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　　概述

　　區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺區(qū)塊鏈的轉(zhuǎn)賬收費(fèi)方式是,，就是為利用區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)的去中心化的應(yīng)用提供服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施,。一個便于理解的方式是區(qū)塊鏈的轉(zhuǎn)賬收費(fèi)方式是,，將區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺想象成一個大型商場,，而去中心化的應(yīng)用就是這個商場里的商店,。在這種模式中,，商店只需要關(guān)心自己的運(yùn)營,，不需要考慮比如商場的維護(hù),，如水電,、物業(yè)等內(nèi)容。對于商場來說,，通過提供一些基本的服務(wù)能夠獲得回報,，而不需要擔(dān)心具體商店的管理。

　　而在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺中,，對于區(qū)塊鏈的維護(hù)指的是保證區(qū)塊鏈的唯一性（共識機(jī)制）,、安全性（不可篡改）、分布式結(jié)構(gòu)以及對區(qū)塊鏈的治理等內(nèi)容,。在這樣的平臺上,，對于開發(fā)者來說，開發(fā)一個新的去中心化應(yīng)用就不再需要從頭考慮區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計,，而只需要專注于應(yīng)用程序的開發(fā),。這種模式正是亞當(dāng)·斯密在其《國富論》中所倡導(dǎo)的社會分工，分工能夠極大程度地促進(jìn)各方以及整個經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的效率,。

　　其實(shí)區(qū)塊鏈的轉(zhuǎn)賬收費(fèi)方式是我們當(dāng)前社會的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行許多方面都是這樣的模式,。拿我們最熟悉的手機(jī)來說。目前主流的智能手機(jī)操作系統(tǒng)有兩個,，一個是谷歌公司的安卓（Android）,，另一個是蘋果公司的iOS。在這兩個系統(tǒng)中都存在著應(yīng)用商店,，有意向開發(fā)新的手機(jī)應(yīng)用程序的開發(fā)者都能夠參與,，在這兩個平臺上專注于應(yīng)用程序的開發(fā)，而不需要考慮安卓或iOS系統(tǒng)的維護(hù),。

　　所以從這個角度來說,，在應(yīng)用程序領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)只是這種分工模式的一次升級,。在傳統(tǒng)的模式中,，無論是平臺或是在平臺上提供的服務(wù)，二者都是中心化的,，信息是非對稱的,。還是拿手機(jī)操作系統(tǒng)來舉例，負(fù)責(zé)維護(hù)iOS系統(tǒng)的是蘋果公司,，對于iOS系統(tǒng)的更新,，規(guī)則都是蘋果公司制定的，用戶使用操作系統(tǒng)產(chǎn)生的信息也都是由蘋果公司儲存,、處理,。用戶不知道自己的信息是被如何使用的，不知道是否遭到泄露等。另外一點(diǎn)就是,，由于是中心化的儲存方式,，一旦儲存用戶信息的設(shè)備出現(xiàn)了問題，例如遭到的攻擊,，那么也將損害用戶的利益,。同理，用戶對于平臺上應(yīng)用程序的使用產(chǎn)生的信息,、數(shù)據(jù)也都以中心化的方式受到應(yīng)用程序的開發(fā)者控制,。而利用區(qū)塊鏈技術(shù)后，理論上這些問題都能夠被解決,。

　　對于區(qū)塊鏈不了解的讀者,，下面做了一個簡單的介紹，了解的讀者可以跳過,。

　　假設(shè)有一個村落,，這個村落中并不存在貨幣。對于村落中的交易活動,，村民使用這樣的方式進(jìn)行區(qū)塊鏈的轉(zhuǎn)賬收費(fèi)方式是：對于每隔一段時間內(nèi)出現(xiàn)的所有交易信息,，村落中有一個廣播能夠?qū)⑦@個信息傳達(dá)到每一個村民耳中，然后村民將這筆信息記錄到自己的賬本中,。這樣在理想情況下,，每個村民的賬本都應(yīng)該是一模一樣的。在非理想情況下時,，比如村民對于某筆交易信息私自在自己的賬本上篡改,，使得所有賬本并不是一模一樣的。這時候就采取少數(shù)服從多數(shù)的原則,，因為在大多數(shù)人賬本是另外一個版本，因而這個私自篡改版本的賬本就是無效的,。這唯一能夠?qū)~本進(jìn)行作假的辦法是將村落中每一個村民的賬本都做相同的修改,，如果這個村落的村民數(shù)量眾多，這種情況很明顯是不現(xiàn)實(shí)的,。

　　這樣在理想情況下賬本只有唯一的版本,，在非理想情況下采用少數(shù)服從多數(shù)原則，也會有一個大多數(shù)村民一樣版本的賬本,，這樣一個唯一版本的賬本被稱為公共賬本,。這個公共賬本有著這樣的特點(diǎn)：

版本唯一：賬本最終只有一種被村民承認(rèn)的版本；

集體維護(hù)：沒有權(quán)力中心的存在,，單個村民賬本出現(xiàn)問題不影響公共賬本,；

信息透明：任何村民都可以查看賬本；

安全防誤：村民眾多時，修改公共賬本內(nèi)容的可能性極微,。

　　在理解了上面的例子后,，我們將村民稱作節(jié)點(diǎn)，將每隔一段時間內(nèi)出現(xiàn)的交易信息成為區(qū)塊,，而每個村民版本一致的公共賬本就可以理解為區(qū)塊鏈,。

　　由于采用了區(qū)塊鏈技術(shù)，使得在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺上開發(fā)的應(yīng)用程序也具有去中心化的特點(diǎn),。因而這種應(yīng)用程序被稱作去中心化應(yīng)用（Decentralized applications,，DAPPs）。

　　了解了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺的基本概念后,，本系列文章將對區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)展的現(xiàn)狀,、存在問題以及各個平臺的特點(diǎn)進(jìn)行介紹。一般來說,，我們將比特幣稱為區(qū)塊鏈1.0,，將以太坊稱為區(qū)塊鏈2.0，而針對以太坊中存在的問題提出解決方案的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺稱為區(qū)塊鏈3.0,，具體包括EOS,、DFINITY以及Cosmos等。本文主要介紹以太坊,，解釋區(qū)塊鏈2.0以太坊是如何在區(qū)塊鏈1.0比特幣基礎(chǔ)上誕生的,。

　　要注意的是，由于這些平臺的設(shè)計或多或少會涉及到一些專業(yè)知識,，本系列文章將試圖用最淺顯易懂的方式向讀者解釋,，而這樣的方式非常容易造成在表述方面的不嚴(yán)謹(jǐn)性，但是文章僅僅是為了向讀者解釋這些技術(shù)的原理,。對其技術(shù)細(xì)節(jié)有興趣的讀者可以查閱相關(guān)資料,，或者直接與作者聯(lián)系探討。

　　2

　　以太坊

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　　以太坊（Ethereum）是現(xiàn)階段發(fā)展相對最為成熟,，并且已經(jīng)存在開發(fā)的應(yīng)用程序能為用戶提供服務(wù)的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺。

　　以太坊的誕生背后其實(shí)還有一個小插曲,。我們知道比特幣是利用區(qū)塊鏈設(shè)計的一個價值交換網(wǎng)絡(luò),，用戶可以利用比特幣網(wǎng)絡(luò)交易比特幣。在比特幣區(qū)塊鏈中,，只能（只能的說法其實(shí)不嚴(yán)謹(jǐn),，比特幣區(qū)塊中還可以加入非常少的信息，比如一句話）記錄交易信息,，因而其并不能作為基礎(chǔ)平臺為應(yīng)用程序的開發(fā)提供服務(wù),。以太坊的創(chuàng)始人VitalikButerin看到了區(qū)塊鏈技術(shù)的潛力以及比特幣網(wǎng)絡(luò)中的局限性,，曾經(jīng)提議比特幣核心團(tuán)隊增加比特幣網(wǎng)絡(luò)的功能，但是遭到了拒絕,。所以區(qū)塊鏈的轉(zhuǎn)賬收費(fèi)方式是他就選擇了自己開發(fā)一個平臺來實(shí)現(xiàn)自己的目的,。這個平臺就是以太坊。

　　以太坊與比特幣最大的區(qū)別在于區(qū)塊鏈上記錄的信息,。除了交易信息之外,，VitalikButerin提出在區(qū)塊鏈中還可以記錄智能合約（Smart contract），以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能,。關(guān)于智能合約最簡單直白的理解就是現(xiàn)實(shí)中合約的電子化,。但是很顯然，這樣理解是很粗糙的,。我們這里用一個簡單的例子來說明,。

　　假設(shè)A和B打賭，如果未來一周北京下雨的話,，A給B十元錢,，如果沒有下雨的話，B給A十元錢,。用智能合約來處理這個賭約,，將賭約的內(nèi)容確定之后，A和B利用自己的以太坊賬戶,，分別向智能合約中轉(zhuǎn)入十元錢（智能合約中也存在賬戶）,，然后智能合約將這二十元鎖定。等到一周后,，如果北京在這一周下了雨,，智能合約就將這二十元轉(zhuǎn)入B的賬戶，如果沒有,，則轉(zhuǎn)入A的賬戶,。

　　這里由于智能合約是儲存在以太坊區(qū)塊鏈中，一旦確定就沒有任意一方能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改,。這里需要注意的一點(diǎn)是,，以太坊是一個封閉的系統(tǒng)，智能合約是不能自己執(zhí)行的,，讀取現(xiàn)實(shí)世界中的信息（是否下雨）通過一個叫做Oracle的服務(wù)機(jī)制。這個服務(wù)能夠?qū)F(xiàn)實(shí)中的信息傳入以太坊網(wǎng)絡(luò),，并將信息作為智能合約觸發(fā)條件,，執(zhí)行智能合約（賭約）。當(dāng)然這個例子非常簡單,，但是當(dāng)智能合約能夠?qū)崿F(xiàn)的功能也就更加多樣化,。

　　所以以太坊在比特幣的基礎(chǔ)上，加入了智能合約的特性，將利用以太坊開發(fā)的應(yīng)用程序所能實(shí)現(xiàn)的功能,，僅受編寫智能合約開發(fā)應(yīng)用程序人員的想象力（當(dāng)然這也只是理想情況下的說法,，實(shí)際上開發(fā)者還受到諸多限制）限制。

　?。ǘ┵~戶

　　上面說到,，在以太坊的區(qū)塊鏈中是可以儲存智能合約的。以太坊上的賬戶分為兩種,，外部賬戶和合約,。外部賬戶由用戶控制，用戶可以在外部賬戶中儲存自己的以太坊代幣：以太幣,。用戶可以利用外部賬戶發(fā)送或者接收消息,，這個消息包括以太幣轉(zhuǎn)賬。合約由用戶編寫,，一旦發(fā)布后,，就不再受單獨(dú)用戶控制，而是永久儲存在以太坊區(qū)塊鏈中,。合約中包含合約的內(nèi)容以及合約賬戶余額,。合約只對接收到的消息作出反應(yīng)，正如上面例子中,，合約一旦收到賭期內(nèi)北京是否下雨的結(jié)果后便自動執(zhí)行,，將結(jié)果發(fā)送給相應(yīng)的外部賬戶，完成轉(zhuǎn)賬,。

　　以太坊上的所有應(yīng)用程序的運(yùn)行都是由這兩種賬戶驅(qū)使的,，外部賬戶可以向合約發(fā)送消息，以觸發(fā)合約執(zhí)行,；也可以向其他外部賬戶發(fā)送消息,，這時候只能完成轉(zhuǎn)賬（以太幣）操作。對于合約來說,，并不受人控制,，也不能自我執(zhí)行。合約的執(zhí)行依靠接收到的消息觸發(fā),，其執(zhí)行結(jié)果有兩個方向,，一個通向外部賬戶，如果是外部賬戶的話,，便執(zhí)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)賬操作（如我們上面的例子中將智能合約中的20元轉(zhuǎn)到贏家賬戶）另一個方向是通向另一個智能合約,，其方式是通過可以產(chǎn)生一個新的消息，然后觸發(fā)下一個智能合約,。

　　具體來說,，合約的作用可以分為四個：

表示狀態(tài)：例如可以用于表示某個外部賬戶是特定應(yīng)用程序的會員,；

待執(zhí)行：如上面的賭約中的例子，等待北京是否下雨的結(jié)果,，然后執(zhí)行,；

待解決：例如發(fā)布數(shù)學(xué)問題，將問題解決的用戶能獲得獎勵,；

軟件庫：提供各種功能,，可以被提取調(diào)用。

　?。ㄈ┕沧R機(jī)制

　　在我們假設(shè)的村落的例子中,，我們說每隔一段時間產(chǎn)生的交易信息都會通過廣播傳到每一個村民耳中，然后村民再記錄到自己賬本中,。但是事實(shí)上在區(qū)塊鏈中并不是這么簡單,。在區(qū)塊鏈中，一個節(jié)點(diǎn)接收到一筆交易信息后,，這個節(jié)點(diǎn)會將這個交易信息廣播給其他節(jié)點(diǎn),。但是區(qū)塊鏈中的節(jié)點(diǎn)可能分布于全世界的任意一個角落，這就要考慮到節(jié)點(diǎn)之間的通訊問題,，某些節(jié)點(diǎn)可能由于網(wǎng)絡(luò)延遲等因素,，沒有收到某些交易信息，那么就會導(dǎo)致不同節(jié)點(diǎn)在同樣一段時間內(nèi)計劃打包記錄到區(qū)塊鏈中的交易信息是不一樣的,。那這種情況出現(xiàn)的時候,，以哪一個節(jié)點(diǎn)的記錄為準(zhǔn)呢？

　　這就自然衍生出一個記賬權(quán)的問題,。在傳統(tǒng)的情況下,，存在一個權(quán)力中心點(diǎn)，所有的節(jié)點(diǎn)都聽從中心點(diǎn)的指揮,。但是我們說過,，區(qū)塊鏈最大的特點(diǎn)之一就是去中心化，也就是各個節(jié)點(diǎn)都有發(fā)言權(quán),，不存在權(quán)力中心,。這時候就需要一種“絕對公平”的機(jī)制來產(chǎn)生一個記賬員，所有的節(jié)點(diǎn)都在每一輪都以記賬員記錄的交易信息為標(biāo)準(zhǔn),。

　　而解決這個記賬員問題的辦法有很多,，以太坊采用的方式和比特幣是一致的，都是工作量證明（Proof of work）機(jī)制,。工作量證明機(jī)制指各個節(jié)點(diǎn)通過自己為解決這個問題“付出了多少努力”來決定誰是記賬員,。用簡單的話說，在每一輪中,，存在著一個沒有任何人知道的數(shù)字,，各個節(jié)點(diǎn)需要“猜”出這個數(shù)字是多少，第一個猜出這個數(shù)字的人,，就獲得本輪記賬的權(quán)力,。每一輪的數(shù)字都是不一樣的，沒有人能夠提前知道這個數(shù)字是多少,，并且猜出這個這個數(shù)字的難度非常大,。各個節(jié)點(diǎn)解出這個數(shù)字是多少的辦法除了一個一個去嘗試之外，沒有任何捷徑,。這樣的機(jī)制對于每個節(jié)點(diǎn)來說就是“絕對公平”的,。而作為花費(fèi)努力的回報，每一輪的記賬員都能夠獲得一定數(shù)量的代幣獎勵,。值得注意的一點(diǎn)是,，這樣的說法是為了讀者理解這種機(jī)制，事實(shí)上的機(jī)制設(shè)計到密碼學(xué)的知識,，這里就暫時不展開了,。

　　這里我們還要注意幾點(diǎn)。

　　第一,，我們上面說到需要得到共識是因為節(jié)點(diǎn)之間存在網(wǎng)絡(luò)延遲,，導(dǎo)致每個人在一段時間內(nèi)獲得的交易信息不同。事實(shí)上更重要的是,，我們需要考慮到“壞人”的存在,，比如在村落的例子中，由于假設(shè)不存在貨幣,，一個村民可能“信口開河”,。在公共賬本（也就是所有村民的共識）中，這個村民只有100元,，但是他／她可能對不同的村民說自己有100元,，然后在一個村民那里定了100元的食物，同時又在另一個村民那里定了100元的衣服,。這時候看到不同交易的村民就可能在自己的賬本中記錄不同的交易,。這個問題就是“雙花（Double spending）”。通過這個記賬權(quán)爭奪,，我們能夠保證一筆錢最終被所有村民承認(rèn)的交易活動只有一種,。

　　第二，這樣在一個分布式的網(wǎng)絡(luò)中,，在可能存在“壞人”存在的情況下,，各個節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識的問題被稱為“拜占庭將軍問題（Byzantine general problem）”。而在這種不可靠的系統(tǒng)中達(dá)成一個可靠的共識的機(jī)制／算法就被稱為“拜占庭容錯（Byzantine faulty tolerant）”,。

　　第三,，上問提到的“絕對公平”是有引號的,，這是因為不同節(jié)點(diǎn)用于猜測每一輪的隨機(jī)數(shù)的設(shè)備不同，使得擁有設(shè)備最好的節(jié)點(diǎn)獲得記賬權(quán)的機(jī)會也就越大,，如果當(dāng)絕大部分的機(jī)會都被一個節(jié)點(diǎn)占據(jù)了,，那這個去中心化也就沒有那么 “去中心化”了。

　　第四,，關(guān)于解決記賬權(quán)問題的共識機(jī)制有很多,，一般分為三類：除了比特幣和以太坊中的工作量證明，還有權(quán)益證明（Proof of stake）以及代理權(quán)益證明（Delegate proof of stake）,。關(guān)于這部分內(nèi)容,，我們以后再詳細(xì)介紹。

　?。ㄋ模┙灰踪M(fèi)用

　　在共識機(jī)制中我們說到,，作為爭奪記賬權(quán)而耗費(fèi)的努力的補(bǔ)償，每一輪的記賬員都能夠獲得一定數(shù)量的代幣獎勵,。那節(jié)點(diǎn)獲得的代幣獎勵有什么用處呢,？如果這個虛擬的代幣獎勵沒有實(shí)際的效用，節(jié)點(diǎn)便不會為了代幣去努力爭奪記賬權(quán)而維持每一輪的交易信息共識,。

　　在賬戶中,，我們提到了以太坊中合約實(shí)際上也是一種賬戶類型。用戶編寫好智能合約后,，將其發(fā)布到區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中,，由共識機(jī)制來將這個智能合約放入到區(qū)塊鏈中。但是當(dāng)這個智能合約在實(shí)際執(zhí)行的時候,，需要耗費(fèi)一定數(shù)量的燃料,。也就是說智能合約的執(zhí)行并不是免費(fèi)的，如果是轉(zhuǎn)賬的合約,，那么用戶需要為這個轉(zhuǎn)賬付出一定數(shù)量的手續(xù)費(fèi),。當(dāng)智能合約跨越了轉(zhuǎn)賬的范疇，比如某一個開發(fā)者通過編寫智能合約,，開發(fā)了一個應(yīng)用程序為用戶提供服務(wù),。那么這個應(yīng)用程序在以太坊網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的時候需要支付燃料費(fèi)。

　　而這個燃料費(fèi)與節(jié)點(diǎn)爭奪記賬權(quán)獲得的獎勵一樣,，都是代幣,。這樣對于代幣的需求便產(chǎn)生了，供給與需求機(jī)制一起便能夠決定代幣的市場價值,。所以,，如果利用以太坊網(wǎng)絡(luò)平臺開發(fā)的應(yīng)用程序越多時，應(yīng)用程序執(zhí)行變會增大對燃料的需求，從而提升代幣的價值,。所以從這個角度來說,，以太坊以及其他的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)平臺都是在試圖建立一個完整的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

　　3

　　總結(jié)

　　通過以上的介紹,，我們知道了比特幣是依托著區(qū)塊鏈技術(shù)建立的一種價值轉(zhuǎn)移系統(tǒng),，在比特幣系統(tǒng)中，各個節(jié)點(diǎn)能夠通過比特幣區(qū)塊鏈完成轉(zhuǎn)賬交易,。而以太坊將這個轉(zhuǎn)賬交易升級為智能合約處理，在包括了轉(zhuǎn)賬交易功能的同時,，還加入了智能合約的成分,，使得以太坊能夠?qū)崿F(xiàn)由智能合約決定的更復(fù)雜的功能。

　　作者：趙偉

　　來源：南湖互聯(lián)網(wǎng)金融評論

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