刨根问底区块链——基础篇

这篇文章是我在公司做的一次技术分享的 PPT 和讲稿，整理修饰之后加了点东西，写成了文章。希望能让更多的人理解区块链的原理，因为它实在是精妙，让我忍不住做一次彻底的分享。本篇文章很长，但对于研发同学应该非常容易理解。对于非技术的同学，如果仔细研读+搜索应该也没问题。我尽力讲的通俗，但绝不用笼统和离谱的比喻让你『貌似懂了』。

ps: 文字需要结合 PPT 图片看，完整 PPT 在文末有下载链接。

感谢大家来听我的分享——『刨根问底区块链』，这个是基础篇，也就是主要讲区块链的技术原理。虽然网上这类的文章、视频学习资料很多，但是大多数讲的都太浅，属于给外行人讲的，还有一部分讲的思路不够清晰，所以我按照自己的思路做了这个讲给『程序员』听的分享。当然如果你不是程序员，也可以尝试听听不会很难。

这回我们不谈币价，只谈技术，或许还能谈谈为什么身为『程序员』的你我在早些年没有引起足够的关注。

区块链技术一定逃不开它的创世者中本聪，也逃不开比特币。中本聪在发明比特币之初就希望创造一个自组织的货币系统，它不需要政府的背书。

早些年提及比特币大家首先提出的一个质疑就是：数字的虚拟的货币，真的值钱吗？真的有价值吗？关于这个问题，我们就要从货币的价值基础讲起。不妨回想一下，一种货币，它为什么值钱？是因为生产这张纸的成本高吗？100美元和1美元的生产成本都是9美分。

如果你思考足够深入，就会发现一种货币值钱的原因是所有使用它的人都相信它值钱。我们认为人民币、美元值钱，是因为我们信任政府，相信政府能给我们提供美好生活的保障，让我们手里的这些纸片一直能够花的出去。而在一些战乱的国家，这些政府发行的纸币就很不值钱，因为你不知道哪天政府就会垮台，你手上的钱就变成一张张废纸了。再比如津巴布韦的 10^14 面值的钞票，也是因为政府毫无信用地滥发钞票。再想想为什么黄金没有政府背书，却可以成为全世界的『硬通货』？也是因为人类有一个共识，Au 这个金属元素单质稀有且不可人工合成，化学性质稳定，全世界的总量有限。

因此我们可以得出一些结论，货币需要赢得人们的信任基础。我们设想一下，如果要实现一个数字货币，对标国家机器发行的货币，应该如何获得信任基础呢？

第一，对于国家而言要一直承认它，不能朝令夕改，那么对于基于计算机的货币而言，就是要一直运行这个系统的代码，永不宕机。最好是人类活多久它就运行多久，对吧。

第二，国家要保证它价值稳定，我们知道轻微的通货膨胀是有利于货币流通的，但不能滥发。但是我们知道人性都是贪婪的，对现状估计乐观的，发行货币这件事情交给再理性的人来做，也可能会超出预算。因此数字货币的发行应该不由人类来直接控制发行。

第三，我的钱无论是存银行还是钞票放家里，只有我的授权才能花掉，任何人不能没有我的许可花我的钱。对标过去比较容易，转化成术语就是需要我的签名才能使用。

第四，我的钱不能平白无故失去，这个看起来跟上一条有点像，但还是不同的。这是在说国家保障你的钱不能被人抢走，如果有人抢（偷）你的钱，警察会帮你抢回来，并且让作恶者得到惩罚。对标到数字货币，就是我的余额不可篡改。

我们纵观右边的这几条，是不是感觉除了第三点，其他的都很难实现？中本聪在08年的一篇论文《比特币：一种点对点式的电子现金系统》里全部解决了这些难题，当然这都离不开前人在密码学、金融学方面已有的一些尝试努力。

在我们对区块链技术，比特币原理一探究竟之前，我觉得必须要为大家补习两个密码学基础。（虽然很多人可能已经很熟悉了，但是据我不完全统计还有非常多的程序员缺乏密码学基础知识）

首先是 Hash 算法，这个算法可以把一个无穷的集合映射到有限的集合中，通过函数 f(x)。具体怎么实现不展开讲，但是你需要牢牢记住它的几个特性：

1. f(x) 不可逆，只能正向运算
例如A→Hash，你无法再通过 Hash 还原得到 A 了，除非你一次次穷举找到 A 这个值。而且值得注意的是，你把无穷的集合映射到有限集合中，势必有多个值映射同一个结果，这也是你不能逆向运算的原因之一。

2. 极少碰撞，极难找到hash值相同的
虽然这个映射后的有限的集合是有限的，但这个集合非常之大，拿 SHA256来举例子，它的值能表示多少种状态呢？想象地球上所有沙子，假如每粒沙子都是一个地球，而这些地球里的每粒沙子加起来总共也小于它的值。一个优秀的 hash 算法，碰撞应该是极少的，你很难找到两个值映射后的 hash 值相同。

3. 正向运算很快，即使原文很大

有了以上这些特性我们基本上可以用一个 hash 值去代表它的原文了，因此 Hash 算法广泛应用于信息摘要、压缩、验证、随机，如果你不理解随机，可以看最下面这张图的例子，原文『dog』后面即便多一个『.』hash 值也会大相径庭，可以说得到的 hash 值非常随机了。如果你想得到某个指定的 hash 值，你只能一次次的枚举原文，尝试得到指定的 hash 值。

第二个是非对称加密算法。我们一般都已经习以为常的是加密解密用同一套密钥，但是你有没有用想过你和别人商定密钥的这个信道也会被偷听。这时非对称加密就诞生了，很简单的一个特征：用公钥加密只能用私有解密，用私钥加密的只能用公钥解密。

你要给别人发消息的时候，对方可以放心大胆地把公钥发给你，你用公钥加密好密文后再发给对方，对方再用自己的私钥解开。这一切在不安全信道传输一点问题都没有。这就类比于，A给B一把锁，只有 A 有钥匙，B 拿到锁之后，把箱子锁起来再交给 A，这样搬运箱子的快递员怎么也打不开箱子，只有 A 能拿钥匙打开。

当然私钥一般不是用来加密，一般用于签名，这样任何人都可以拿公开的公钥进行验证了。

再来回顾一下我们之前列举的数字货币要解决的几个要点，猜测一下08年的中本聪是怎么制定技术方案的。

1. 一直运行代码，永不宕机。这个看似荒唐，其实不难，我们知道为了防止单点故障，常常会用到分布式系统、异地多活。但是难点在于这个分布式系统中的节点要足够多，足够分散，而且要保持一直运行，这就需要有人愿意一直运维。

2. 不由人类控制发行。是不可能的，但我们能做到的是避免人类直接控制发行，这个就好像三权分立、SRE 运维机器一样，总结一句话：人管代码，代码管机器，人不管机器。而且在后来事实上表明：社区管人。

3. 有我的签名才能使用。这个很简单，不多说。

4. 我的余额不可篡改。额这个有点难，为什么难大家可以思考几分钟，接下来会细讲。

如果是中心化存储余额，像各大银行那样，维护每个人的余额信息是很容易的。但是分布式存储余额，相当于每个人手里都有一本帐，当发生交易的时候，我们可以把交易的消息广播（消息的网络广播原理 p2p 技术已经发展很多年了，不再展开解释）给其他所有人，让其他人都改变自己手里的账本。这就有点像三体人的账本，假如每个人都不会欺骗撒谎，自觉做余额的加加减减，那么每个人的账本都将准确地记录了每个人的余额。

但是每个人都记录余额的这种方式用脚趾头想想都觉得不可行，因为任何人都可以篡改这个余额。（给自己多记一点，别人少记一点。）所以我们应该记录的是转账记录(交易记录)，只记录余额一定会扯皮！只有交易记录是不可篡改的，因为每笔交易，都必须经过付款方的签名才有效。而余额需要交易记录的『对账』才能保证正确。

因此我们得到一个结论，我们的『分布式公共账本』记录的应该是交易记录，而不是余额，因为『余额』是『交易』的冗余信息。

不存储余额，区块链是这样定义一笔交易定义的数据结构的（如图）。用比特币举例子的话就是，一笔交易要想成立，要有input 和 output。 input 是过往别人给你转钱的输入，output 就是你要给别人转钱的输出。

例如，你要转6.5个 btc 给老王，那首先你要先拿出历史的交易记录，证明你至少有6.5个 btc。于是你随便拿出了三个历史交易，分别是老张、老马、老李曾经转给你的，加起来是7个 btc。当然你也可以拿其他更多的转账的历史记录出来，前提是无论你拿出的 input 有多少条记录，加起来的 btc 数要等于 output 的总 btc 数。这个例子中，你只想转给老王6.5个 btc，还有0.5个btc可以选择转给自己，就相当于找零了。这里的 output 的交易数没有限制，可以转给多个人。

当然一笔交易除了 input=output 这个规则之外，肯定还需要你提供的 input 的交易记录不能被使用过。老张、老马、老李转给你的交易记录，只能被使用一次——你这次的交易使用它们作为 input 了，下次就不能再用了。同理，你转给老王的6.5btc的 output 记录可以被老王作为他的input 在他想交易的时候使用。同理，你转给自己的0.5个btc也一样，每条 output 都只能被使用一次。

再多啰嗦一句，每一笔交易的 input 在使用之前是需要验证签名的，A→B 要被使用，只需要验证使用人的签名是否是 B 即可。

我们把没有使用过的交易记录，称为：未花费交易输出(UTXO)。比特币系统中的账本记录了历史上每一条交易记录，非常庞大。但是不用过分担心性能，虽然账本记了所有的记录，但每个节点可以自己维护一个 UTXO 的集合，每笔交易在验证的时候，只需要看看 input 是否都在 UTXO 集合中即可。

有了签名+交易记录，每笔交易都有签名都真实可信，看似解决了大部分问题，但实际上问题还很多。

第一个问题是：如何保证交易的时序？
当我向整个网络广播交易的时候，可能存在网络失联问题，造成我的交易没有被所有节点收到。也可能有网络延迟，别人给我的转账的消息 m 还没被A节点收到，我给别人转账 input 里用到了 m，这个转账消息 n 先被节点 A收到了，A 就会认为这个转账消息无效。甚至有些节点故意忽视我的转账消息。可以说交易必须要有严格的时序，同样的几条交易顺序不同，得到的结果也不同。但分布式网络节点之间互相不信任，不可能有统一的时间戳，也不可能信任一个中心化的 ntp 服务。如何实现这个网络的时钟呢？

第二个问题是：以谁记录的账本为准？
去中心化的网络，大家都能记账，那肯定就会有恶意节点故意漏记，也会有无辜节点因为网络问题漏记。你总不能以让全网所有节点都收到消息为准吧，也不能以大多数节点记的帐为准，因为攻击者可以恶意制造大量节点凑数。如何才能写一个大家公认的，不能被篡改的账本呢？

废话不多说，直接看中本聪同学的参考答案。

首先要解决的是时序和防篡改的问题。定义这样一个数据结构，叫做『区块』，它存放的是单位时间内的交易明细。（程序员可以类比于你写数据库的时候的一次事务）这个区块内的每条交易记录都是合法的，都验证过签名、input=output、input 是否未花费。

区块的头部存着一些必要的信息，时间戳、区块大小、hash 值、上一区块的 hash 值等等，区块的 body 记录了单位时间（比特币是10分钟）内的交易记录。

注意，重点来了。一个区块的HASH值 = hash(上一区块的HASH + 本区块的内容)，『本区块的内容』包含了body 里的交易记录还有 header 里的那些杂七杂八的值。这样每个区块的 HASH 值都取决于当前区块的信息，加上一区块的 HASH，加在一起算了个HASH。每个区块引用到上一个区块的 hash 值，这样就连成了一个链条，区块链的名字就诞生了。

大家可以思考一下这么做有什么好处。结合之前讲的 hash 算法的特性。

如果你篡改了历史上某个区块的交易记录，那么从那个区块往后的区块的 hash 值都得重新修改一遍，相当于整个路径都篡改一遍。
如果你想调换某两个区块的顺序，对不起，这两个区块到现在的所有链条上的区块hash，你都得篡改一遍。

但是核心问题还没解决，因为这两种方式篡改账本的成本都很低。作为攻击者，我大不了就把链条上的区块 hash 都重新算一遍，自己生成一条新的链也就是新的账本出来。如果不提高记账的门槛，不选出来一个公认的账本，这个问题永远得不到解决。

举一个现实中的例子帮助大家思考这个问题。就比如我们从小到大考过的证，它们是怎么保证时序和不被篡改的呢？你想考英语六级，必须先拿到四级证书，考英语四级的前提是你必须高中毕业。

你有没有发现，保证时序其实是靠两点，一是拿证书的前置条件，二是学习需要花时间。从高中毕业开始，达到英语四级的水平至少要学1年英语，达到六级水平至少要2年。我们对标到区块链系统，考证的前置条件类比于hash 链，同时你考这个证书（生成区块）不能毫无门槛。试想如果生产每个区块至少要花费10分钟，那么篡改一条链的 hash 就非常费劲了。

以谁记录的为准，在去中心化的系统里就是：在区块有生产门槛的前提下，看谁先生产出来符合条件的区块。（大家一起考个试，看谁最先把题目全部做对）

当然前提是，这种有门槛的生产区块的方式，要足够公平，而且通过这种方式生产出的区块，要得到大家的公认且容易验证的。

那么，什么才是，有门槛、公平的、不能作弊、产出大家公认且易于验证的方式呢？

按照这个思路，工作量证明就呼之欲出了——

我们指定一个规则，每个区块的 Hash 值，必须小于数字 n。举个例子，比如这个块的哈希值我算出来是0x123456，而我们规定的 hash 值必须小于1000，那么你就得调整区块内容，区块头部有个可以随意变更的数字 noce，你不停的尝试不同的 noce，使得区块的 hash 值是0x000开头，比如0x000987，小于1000了满足条件。因为算出的 hash 值是毫无规律可寻的，你无法通过目标 hash 值逆推原文中的 noce，这使得你要尝试很多次 noce。比特币网络用的hash 算法 SHA256，它是64位16进制数，规定的 n 越小，尝试的次数就越多，花费的时间也越长。比特币通过 n 值来调节难度，差不多是10分钟才能尝试出来一个符合要求的 hash。

noce 位数有限，还可以改变coinbase和交易条数。试出满足条件的hash需要算力，且纯碰运气。要注意的是，这个10分钟是指的全网的算力加在一起，需要约10分钟才能算出一个符合条件的区块。因为谁最先碰出来符合的 hash 是纯随机，算力强只能提高碰出来的概率。你可以类比买一期彩票，或者想象这样一个游戏，所有人同时扔骰子，谁最先连续扔出10个1点，就获得记账权。显然这是纯看运气的一件事，但是从概率上说，参与的人越多，越容易出现连续10个1，同样你抛的比别人快，同等时间内你的胜出的概率也越高。

这个过程称为『出块』，也叫『挖矿』，负责挖矿记账的人(节点)被称为『矿工』。

所以，当网络里参与的人越多，算力越高，比特币出块时间就会变短，原先10分钟出一个块，现在1秒钟出一个，这是我们不希望看到的。所以整个系统还需要动态调节这个 n 的值，使得挖矿的难度控制在平均10分钟出一个块。比特币系统的共识是，每2016个区块(大约是两周时间) 大家按照约定的规则，复查一遍过去的出块时间。如果平均时间短于10分钟，则适当提高难度，按照一定的算法缩小 n 这个目标值。反之则降低难度，调大 n。

纸上得来终觉浅，如果你想了解更多关于区块数据的知识，可以找一些在线的区块浏览器，一般都是矿池发起做或者官方社区的，比如：比特币区块浏览器(btc.com)、以太坊区块浏览器(etherscan.io) 。你可以在里面看到现实中区块内详细的数据。

但是也有一定的概率，10分钟内有两个人几乎同时算出了下一个区块。这里说的『同时』可能是前后1、2分钟，因为区块广播到全网需要一定的时间，各个节点接受到的消息也有先后，不好说谁的区块是先算出来的。这时区块链网络就会分叉，有的矿工基于 A 区块算下一个区块，有的基于 B 区块，但是没关系，我们有一个原则就是：最长链原则，就是大家都只认可最长的那条链。因为较长的链中包含了更大的工作量，这是所有节点的共识。

那有没有人为了赌气让自己的区块得到承认，就是硬要基于 A 这个较短的链来挖矿呢？答案是没有，这是一个博弈问题，有点像囚徒困境，因为你不知道别人会不会基于较短的链来挖，而且别人也都这么想，因此最理性做法就是随大流都挖最长的链，你硬要来一场豪赌最后只会白白浪费时间和算力。

那会不会有人为了反悔一次交易，而故意竞争较短的链呢？有的，下面将会讲到。

其实前面说了这么多，工作量证明的一个很重要的目的就是解决双花问题。什么是双花？很简单：

假设一个交易场景，A 给 B 转 2 个比特币，B 给 A 货物。A 可以先向全网广播一条，『A 给 B 转了2个币』的消息，这个消息被矿工收到，然后打包成区块，确认了这笔交易。假设这时 B 看到包含这条交易的区块被生产出来了，就把货给A了。但其实 A 同时在广播另一条交易，让这2个比特币的接收人是 A 自己，即 A→A，然后 A 联合多个矿工一起拼命的基于后者的区块算下一区块，只要算得足够快，让这条链的长度大于给 B 转币的那条链，A 就能反悔交易，相当于 A 篡改了历史交易！

这个操作听起来可行，我们来实际算一下：

假设和 A 共谋的矿工算力非常强，占全网总算力的50%以上，那么 A 的胜算是100%。因为这群矿工算出下一区块的概率永远比其他人加在一起要大一些，追上 A→B 这条链只是时间问题，总有一天能追上并反超。
这就是我们常说的51%攻击，如果有人真的能掌握全球参与挖矿的算力51%以上，那他就有100%的胜算发动攻击，只是时间问题。当然，随着系统中参与的算力越来越多，再牛逼的人恐怕也很难控制全球那么多算力。
假设 A （攻击者）这边的算力只有 q (q<50%)，那么攻击者最终消弥 z 个落后区块的概率为（如图），即攻击成功的概率。为了使攻击者攻击成功的概率小于0.001（小概率事件），则至少要 A→B 这个交易所在区块诞生后再等 z 个区块诞生之后才够安全。我们可以列出一个表格来，当 q=10% 的算力时，只需要等待5个区块即可……当 q=45% 时需要等待340个区块确认。

比特币的白皮书中有详细的论证，感兴趣的同学可以亲自去阅读→→ 比特币白皮书 ←←。现在人们一般认为一笔交易被确认后有6个区块被确认，这笔交易就可以被确认是安全的了。

在前面讲到交易的 input 和 output 的时候，你一定想问：一直追溯到源头的 input，这些币是哪来的呢？答案就是『矿工奖励』。每个区块里交易的第一行，允许矿工给自己转 50 个 BTC，这条交易记录没有 input，只有 output，即矿工填写的自己的地址，作为挖矿的奖励。这个奖励每四年减一半，如今已经是12.5个比特币了。

仔细想想，矿工不仅充当了记账者的角色，还在挖矿的过程中不断发行比特币，维护了系统安全。充当了系统的维护者和货币发行者的角色。

大概在100多年后，奖励将少于比特币最小计量单位：1聪，2100万的总量全部开采完。到那个时候矿工还有动力挖矿吗？有的。每笔交易都可以选择性附带手续费，当2100万比特币全部挖出后，手续费将成为矿工的收入来源，事实上，目前为止手续费也是矿工的收入来源之一（未来会成为重要收入来源）。矿工甚至会按照手续费高低的优先级来打包区块。因为区块的承载能力有限（目前1-2M大小，约2000条交易），当交易数量变，交易变得拥堵，手续费低的交易会被推迟打包进入区块，从而促使人们提高手续费。

比特币、区块链的基础原理就讲完了。以上说的出块时间10分钟，区块大小1M，2100万总量等等的参数只是比特币的特性，事实上现在涌现出很多分叉币、山寨币、各种公链，这些参数、算法各异，有的在尝试改进和优化方面确实做出不少的进步。

有问题可以在下面评论，这里准备了几个常见问题，自问自答一下。

挖矿会消耗巨大的电力资源，这是不是一种浪费呢？是，但这是不可避免的。维护一个金融系统的安全稳定总是要付出巨额的成本，无论是现实世界的挖金矿的矿场，还是建银行仓库、安保防护、培训专业人员、开发银行系统、请最顶级专家……这些花费全球加起来并不比区块链挖矿所消耗的资源少。1200美元/盎司的黄金生产成本是1000美元，而且在生产的过程中需要花费巨大的人力开采、提炼，提炼的过程要用到汞之类的有毒物质，无论是对工人的健康危害还是对环境的破坏都很大。

我们通过上面对工作量证明原理的了解知道，矿工挖矿所付出的巨大算力，在维护系统的正常运转的同事，也在提高攻击门槛。

但是，比特币的全网算力已经达到30 EH/s + ，（即每秒做 30E 次哈希运算，M、G、T、P、E，每个单位之间相差1024倍）非常可怕，本着可持续发展的理念，有没有办法可以减少挖矿的花销呢？

有。目前区块链行业出现的百花齐放的现象，每个链(币)都号称致力于解决某项技术难题。在减少挖矿资源花销方面，我总结了一下，主要分为两种方式：

改变证明算法，例如：素数币。它的工作量证明不是计算无意义的哈希，而是寻求迄今为止人类发现的最大的素数，因为我们知道素数在数轴上的分布是不均匀的，不可预测，求更大的素数和 hash 遍历有着异曲同工之妙。什么？你问求大素数有什么用？数学是人类生产活动的根基，数学进步一般都是领先理论物理，理论物理领先工业应用。现在看不到用处的数学理论不代表未来没有用处。
但是求素数并不能降低资源开销，只是让它显得不那么浪费而已。莱特币和以太坊的 hash 算法，都做了特别的修改，使得计算 hash 值的过程中比较占用内存资源。看起来是更耗资源了，其实是为了防 ASIC 矿机，ASIC 针对 SHA256 做了处理优化，这种矿机没有内存，挖矿效率极高（比显卡效率高了数万倍）但是莱特币和以太坊的 Scrypt 和 Ethash 算法需要消耗内存，因此不能用 ASIC去挖矿了，只能用显卡挖矿。但是显卡全球的生产效率并不高，受制于显卡的算力和生产速率，因此后者的全网总算力不会像比特币增长的那么夸张。那假如比特大陆研发了专门挖莱特币、以太坊的矿机怎么办？那算力岂不是又会增长很快吗？以太坊社区曾表示过这种担忧，但是他们宣称，如果有这种矿机问世，他们就再次改变算法来抵御矿机。
最后有个道听途说的链，据说把 hash算法替换为可以帮助生物研究，穷举蛋白质折叠的运算，不知真假，但愿未来能够实现吧。但是说了这么多，大家可能还是觉得这是饮鸠止渴，还是不能解决挖矿消耗资源大的问题。是的，因此出现了第二类解决方案：
改变共识机制。既然工作量证明(POW)不可避免地要消耗巨大算力，何不换一种共识机制，不要工作量证明。于是出现了权益证明(POS)、委任权益证明(DPOS)等等，简单来说，POS把靠链外资产的保证（买矿机挖矿），转移到链内来（矿机和挖矿的钱转化成链上的『币持有天数』），有点像有钱人（权益相关人）说了算。但是无论是 POS 还是 DPOS，都是有很多问题需要解决的，需要更巧妙的设计，防止合谋作弊之类的。*最重要的还是要经得住时间的检验（比特币的 POW 使比特币稳定运行了快10年了）。由于是『基础知识篇』这些共识机制就不一一展开讲了，网上能搜到的资料非常多，可以慢慢研读。
当然，有时候区块链不一定需要『公有』。例如银行、证券交易所、互联网公司，三方想建立一个网络系统，实现某些商业合作往来，互相之间要建立共识，并不需要其他节点也参与进来。这就可以组成一个三方的联盟链，区块链技术可以让这三方的节点平等地记账、交换数据。这时的三方并不需要任何工作量证明、权益证明来保证互相信任，所以省去了一大麻烦，一般用拜占庭容错就可以了。
进一步退化，可以有私有链，私有链也是有意义的，因为区块链作为一项分布式数据存储的技术，在 CAP 原理中，弱化了一致性(C)，在 A、P 方面非常强，也不失为一项优秀的数据库技术。

现在区块链这么火，炒币功不可没，那它除了炒币，到底有哪些应用场景呢？其实我也在探索当中，只能是把我目前能看到的，和自己的理解阐述给大家，不一定对，仅做参考。

首先可以肯定的是区块链对金融行业的变革。各类数字货币作为『货币』的支付场景，这个就不用说了。如果延伸货币的概念，在链上流通的还可以是积分、代币、股票、信用这些东西。我们现在很少会很在意某个企业发的积分，因为你在支付宝上的蚂蚁积分只能用来在支付宝上换些XX会员，而天猫积分也不能去买京东上的东西，京东的京豆也不能兑换铂金信用卡的机场贵宾休息室。积分的使用场景单一且有限，使得我们不那么看重它的价值。而我们公认有价值的东西，能流通起来的例如股票，背后又需要有强大的金融机构，强有力的监管作为支撑。造成这种差异来自两个方面，一是系统之间因为信任或利益纠葛或技术难度难以互相打通，另一方面是需要权威机构监管和背书的成本高。试想一下我们在支付宝的蚂蚁积分和信用卡积分、京东积分、甚至游戏积分都可以互相转换和使用，或是统一起来成为信用+代币体系，是多美好的景象。

目前，跨境转账也是区块链的一个有力应用场景。我买美股的时候尝试过一次跨境转账，速度慢且扣了不少手续费，我对金融业实在不了解，不太明白为什么需要这么长时间才能完成转账，而且手续费总是算不对，据说难点在于冗长的对账环节，还有陈旧的银行系统。瑞波币在这方面取得了很大的进步，它使得跨境转账速度快、手续费低，深受大众欢迎。

同理，把货币延展到任何资产，借助智能合约在链上做资产的自动清算，追溯每一笔资产的流动。说到智能合约，就不得不提以太坊，将智能合约带上了区块链。

关于『智能合约』的原理，限于篇幅，只做简单描述：比特币每笔交易传递的是『币』，同时执行的是一个『固定的函数』——验证是否交易者这笔花费是否合法。把『币』替换成『消息』，把『固定的函数』替换成自定义代码。我们可以大致了解到智能合约使得区块链就像一个分布式计算机，执行自定义的代码。事实上以太坊也实现了一个图灵完备的语言，可以运行在它特定的虚拟机上。这个想象空间是不是又大了很多？但是就目前的话……运行在以太坊之上的『Dapp』都比较鸡肋，应用最广泛的就是基于以太坊的各类代币了。

接下来是对于未来的一些猜测。前段时间我也做了个基于以太坊的 Dapp，感受最深刻的有以下两点：

没有写一行后端代码，只有前端+合约。前端静态文件随便找个CDN 就能放，后端完全由以太坊链来担任。而原本后端的存储、计算成本，通过每个『请求』由用户来承担。（当然，后端完全依赖『链』来实现是不够合理的，目前的链承载不了太大的数据量，性能和容量都还由很大问题，而且每个『请求』消耗的手续费较高）
不需要实现用户系统（账户、注册、登录），不需要实现转账模块。这俩模块都被链自身实现了，开发者只需要简单调接口即可。（当然，用户系统基于公钥、私有，这让用户的使用门槛提高了不少，用户可能很需要一个优秀的钱包。如果丢了私有，账户不可找回）

于是我大胆猜想，或许在区块链技术在性能、容量方面有些突破的时候，区块链可以作为一种云计算服务提供出来。现在有一种叫法，把 PaaS(Platform as a Service) 的平台改成 BaaS(Blockchain as a Service)，区块链即服务。

另外，因为区块链有上链后数据『不可篡改』的特性，还可以结合物联网做一些防伪溯源的东西。区块链虽然不能做到从源头上辨别数据的真实性，但可以保证链上的是公开的、不可篡改的，这在一定程度上也是能解决问题的，因此防伪、溯源、存证我认为也是一个有前景的方向。

最后最好能够实现我上面说到的，让有价值的『资产』在互联网上传递流动起来。

还有一点就是 ICO，这个观点来自于马占凯老师，我也引用了他的一页 PPT。对比传统的 IPO 流程，ICO 的方式有点像众筹，但又不全是，非常便捷，自给自足。虽然现在中国禁止了 ICO，但我们不妨多思考几步，如何能让 ICO 市场变得有秩序，如何防止圈钱行为？干实事的公司是不是可以把 ICO 的期限拉的长一些，比如分10年解锁全部代币，再利用智能合约，在一些里程碑时间点如果做不出成绩就有惩罚措施等等。或许有一天 ICO 还会换一个名字再回来。