让我们继续来解读区块链的方方面面。有一点我始终要强调，就是区块链不是某一个具体的项目、事件、趋势或者特征。它是多方面全方位的，一部分通过协作，一部分独立工作。

在1995年互联网开始商业化后，我们经常把它形容为一种具有多元目标的现象。在我1997年的书《推开数字市场之窗》（Opening Digital Mar-kets）中，我用5种身份来形容互联网，并且认为要发展不同的战略才能充分利用互联网的每种身份。具体来说，互联网可以同时是网络，是开发平台，是交易平台，是媒体，也是市场。（由于通信/社交网络是随后才出现的，当时我们并没有包括这一部分。）

区块链的多重功能性表现得更进一步。它同时展现了如下特征：

1.加密货币。

2.计算的基础设施。

3.交易平台。

4.去中心化的数据库。

5.分布式会计账簿。

6.开发平台。

7.开源软件。

8.金融服务市场。

9.点对点网络。

10.信用服务层。

作为建立对区块链的基本认识的第一步，让我们逐条解读以上角色。

1.电子加密货币

电子货币功能，或许是区块链最显而易见的要素，特别是对公共区块链比如比特币或者以太坊(Ethereum,简称ETH)。加密货币一般能够体现区块链的可行操作和安全性。有时候内生的加密货币也以代币（token）的形式出现。

让许多消费者对加密货币望而却步的，是它本身的波动性。罗伯特·山姆（Robert Sams）2014年在他一篇关于稳定加密货币的论文中，引用了尼克·萨博（Nick Szabo）[9]的话：“比特币的波动性，主要来自投机行为中的巨大差异，而这种差异又根源于对比特币将来的强烈的不确定性。再多的有效流动机制，也无法减少这种不确定性。”随着加密货币越来越多地被人们了解和熟悉，它的前景的不确定性会减弱，其接受程度会逐渐稳定。

当加密货币对那些成功验证了一笔交易的矿工进行补偿的时候，它扮演了一种生产的角色；而当加密货币成为智能合约（比如以太坊的ETH）的运行费或者等价于交易费用（如Ripple的XRP[10]或 者比特币的BTC）时，它又扮演了一种消费的角色。这种经济学上的动机和成本分析，主要是为了防止区块链被滥用。在更复杂的使用情况里，比如在分布式自治 组织(Distributed Autonomous Organizations，简称DOA)中，代币可以被用作内在价值的单位。我们将在第5章和第7章中讨论这个话题。

在区块链的运行机制之外，加密货币就像其他任何一种货币。它可以在交易所交易，可以用来支付商品和服务。在区块链网络中，加密货币非常有效；但是一旦它跨入传统货币（也称“法定货币”）的领域，加密货币往往会带来一定的摩擦。

2.去中心化的计算基础设施

区块链也可以看作是一种软件设计方法。在这种方法下，一定数量的计算机连接在一起，它们对自身信息的释放和记录都遵从同样的程序，并且相关交易都通过密码来验证。

从物理的角度看，联网的计算机服务器才是区块链强大的根源。但是区块链的魔力之一，就在于开发者并不需要设立这些服务器。互联网中，超文本协议(HTTP)请求会被上传到服务器；而在区块链应用中，网络直接向区块链提出请求。

3.交易平台

区块链网络可以验证许多和电子货币或者被电子化的资产相关的交易行为。一旦交易达成共识，交易就被记录在一 个称为“区块”的存储空间里。对这些交易进行记录的区块链，以后就可以成为验证交易是否发生的工具。因此，区块链就成为一个超级交易处理平台，能够处理从 微型交易到巨额交易的一切交易行为。

如果要把区块链和其他交易处理网络做比较，那么首先想到的就是处理吞吐率，用每秒交易数量 (Transactions Per Second，简称TPS)来衡量。作为参考，2015年维萨（VISA）的VisaNet系统平均吞吐率为2 000 TPS，峰值吞吐率为4 000 TPS，最大吞吐能力为56 000 TPS。2015年，贝宝（PayPal）一共处理了490万笔支付交易，平均吞吐率相当于155 TPS。[11]比 特币区块链在2016年的数字远远低于以上数据，大约在5~7 TPS之间。但是随着侧链技术的发展以及比特币区块大小的增长，比特币区块链的这个数据很有可能会超越。此外，其他区块链相对于比特币更快。比如，以太坊 2015年的TPS只有10，2017年预计会达到50~100 TPS，2019年的目标更是50 000~100 000 TPS[12]。 私有区块链由于对安全性的要求更小，所以处理速度更快，2016年已经达到1 000~10 000 TPS，2017年预计上升到2 000~15 000 TPS，2019年后，也许可以突破无限的上限。最后，通过把区块链的结果连接到集群的服务器上，能够把交易吞吐率上限推得更高，这无疑是一个积极的发 展。

4.去中心化的数据库

区块链粉碎了传统的数据库/交易处理的模式。2014年的时候，我就断言区块链是新的数据库，并警告程序员们做好重写一切程序的准备。

一个区块链就像一个空间，在这个空间里，你利用线性容器空间（区块）来半公开地存储数据。任何人都可以验证你是否存储了某个信息，因为容器上有你的签名，但是只有你自己（或者你的程序）能够知道容器里到底是什么信息，因为只有你才安全拥有数据所对应的私钥。

因此除了部分信息——区块头部——是公开的以外，区块链很像数据库。虽然不得不承认，区块链不是一种很有效的数据库，但没关系。区块链不是为了取代大型数据库。更确切地说，那是软件开发者的工作，他们需要更好地重写程序，以充分利用区块链的状态迁移能力。

5.共享的分布式会计账簿

区块链也可以看作是公开的、分布式的、盖时间戳的资产账簿。这本账簿记录网络中发生的每一笔交易，允许用户通过计算机来验证每一笔交易的真实性，从而杜绝双重支付。账簿可以多方共享，也可以设置为私有、公共或者半公开。

尽管交易的分布式账簿是描述区块链最通俗的说法，有人甚至把它看作是区块链的核心应用，但是这只是区块链的特征之一。

6.软件开发平台

对软件开发者来说，区块链最初，也始终是一组软件技术。没错，区块链有着内生的政治和社会含义（去中心化），但是对开发者而言，最大的吸引力就是软件技术上的创新。新的开发工具足以让软件工程师们兴奋不已。区块链促生了一种新的软件应用，它们是去中心化和加密安全的。

同样，区块链有着不同的应用程序编程接口（API），包括交易脚本语言、P2P节点通信API，以及用于网络检查交易的用户API。我将在本书第6章更加详尽地介绍软件开发这个方面。

7.开源软件

许多稳健的区块链都是开源的。这不仅意味着，软件的源程序对公众是开放的，更意味着，在核心软件的基础上，可以通过协作的方式进一步创新。

以开源的核心比特币协议为例。从最初的发明者中本聪之后，一个叫作“核心开发者”的团体一直在维护它，并且持续地对它加以改进和强化。除此之外，利用比特币协议的稳健性，成千上万的独立开发者也参与贡献了为数众多的辅助产品、服务以及应用。

区块链软件的开源性，是区块链的重要特征。区块链的核心越开放，围绕着它的生态系统就会越强壮。

8.金融服务市场

货币始终处于基于加密货币的区块链的核心。一旦加密货币被视为和其他货币一样对待，那么它就是金融工具的一部分，从而创造出一系列新的金融产品。

区块链为下一代金融服务提供了一个不可思议的创新环境。只要加密货币的波动性能够降低，它就会更加大众化。金融衍生产品、期权、互换、合成金融工具、投资、贷款，以及许多传统的金融工具，都将会有相应的加密货币版本，从而创造一个新的金融服务和交易市场。

9.点对点网络

区块链里没有“中心”的概念。结构上，点对点网络处于区块链的最底层。通过节点位置的终端进程处理，一条区块链推进了去中心化。网络就是计算机。你可以在点对点的水平上验证每一条交易。本质上，区块链可以看作是实现了真正去中心化的薄云计算。

无论用户身处何时何地，他们都可以即刻与其他用户连接和交易。无论是两个或多个用户之间，还是在交易行为涉及的节点之间，都不需要任何中介，对交易进行过滤、阻挡或者延迟。网络中的任意一个节点，都可以根据它们对网络中其他地方交易情况的掌握来提供服务。

除了建立一个技术上的P2P网络，区块链还建立了用户间的市场。借助于区块链网络和应用，用户可以建立不同规模和活力的（分布式）经济。因此，可以说区块链带来了一个经济模型，这也是本书后面章节所要扩展的一个重要特征。

10.信用服务层

所有的区块链，通常都把信用作为服务的最基础目标。本质上，信用是区块链的功能和提供的服务。但是信用并不仅仅局限于交易，它可以扩展到数据、服务、处理、识别、商业逻辑、合同条款或者任何实体上。它能够应用于几乎所有能够被数字化为（智能）资产并且内含价值的东西。

现在，设想一下以上10种区块链强有力的特征，能够混搭出多少种可能的创新。这种组合，可以让你惊叹区块链不可思议的能力。

状态迁移和状态机——它们是什么？

区块链并不是适用于任何东西，也不是所有东西都能纳入区块链的范式中。区块链是一种所谓的“状态机”，这也是我们需要理解的一个概念。

用技术术语来说，状态是指在某一个特定的时间点所保存的信息。状态机就是记录在某一指定时刻，事物所处状态 的计算机或者设备。给定某些输入，状态可能会改变，状态机会对这些实现了的改变提供相应的输出。对状态迁移的密切关注是非常重要的，而且这也是区块链擅长 做到的，并且区块链的输出结果是不可改变的。形成鲜明对照的是，数据库的记录由于是可以反复多次重写的，因此是可变的。不是所有的数据库都有审计跟踪，即 使有，由于没有防篡改机制，审计跟踪也是可以被销毁或者遗失的。在区块链中，状态迁移记录是关于状态的信息的永久部分。在以太坊区块链中，有一个明确的状 态树来代表每个地址的账户余额，而交易列表则代表了每个区块中当前区块和之前区块的交易。

为了实现可以容错的分布式系统，状态树是一个非常好的选择。

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