看得懂的区块链及智能合约概念

金融领域和计算机领域的专业术语越来越多，大量的缩写、简称让人读的云里雾里，用于专业交流也就算了，如果想要普及，让更多的人感受到金融、计算机对人们生活的影响，使用大量专业术语的做法，不是故意为之，就是又蠢又坏。



故意为之的原因有很多，抬高行业门槛，或者让自己显得非常专业；别人这么说所以我也这么说则属于蠢，深究起来根本不理解；刻意营造复杂的气氛和语境则属于坏，目的就是要把人绕晕，无脑跟我走就是了。



区块链领域就是这样一个环境，本质上区块链是一种数据结构，比特币、以太坊、智能合约等等是以区块链为基础的业务应用。这样一个涉及计算机、金融等领域的交叉知识，简直就是模糊化、概念化的温床。



厘清概念很有必要，不人云亦云已成为千里行之跬步；而且我认为对于一项新技术新概念而言，上来就钻研它的技术原理、变量，不是一条合适的路，更妥当的方式是适当放过细节，详略得当，先从整体上把握这个技术出现的背景、技术路线、与相似产品的差异，然后再深入到代码、技术细节。



1、区块链

1.1 概念

中心化管理模式是思维惯性。即使是p2p下载，一开始也必须由中心节点告诉你，哪些终端上有你还没有下载到的部分，你应该通过xx地址去找它，只是后来才出现了完全不需要中心节点的DHT解决方案，也就是我们常见的磁力链接。



本质上，区块链是一种实现了数据库功能的链表，数据库用来存储交易数据、用户信息，链表用来查找、记录交易这个动作。



或者这么说，只要能够满足不依赖于某一个或一组的权威、中心，去记录数据、查找数据而实现的网络，都是具备去中心化能力的。

1.2 类比

为了更方便地理解，我们把基于区块链实现的比特币交易，与传统银行转账做类比：



• 不同于银行中心化的运行模式，区块链构成了一个分布式网络，网络中没有权威节点，不依靠权威节点记账、计算余额，只能靠算法和机制来实现：

1. 区块链网络是一种拓扑结构，自然就要设计某种“路由算法”，算出拓扑节点之间相互通信的路径；

2. 当某个分布式系统具有自己的拓扑结构，它本身成为一个“覆盖网络”（“Overlay Network”），通俗地讲就是“网络之上的网络”。对于大部分 DHT 而言，它们是基于互联网之上的“覆盖网络”，它们的数据通讯是依赖下层的互联网来实现的；

3. 分布式系统在设计拓扑结构和路由算法时，只需要考虑节点之间如何通信，而不用考虑其下层网络的属性（比如：协议类型、IP 地址、端口号）。　　



• 一笔成功的传统银行转帐记录如下图所示。其中的核心要素是交易日期、付款人、付款账号、收款人、收款账号、金额。银行后台有一堆这样的记录，加加减减，最终得到你账户中的余额。区块链使用密码学知识生成了每个人的私钥、钱包地址，等同于人、账号，又通过链表，记录了你所有的交易行为，串起来，就可以得到你现在的余额。这样，就基本具备了交易的功能。



• 现代化银行的转账业务，是业务驱动技术发展的结果，脱胎于手工记账、中心汇总，在出现计算机之后逐步实现了电子化、自动化；但区块链不一样：

1. 区块链的概念首次出现在中本聪在比特币白皮书《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》（https://bitcoin.org/bitcoin.pdf ）中，根据激励机制一章的内容：“By convention, the first transaction in a block is a special transaction that starts a new coin owned by the creator of the block.”（翻译：对每个区块的第一笔交易进行特殊化处理，该交易将产生一个由改区块创造者所有的心的电子货币。），也就是说，区块链的产生和货币的产生是密不可分的，技术就是业务，业务就是技术，两者融为一体，不能孤立。

2. 后来区块链技术被应用到更广泛的领域，才出现了区块链2.0智能合约，出现了3.0“区块链+”，出现了公有链、联盟链，区块链的应用范围拓展到游戏、民生等各行各业。



2、智能合约

2.1 概念

很多文章在谈及智能合约的概念的时候，最喜欢这么介绍，仿佛是抄到了一起：

“智能合约”（Smart contract）这个术语至少可以追溯到1995年，是由多产的跨领域法律学者尼克·萨博（Nick Szabo）提出来的。他在发表于自己的网站的几篇文章中提到了智能合约的理念，定义如下：“一个智能合约是一套以数字形式定义的承诺（commitment），包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。



介绍完之后立马让人产生更多疑问，这究竟跟我在淘宝买东西把钱交给支付宝的承诺，有什么不同？



事实上，百度百科第一句话才是最重要的，当然，百科是来自Wikipedia：

智能合约（英语：Smart contract ）是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。



也就是说，支付宝平台那种第三方承诺不属于智能合约，智能合约不要第三方，是在交易双方博弈的、利己背景下也能达成的交易。



从这一点理解，智能合约是随着区块链技术的出现，以及基于区块链技术出现的Dapp（Decentralized Application，去中心化应用），才得以在首次提出后将近20年，依托于Dapp实现。



web时代出现web application，移动互联出现移动App，去中心网络出现Dapp。磁力链接也是一种Dapp，磁力链接是基于Kademlia技术实现的，智能合约也是一种Dapp，智能合约是基于区块链技术实现的。磁力链接用于p2p文件下载，智能合约可以用于金融、游戏以及其他资产交互与登记的应用。

2.2 应用场景

想象一个场景，我们在没有支付宝这种第三方信用平台之下，个体与商家怎么做交易？

（1）当面交易

我跟商家当面交易，一手交钱，一手交货——菜市场买菜就是这种模式。

（2）理想交易

如果做不到当面交易，商家在网上发布一个消息，说他那里有一件商品价值1块钱，我给他转入1块钱，商家就把商品发给我，我确认收货，商家收到1块钱。



（3）交易博弈第一回

听上去不错，但是这里面有问题。如果我转了1块钱，但商家根本没有货，那我只能白白浪费1块钱。在没有担保的情况下，我肯定不会转出这1块钱，这个交易不可能完成。

怎么办？商家说那这样，商家先转进去1块钱表示他有1块钱的商品，并作为担保。然后我再转入1块钱，之后商家发货，我签收，商家得到2块钱。



（4）交易博弈第二回

听上去不错，但是这里面还是有问题。如果我收到货之后，就是不签收呢？商家不仅损失了商品，还损失了1块钱。



怎么办？我说这样吧，商家先打进去1块钱，我打进去2块钱。我收到商品之后，肯定需要触发签收操作，签收之后，商家得到了2块钱，再返还我1块钱。如果我不进行这样的操作，就会损失1块钱。



（5）交易博弈第三回

当然，上面也可以采取超时自动确认收货的方式，迫使交易闭环。



但这里面还是有问题。比如商家发给我的商品有问题，根本不值1块钱，没有任何担保，没有“店小二”协调，我再找商家的时候他不搭理我怎么办。是不是还需要商家多缴纳1块钱作为保证金。



通过这个例子，我们很容易发现，在没有中间人担保的场景下，两个陌生人也是可能完成一笔交易的，但这里面充满了博弈，需要作出良好的设计，平衡双方的利益，促使方式保有权利的同时行使义务。

3.总结

区块链的早期应用是货币交易、金融交易，随后是智能资产，包括房产、汽车等实物资产及知识产权、司法认证、公共档案等虚拟资产。基于以上理解，这时候我们再看区块链的技术细节，比如哈希、公钥、私钥、数据签名、智能合约重放攻击等安全漏洞，就会更深刻更了解其中的所以然。



接下来的文章，笔者还将陆续带来智能合约安全漏洞的分析，敬请关注。