什么是区块链以及它带我们去哪
您对区块链了解的一切都是错误的。您可以听到比特币和区块链交替使用，除非您精通技术，否则您可能对区块链一无所知 – 这是一项有望改变未来的突破性技术。从火车的发明到计算机的发明，每一项技术都彻底改变了我们的生活。区块链很快就会影响到我们口中所吃的食物，但区块链究竟是什么，我们应该从中得到什么呢？
我们当前系统的问题
想象一下区块链作为冰淇淋店的基础。Dylan拥有五个比特币*他和他的朋友Trisha进入了一家冰淇淋店，他有六个比特币。Dylan从Trisha购买了他的冰淇淋，花了一个比特币，现在Trisha有七个比特币而Dylan有四个。冰淇淋店里的每个人都会收到通知，并更新他们的交易日志，迪伦为他的冰淇淋支付了一个比特币，而不是交出信用卡转账。
区块链使用分类帐系统来跟踪人与人之间的交易。分类帐系统不是一个新概念; 它可以追溯到美索不达米亚的古代，商人记录了收到和交易的货物数量。区块链使用分布式分类帐系统，这意味着每个人都有彼此之间发生的事务或数据日志的共享副本。它也是数字化的，这意味着任何有互联网的人都可以访问像Wikipedia.com这样的网站上的区块链。此外，一旦交易发生，区块链就会自动更新。例如，冰淇淋店中的每个人都会更新他们在Dylan和Trisha之间进行交易的个人分类帐。
将此分布式分类帐系统与当前系统进行比较。我们所做的任何事情都需要来自中央机构（如政府，银行或公司）的身份验证。例如，如果您想前往香港，您需要出示护照，或者如果您想要提取100美元，您需要借记卡，或者如果您想要食物，您可以去当地的杂货店（除非您想要在中西部的某个地方种植农场。我们已经变得如此依赖我们的中央机构，现在我们容易受到欺诈和操纵。
银行收取如此多的费用，例如超额提款费。政府更新护照几乎是不可能的，需要更新护照和几周才能获得批准。星巴克格兰德卡布奇诺咖啡的价格为31美分，但他们的咖啡价格为3.65美元 – 这是500％的利润。我们甚至没有意识到我们被骗了多少。
中心化机构使用中心化分类账系统。例如，银行在冰淇淋店处理Dylan和Trisha之间的交易。我们委托中央机构来处理我们的日常互动，但如果我们不再需要这样做呢？
区块链最重要的特征是它是去中心化的，这意味着任何机构都无法完全控制您的资金，数据或资产; 相反，我们控制着自己的财物。区块链移除了中间人，因此使用分布式分类帐系统在每个人之间传递记录。一个好处是它可以建立网络中所有数据的透明度，以确保您的资金（和数据）不被任何中心化机构篡改。
这项突破性技术的倡导者谴责中心化机构，因为它意味着集权。此外，他们认为像区块链这样的技术将消除中心化机构使用的操纵，并通过直接获取他们的资金而无需银行来为人们提供更多权力。银行也面临着数据泄露的高风险，因为他们几乎可以访问世界各地的每个人。2014年，摩根大通（JP Morgan Chase）这家庞大的银行报告称，7600万户家庭受到数据泄露的影响，700万家小企业受到影响。
区块链如何运作
现在我们知道区块链使用分布式分类帐系统，它是如何运作的？从本质上讲，区块链类似于Google Docs，网络中的用户（类似于LinkedIn网络）可以编辑和验证所做的更改（如果他们被授予访问权限）。区块链在点对点（P2P）系统上运行，这意味着每个人都可以访问区块链 – 类似于任何人都可以在线访问和编辑维基百科页面的方式。由于任何人都可以访问它，因此必须有办法防止它被破坏。区块链通过使其基于共识来解决这个问题，因此如果一个人试图编辑交易，网络中的每个人都必须批准更改。Google Docs和区块链之间的主要相似之处在于它们都有多个读者和作者，但只有一个文档，一个区块链和一个单一的真实。
将我们当前的银行系统与老式的Microsoft Word协作进行比较 – 人们会通过电子邮件发送文档，一次只有一个人编辑文档。您能够看到的文档的唯一版本是他或她发送给您的文档，但如果该人在您不知情的情况下进行了更多编辑，该怎么办？像银行这样的中心化机构能够在您不知情的情况下控制，访问和编辑您的信息。然而，区块链在整个网络中提供透明度，因此没有人容易被骗（即没有额外费用）。
区块链的要素
每个块都有三个元素：数据，散列和前一个块的散列。所包含的数据对于每种类型的区块链都是不同的。例如，比特币区块链中的数据包含有关发送方，接收方和交易所金额的信息。每个块还有一个哈希，这是一组对每个块都是唯一的数字。您可以将散列视为指纹 – 每个指纹对每个人都是唯一的。哈希很重要，因为如果你改变了块内的内容，它就不再是同一个块而变得无效。同样，如果您更改指纹，则不再将您识别为同一个人。区块链的第三个元素是前一个区块的哈希 – 这将每个区块链接在一起，这就是区块链被认为是如此安全的原因。改变一个街区，
但是区块链如何免于腐败？区块链有一个称为工作量证明的协议或功能，用于确认事务并向链中添加块。不可能信任网络中的每个人，因此必须有一种方法来阻止人们创建只能使自己受益的块。这就是它的工作原理：矿工 – 解决复杂数学方程式的人 – 都试图解决难题以确认交易，没有人知道谁将是第一个解决难题的人。首先正确解决这个难题的人会得到奖励（在比特币的情况下获得经济补偿），但网络中的所有矿工必须普遍批准将该块的交易添加到链中。
为什么区块链很重要：安全性
这就是区块链如此安全的原因：双方同意和分配。网络中的所有矿工都必须批准交易是正确的，使其基于共识。网络中的所有矿工也可以直接访问该块，因此任何人都可以检测到交易是否是欺诈性的，从而使其成为分布式分类帐系统。创造每个街区都是耗能的，需要额外的时间和电力。例如，解决比特币中的每个问题需要：大量的处理能力，困难的数学水平，以及创建一个块大约10分钟。
黑客不鼓励创建多个欺诈性区块，因为他们投入的努力量并不能弥补他们收到的回报 – 在这种情况下，奖励是比特币。黑客特别不鼓励破坏块，因为分布式网络中的其他矿工必须批准每个事务才能添加块。这意味着黑客只有很小的机会成功创建欺诈性阻止，因为网络中的所有用户都必须批准该事务才能将其添加到链中。此外，黑客为开发欺诈性区块所花费的时间和精力也没有超过收钱的好处，特别是因为欺诈性街区获得批准的可能性很小。在过去10年中，由于这些原因，区块链一直被认为是不可动摇的。
目前，我们正处于安全漏洞普遍存在的时期，因此区块链如何在未来阻止此问题？分布式技术可以使区块链保持对黑客的安全和弹性。当互联网首次创建时，它的目的是存储和移动信息，因此我们建立了充满大量个人数据集的孤岛 – 就像仓库一样。大约30年后，我们仍在使用筒仓，但现在几乎每个人都使用互联网，数据迅速增加，没有系统的存储过程。
我们目前将数据保存到孤岛中的系统带来了许多安全威胁，数据泄露与权力的游戏角色死亡一样普遍。数据孤岛已经显示出许多问题，即2018年在Google+上暴露的5250万用户数据中最著名的安全漏洞。数据已成为新的石油，拥有数据的人拥有权力; 现在，黑客被激励窃取个人数据。
区块链不仅提供存储解决方案，还提供数据保护。区块链不是将数据保存在孤岛中，而是将数据分成更小的部分，因此黑客无法访问。如果黑客试图破坏数据，他或她将不得不打破每个单独的块。将区块链视为房屋的街道。每10分钟建一座新房子，黑客必须闯入街道上的所有独立房屋。
使用区块链，黑客不会闯入一个房子，他们必须闯入整个社区。
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区块链的类型
既然您知道区块链可以做什么，那么我们如何确保这些区块中的数据对于那些不想分发用户数据的公司是安全的？出现了不同形式的区块链，特别是公共和私人区块链。
公共区块链对网络中的每个人开放，因此任何人都可以阅读，编写和参与。当大多数人提到区块链时，这是他们正在讨论的问题。相反，私有区块链只允许访问某些人。如果获得许可，则允许此网络中的参赛者读取，编写和编辑区块链。私有网络中的区块链仍然使用分布式分类帐系统，但主要区别在于它不是去中心化的。它最大的弱点是它不再透明和去中心化，使得公共区块链比私有更安全，因为当更多成员参与时，它就越难以穿透。在讨论商业实施时，例如Facebook的用户数据，这些不同类型的区块链将会发挥作用。
公共和私人区块链都使用称为智能合约的协议。智能合约是计算机编码的合约，它们根据网络中每个人同意的一套规则和原则行事，而不需要中间人。将智能合约视为自动售货机，具有一系列规则和条件。如果Dylan为可口可乐支付3美元进入自动售货机，那么他的Coco-Cola将会问世。如果Dylan没有将3美元放入自动售货机，那么苏打水就不会出来。最后，如果Dylan将3美元放入自动售货机并且他的Coco-Cola仍未出现，那么它就会被打破。
同样，智能合约类似于自动售货机 – 智能合约依赖于一系列规则，如果一方履行协议终止，智能合约将介入并处理双方之间的交易。如果某人没有履行他们的协议终止，那么智能合约将不会介入。这可以防止人们被操纵。如果Trisha同意从Dylan获得1比特币的5英里赔偿金，那么智能合约将完成交易。
网络中的每个人都同意一套规则和条件; 一旦各方履行了协议的终止，智能合约就会介入并处理双方之间的交易。智能合约将提高企业效率并消除交易对手风险（1，交易对手风险是什么？）。它们将改变我们处理业务的方式，特别是医疗行业，我将在本文后面讨论。
区块链的问题
如果区块链技术那么好，我们还在等什么呢？区块链的主要问题是可扩展性。在区块链的情况下，可伸缩性是增加处理大量事务集的能力的过程，而不会破坏事务速度。目前，比特币每秒只能处理4.6笔交易; 另一方面，Visa每秒可处理1,736笔交易（Li，2018）。这就像走路与驾驶 – 如果你愿意，你可以走路，但你宁愿开车。区块链交易率低迷的一些原因是：工作量证明，每块存储大小以及数学问题的复杂性。但是，更改这些参数是不够的。
人们喜欢听到区块链是如何应用的，比特币是最发达的形式; 因此，我将讨论比特币引起的问题。正如我之前提到的，工作量证明需要十分钟才能授权网络中的人进行交易。区块链之前安全性的一个重要原因是因为黑客入侵是耗时且耗能的; 改变工作量证明的延迟时间不是一种选择，因为数据的安全性将面临风险。另一个变量是存储大小;区块链目前的上限为每块1 MB，这意味着它可以容纳6到10张合理质量的图片。比特币区块链必须从378％（从1 MB增加到377.5 MB） – 这不太可能被小行星杀死 – 因为它与Visa一样快。最后一个变量是降低数学问题的难度以确认交易。数学问题的复杂性是防范安全漏洞的最强防护之一，因此降低难度会影响区块链的安全性。
像每一项伟大的技术一样，它首先会出现需要修复的漏洞和漏洞。比特币使用SegWit更新其协议以修复其可扩展性问题。SegWit或Segregated Witness承诺提高交易延展性并增加块大小。无需考虑SegWit的技术性，此更新已承诺加快事务速度，并将块大小增加到4 MB。
SegWit只是比特币改进其技术的少数几个更新之一，我很高兴看到区块链，而不仅仅是比特币，将随着时间的推移而改善。
区块链的应用
区块链是第一种无需资本化的技术。其他新兴技术，如人工智能（AI），仅用于营销目的，以更好地了解用户行为，而不是解决全球变暖等世界问题。区块链承诺通过提供透明的世界来重新定义信任。一旦您意识到区块链的功能超出其财务方面，您就会意识到如何在供应链，医疗保健和身份管理等其他行业中实施此技术。
我们所看到的区块链的最大应用是金融行业，特别是加密货币。最知名的加密货币是比特币 – 一种去中心化的电子现金形式。比特币占据公共区块链，因此网络中的每个人都可以验证或拒绝交易。比特币是低成本和即时的，因此从美国到俄罗斯的汇款只需要一个小时。根据CoinSutra的Sudhir Khatwani的说法，将此与我们目前的银行系统进行比较，交易完成需要7-8天。
供应链管理是产品的生命周期，从用于创建产品的材料到您家门口的货物。例如，如果我要向您发送MacBook，您可能想知道我发送给您的MacBook与您在家门口收到的MacBook相同。由于MacBook的不同部分是在不同的国家制造的，因此供应链管理变得极为复杂。由于制作单一产品缺乏透明度，客户很难了解某些东西的价值。区块链可以解决这个问题。它还可以提高供应链的效率，从制造到交付再到付款。
例如，沃尔玛已采取措施实施区块链技术。供应链区块链不仅有助于食品的可追溯性，还有食品出生的疾病，如大肠杆菌。它也加快了这个过程，从7天到2.2秒手动追踪食物（Miller，2018）。供应链管理只是少数几个可以从区块链中茁壮成长的行业之一。
健康记录中的安全漏洞也是一种常见现象，其中最大的漏洞是UnityPoint Health通过网络钓鱼攻击发现的140万个患者健康记录。区块链可以解决这个问题。由于区块链是不可变的，因此可以绝对证明所添加的数据不会被任何不值得信任的人破坏或改变。
区块链还可以帮助打击假冒伪劣或非法毒品。Blockpharma是一家法国初创公司，使用区块链来打击假药，该公司称，有80万人因假药而死亡。区块链将有助于药物可追溯性（供应链管理），还可以检测实验室是否生产过药物以及是否向公众发布。
区块链的另一个新兴应用是数字身份管理。可以这样想：如果你必须向某人展示你的身份，你会向他们出示你的驾驶执照或护照，但如果你是难民怎么办？据挪威难民委员会称，由于流离失所，70％的叙利亚难民没有得到适当的身份证明。
我们目前的身份管理系统的问题在于它依赖于政府等中心化机构。如果美国处于公开叛乱状态，我们的身份就会受到威胁; 没有有效身份证明，不能投票，拥有财产，开设银行账户，接受政府服务，甚至找不到工作。启用区块链不仅可以防止黑客窃取我们的敏感信息，还可以为我们提供坚不可摧的身份证明。
那么，为什么我们需要区块链呢？加州大学洛杉矶分校安德森管理学院的MBA候选人兼区块链加州大学洛杉矶分校的创始成员亚当斯帕说：“没有人需要区块链。我们生活在一个正式和受到严格规定信任的体系中，因此很难想象没有这些机构的生活。但想象一下，对于生活在腐败机构的第三世界国家的人们来说，区块链会产生多大影响。区块链为欠发达国家的人们提供了控制自己的资金，数据和身份的希望。发达国家的人们不善于理解欠发达国家的生活。“
结论
在互联网发展初期，亚马逊首席执行官兼创始人杰夫贝索斯希望通过在线销售书籍在全世界分享知识。当时很多人都批评他过于野心勃勃的产品亚马逊（Amazon.com），因为对于有人使用它似乎太复杂了。最重要的是，杰夫贝索斯面临着可扩展性问题，他说，“规模对我们很重要，我们将追求这种规模”，在1999年的CNBC采访中。大约20年后，9500万人拥有美国亚马逊的主要会员资格（代顿，大商业）。
这向我们展示的是，一旦可扩展性和安全性问题得到解决，人们就会开始接受它。区块链现在需要大量成熟，但我相信一旦这些问题得到解决，人们就会开始采用它。区块链将改变我们的数据管理系统，使其更加安全和透明。它给那些在欠发达国家需要它的人带来了希望，相互信任，每个人都有自主权。阅读有关区块链的文献是第一步，因为当人们不了解技术时，他们会担心。区块链肯定会改变我们与人们互动的方式，因为它是为了共同利益而建立的。
原文：https://medium.com/@mraghani98/what-is-blockchain-and-where-is-it-taking-us-b7e9b790be9b