第三节 区块链技术3.0版

人们常说区块链技术正在进入3.0版时代，人们对区块链技术3.0版有各种理解。什么才是真正的区块链技术3.0版？我们首先简要回顾一下区块链技术从1.0版、2.0版到现在3.0版的发展历程。

✍区块链技术1.0版的核心：数字货币

分布式账本技术（Distributed Ledger Technology, DLT）的出现诞生了第一个“杀手级”应用数字货币。数字货币实现了基于区块链技术或DLT进行类金融的交易，也就是说，数字货币的流通在现实世界中是可行的。比特币是其中的重要代表，它被当作数字货币来使用，实现了真正意义上的数字财富的确权和流动。

比特币在真正意义上实现了数字货币的功能，即利用区块链技术进行架构，在底层区块链技术上运行的协议来确权交易，实现了数字货币的匿名和财产保护。

比特币的开创意义体现在区块链技术、协议和货币三个层面。比特币可以拓展出其他区块链技术平台或支持其他数字货币在比特币区块链上运行。例如，LTC（其项目代币俗称莱特币）运行在LTC协议上，该协议在LTC区块链上运行。单独的区块链意味着数字货币有自己的分散分类账，这与比特币区块链分类账的结构和格式相同。

比特币在不少国家已经被视为一种“财产”。在有些国家，比特币被视为一种有价商品或数字现金，用它甚至能购买真实世界的商品，国外很多商家都支持用比特币购买商品。比特币已经形成了一条真正的产业链，包括软件开发商、“矿工”、交易所、商家处理服务、网络“钱包”公司和消费者。

比特币在其最基本的层面上实现了计算机科学的核心突破，并将计算机科学、经济学和密码学有机地结合在一起。比特币解决了长期存在的数字现金问题：财产保护及双重花费（简称双花）问题。在区块链技术密码学出现之前，数字现金与任何其他数字资产一样是无限可复制的，并且无法确认某批数字现金的数量与安全性。在比特币出现之前，必须有一个值得信赖的第三方（通常为银行）在交易中保留分类账，确认每部分数字现金只被花了一次。解决“拜占庭将军问题”，意味着要解决相互之间的不信任问题，但需要有某种协调的沟通机制。区块链技术通过将比特流点对点文件共享技术与公钥加密相结合来解决双花问题，从而形成一种新型数字货币。数字货币所有权记录在公共分类账中，并由加密协议和采矿社区确认。在用户不需要信任交易中的另一方或中介的情况下，区块链技术是无需信任的，但确实需要信任系统，即区块链技术协议软件系统。区块链中的“块”是按顺序发布到分类账的事务组的，即添加到“链”。区块链分类账可以使用区块链浏览器、Internet站点等进行公开检查。

比特币的数字货币属性和交易性能只是区块链技术的第一个应用场景。人们通过对比特币架构的理解，对交易性能和基于区块链技术的应用展开了无数的联想，因此，区块链技术进入了2.0版时代。

✍区块链技术2.0版的核心：智能合约

区块链技术2.0版的核心理念是把区块链技术作为一个可编程的分布式信用基础设施，以智能合约的形式支撑应用，这与用比特币区块链作为一个虚拟货币支撑平台有区别。我们可以通俗地理解为在区块链技术2.0版，区块链除了有基础的数字货币功能，开发者在其基础上可以开发出更多应用场景。人们通过增加区块链上的扩展性功能，把区块链技术应用范围扩展到可以支撑一个去中心化的市场，交易内容可以支撑更多的设想，不同的产业之间能够互联互通。

区块链技术2.0版提供了一套新的协议支撑新型的去中心化应用（Decentralized Application, DApp）。例如，区块链技术1.0版就相当于 TCP/IP 协议，而区块链技术2.0版就相当于HTTP、SMTP和FTP等高级协议。其中，最具代表性的是以太坊。以太坊的设计是以比特币的架构为基础的。

比特币没有账户的概念，每个用户拥有的比特币都是从他们在区块链上的 UTXO（比特币在交易过程中的数据结构）计算出来的。以太坊则有两种类型的账户：一种是外部所有账户（External Owned Accounts, EOA），另一种是合约（Contract）账户。

以太坊将区块链作为一个去中心化平台，供自己和外部的应用使用。EOA 的状态就是余额，而合约账户的状态可以是余额、代码执行情况及合约的存储。以太坊网络的状态就是所有账户的状态，该状态由每个区块的交易来更新，同时需要在全网形成共识。用户和以太坊区块链的交互需要通过账户的交易来实现。

每个以太坊的EOA由一对密钥定义，一个是私钥（Private Key），一个是公钥（Public Key）。区块链的EOA由EOA的地址做索引，取公钥的后20位数字作为地址，这和比特币的地址不一样。每对公私钥被编码后存放在一个密钥文件（Keyfile）中。密钥文件采用JSON（Java Script Object Notation）格式，可以用文本编辑器打开。密钥文件的私钥都是用在建立账户时输入的口令来加密的。密钥文件存放在以太坊节点的数据目录中的 Keystore 子目录中。密钥文件需要经常备份，否则如果丢失密钥文件，账户里的以太坊也就无法找回了。合约账户可以执行图灵完备的计算任务，也可以在合约账户之间传递消息并将合约编译成以太坊虚拟机字节码（Ethereum Virtual Machine Bytecode），记录在区块链上。

以太坊采用一个与比特币不同的算法，GHOST（幽灵）来构建区块链。GHOST的全称是Greedy Heaviest Observed Subtree。严格来说，以太坊的区块链不是一个单纯的链条，而像一棵树的形状。在比特币系统中，“矿工”按一定的优先级把未确认的交易“打包”到新发现的区块上，交易的优先级按交易额和链龄（指UTXO存在的时间）来确定。交易额越高、链龄越大，优先级就越高。交易费用是用户的输入值和输出值之差。如果输入值和输出值之差为零，那么随着交易发生的时间越来越长，交易的优先级会越来越高。一般来说，付给“矿工”零交易费用的交易都有机会被“矿工”“打包”到区块链上。当然，个别“矿工”可以有自己的规则，可以拒绝零交易费用的交易。在以太坊平台，不提供“燃料”的交易不会被执行，也不会被“打包”到区块链上。

以太坊的交易费用按以下公式计算：

总费用=所消耗“燃料”量ד燃料”价格

其中，所消耗“燃料”量是指执行该交易所消耗的“燃料”,“燃料”价格由用户和“矿工”决定。一般来说，用户在创建一个交易的时候可以提出“燃料”价格。

以太坊作为供大众使用的通用区块链技术平台，提供了较比特币而言更强大的计算能力。以太坊与比特币的不同之处是以太坊选择了图灵完备的计算环境——以太坊虚拟机。这就意味着人们在以太坊虚拟机上可以做所有计算，包括无限循环计算。以太坊虚拟机指令包括一个跳转指令（Jump），可让程序跳回之前的程序代码，也可以像条件判断语句那样做条件跳转，当满足一定条件时将程序跳转到另一个“地方”执行。另外，一个合约可以调用其他合约，这提供了潜在的递归调用功能。

以太坊网络的每个节点都运行以太坊虚拟机并执行合约代码，因此以太坊就像一个并行运行的全球计算机平台，所有的节点可以同时进行账户的状态转换，并形成网络层面对所有账户状态的共识。虽然效率不够高，但可以支撑非常多的应用。

✍区块链技术3.0版的核心：应用落地

2018年，市场上充满了区块链技术3.0版的概念，在我看来，没有任何一个项目可以被称为区块链技术3.0版，包括EOS （其项目代币俗称柚子币）、迟迟无法上线的 IPFS 的激励层Filecoin及其他所谓高TPS（Transactions Per Second）的区块链项目。评价一个项目是否为区块链技术3.0版，依据并不是其开发者和 DApp 应用者的多少，也不是高 TPS 处理能力，更不是那些号称可以在未来改变世界和改变人们生活方式的“空气”项目。一个项目是否为区块链技术3.0版只取决于一点，就是这个项目是否真的被众多实体行业或大众所使用。如果人们经常使用区块链技术且体验良好，而不是为了刻意制造数字货币以实现暴富，那才会体现区块链技术的“伟大”。

我们来分析一下大家熟知的区块链技术3.0版项目。EOS项目是一个非常好的并且值得分析的案例，虽然现在这个项目让人感觉是一个噱头。人们希望EOS项目是一个区块链技术平台，人们可以把它“想象”为早期的微软或现在的 IOS 及安卓系统平台，人们可以利用这个平台创造更多有创造性的服务和产品。EOS 项目为了避免比特币系统出现的大量能源消耗和算力集中问题，将中心化与去中心化进行了有效结合，它和以太坊一样不限定总量。任何一项在EOS项目上面的应用都需要消耗相应的RAM（内存）、中央处理器（Central Processing Unit, CPU）及网络带宽。

再看一个典型的案例IPFS（InterPlanetary File System）, IPFS 的 Filecoin 是2017年最受瞩目的明星区块链项目。作为2017年融资额最大的项目，IPFS的Filecoin项目在很短的时间里便筹集了超过2.5亿美元的发展经费。IPFS有点类似于我们经常使用的迅雷下载或 BT系统，每一个用户都可以将自己的文件上传到IPFS网络中，而IPFS网络通过对文件的打碎和加密，将文件的碎片存储到存储“矿工”的计算机里。同理，任何一个人都可以在IPFS网络上搜索需要的文件，通过检索“矿工”和存储“矿工”的服务下载并还原文件。和传统的 BT系统不同的是，通过Filecoin的激励，用户上传到IPFS网络中的文件将会被永远安全且分散地保存，用户也可以非常便利地进行下载。

乍一看，IPFS的Filecoin代币项目非常具有创意，让世界上的任何一个人都可以方便、快速地保存和下载文件，也同样具备了区块链分布式记账、去中心化和加密的特性。但从作为IPFS 激励层的 Filecoin 的设计来看，这样的通证（Token）设计有很多不合理的地方。例如，在硬盘价格和带宽成本越来越低的未来，如何让 Filecoin 的价格低于传统的商业服务的价格？人们愿意付费保存在 IPFS 网络上的文件到底有多少？作为生态维持者的“矿工”们，提供服务后是否能获得足够多的经济利益？

从这个角度去理解，我们可以得到一个结论。区块链技术并不仅仅被运用在溯源、信用及去中心化的应用场景。因为即便没有区块链技术，传统的中心化集群和平台也可以做得足够好。区块链技术的保护隐私、加密和安全性等特性，被应用在物联网大数据交换和人工智能（Artificial Intelligence, AI）领域，至少从目前来看是最好的发展方向。通过区块链技术让企业和用户的数据不被攻击是科学而可行的。

目前，区块链技术已经开始逐渐结合现有的实体行业及商业平台，人们运用其改造生产关系、提高生产力甚至创造新的生产关系和商业格局。

从比特币概念的诞生到以太坊实现了资本“输血”，区块链技术应当进入一条更加符合商业规律甚至伦理道德的发展之路。人，从来都是追求自由、平等的动物，内心对自由的渴望在一定程度上“激励”着区块链技术的发展。因此，区块链技术发展到目前阶段，我们如何更科学地应用这个技术架构，我们是否应该遵循1.0版时代的区块链技术完全去中心化的设计理念，这是很值得探讨的问题。

在充分尊重任何一个国家或政府法律法规的前提下，人们将传统的商业体系和产品进行升级，通过有效的区块记账和优秀的通证设计，将原有的资产盘活，将原有的业务进行改造和升级，从而创造新的经济增长点，创造新的业务形态并为普通大众服务，这才是真正的区块链技术3.0版时代。