點存盤起來.節點就是安裝了客戶端接入IPFS網路上的計算機.

視頻被分割成那么多片段，那視頻打開和下載豈不是會很麻煩嗎?

這一點完全不用擔心,上傳到IPFS網路的檔案首先被分割成若干片段,檔案整體通過演算法加密生成一串唯一的哈希值–檔案索引.每個小片段也都通過加密演算法生成了唯一的哈希值,然后將小片段的哈希值按照檔案原有的次序排成哈希串列,這份檔案中除了視頻的片段、哈希值串列和檔案索引,還包含一個內容摘要,當用戶想要下載視頻的時候,只需要搜索這份檔案的索引,就可以順利打開或者下載視頻.

IPFS的行為模式和電驢資源分享很像.但是它存在致命的弱點,比如視頻上傳到IPFS網路,視頻碎片分發到不同節點存盤,可一旦那些節點關機了,那豈不是視瞥澩就無法下載了.

Filecoin的出現能解決上述問題,Filecoin是使用IPFS傳輸協議構建的數字貨幣,俗稱檔案幣.

狹義上理解,Filecoin = 位元幣 + IPFS.

Filecoin能解決IPFS的兩大難題.

• Filecoin通過挖礦的獎勵機制促使更多的節點一直保持在線狀態.
• Filecoin會將上傳的檔案碎片在不同節點上多做備份,保證40%的節點出現問題時還能保持檔案的完整性,真正做到資料永不丟失.

Filecoin的目的就是為了構建一塊用于存盤大型檔案資料的區塊鏈網路,它的出現對于區塊鏈行業的發展有著革命性的意義.

區塊鏈應用的開發

上面對幾款主流的數字貨幣都做了詳細的介紹,讀者看到這里想必已經對整個區塊鏈行業的狀況有了基本的認知.

接下來我想談一談面對迅猛發展的區塊鏈技術,作為IT領域的從業者,我們能做些什么?

• 基于以太坊的智能合約,軟體團隊開發一些DApp(去中心化應用)服務于公司業務.DApp的開發門檻并不高,很多web開發者通過短期的學習便可上手.

• 模仿以太坊,軟體團隊從頭研發一條公有鏈對外提供收費服務.與以太坊相比,企業應該突出自家區塊鏈的的優勢.比如降低開發的門檻,增強智能合約的能力,提供部署運維監控方面的支持.

• 模仿以太坊,軟體團隊從頭研發一條聯盟鏈對國家銀行、政府機關或大型商戶提供服務.聯盟鏈的發展對社會生活能產生很多積極的影響,也是國家投資重點研究的物件之一.

• 超級礦機的研發和銷售.

  普通服務器安裝強化后的硬體和客戶端軟體就變成了超級礦機.

  那如何強化呢?

  硬體團隊通過實際測驗獲取最佳硬體配置,達到算力的最優值.

  軟體團隊通過優化客戶端應用程式的底層演算法,架構和業務以及系統驅動,達到提升算力和封裝速度的目標.另外優化后的客戶端應用程式也可以單獨銷售.

• 企業對外提供超級礦機的托管服務.開發者需要基于礦機群開發部署運維腳本和監控程式.

• 企業通過數字貨幣官方開放的rpc介面開發周邊應用.比如網頁或者小程式方便客戶查看自己的收益情況.

結尾

很多開發工程師原來在公司主要做頁面、開發App等,后來轉型成為了區塊鏈技術人員.原來那些專案的程式、應用都是中心化的,那么如何把那些中心化的思想理念轉變成去中心化的,這需要很多技術人員去了解和思考.

另外很多區塊鏈專案都在githup上開源了,代碼也是公開的,比如位元幣和以太坊.通過源代碼理解它們的運營機制,學習怎么去寫去中心化的應用和設計原理,然后參與到去中心化專案當中.