区块链技术的作用和意义

在2013年比特币的鼎盛时期,比特币的价值达到每枚1200美元左右的峰值。毫不奇怪,加密货币被誉为“货币的未来”。如今,随着比特币价值减半,媒体对比特币的兴趣也有所减退。然而,各种各样的企业,连同城市投资者和未来学家,都发现了让人兴奋不已的技术尤其是区块链技术本身的潜力。

当然,区块链是允许加密货币发挥作用的核心创新技术。但是,使用该技术的人们逐渐意识到,除了加密货币之外,区块链可能还适用于许多其他地方,所以人们的注意力也开始随之发生转移了。事实证明,数字化、去中心化的分类账簿对于处理各种信息都很有用,从商业合同,私人财务记录到敏感的医疗数据。人们正忙着确定区块链最好的用途是什么,以及区块链是否应该与比特币、别的加密货币,或者完全不同的东西绑定在一起。最令人惊讶的是,这项研究不仅来自小型初创企业和黑客,一些最雄心勃勃的项目正由大型银行等主流金融机构运营。他们决心挖掘这项强大技术背后的潜力,以避免在今后的金融革命中被淘汰。

区块链作为研究工具

对比特币的一种负面批判是,它需要维护一个产生散列的大型网络,通过工作量证明来支持这种加密货币,这是对时间和电力的巨大浪费。对于比特币来说,工作量证明机制的算法被称为SHA-256,是一种相当标准的加密算法。实际上,许多研究任务都要求计算机做类似的工作,比如对大量的非常小的事件进行处理,以便用暴力来完成一项任务。在比特币出现几年后,实验开始了, SHA-256被另一种专门设计用来利用所有计算机计算能力的算法取代,这或许并不奇怪。

2013年,一个化名为桑尼·金(Sunny King) 的程序员宣布了一种名为Prime coin的加密货币。它与比特币的区别在于,它利用了工作量证明机制,以发现一种名为坎宁安链(Cunningham Chains) 的质数类别的新成员。他们是不需要超级计算机来发现和证明的特别大的素数,而是一组素数,通过选取其中一个素数,增加一倍,然后减去其中一个素数;再从这组素数中选取一个,依此类推进行计算。尽管Pre coin从来都不是特别受欢迎的货币,但是它的工作量证明机制揭露了一些破纪录的坎宁安链。

另一种加密货币,它的名字是Rie coin,这种加密货币开始着手解决涉及质数的另一组问题。在这种情况下,工作量证明是寻找被称为“原始星座”的连续素数簇。这些“原始星座”可能被用来帮助研究黎曼假设。黎曼假设是一个复杂的数学问题,它尚未被证实,仍然是该领域的一个未解之谜。

黎曼假设是众所周知的,它被克莱数学研究所指定为千禧年大奖难题(世界七大数学难题)之一。千禧年大奖难题是在2000年提出的,尽管成功解决一个难题可获得100万美元的奖励,至今也只有一个难题被解决了。“原始星座”不会证明黎曼假设,但它们可能会发现一个能证明这个假设不成立的“原始星座”一个本身就具有重大理论意义的发现。大多数数学家期望黎曼假设最终会被证明是正确的,但与此同时, Rie coin正在对它进行测试。

伯克利开放式网络计算平台

其他人正在追求区块链技术的更大用途。早在2002年,加州大学伯克利分校SPC E科学实验室的一个团队开发了一种名为“伯克利开放式网络计算平台”(BOINC)的软件。他们的想法是利用世界各地计算机的力量,帮助搜寻地外文明研究所(SETI)的一组研究人员筛选来自太空的无线电信号,寻找外星人的踪迹。

BOINC通过将信号分割成小批,并将其发送给单独的计算机,从而使它们能够分散搜索任务的精力。一旦一台计算机完成了一个批次,它的计算结果就会返回到搜寻地外文明研究所,并接收到新的一个批次的任务。关键在于,搜索程序的表现就像一个屏幕保护程序,只在晚上或计算机空闲的时候运行。这个名为SETI@HOME的项目迅速成为世界上最大的分布式计算项目之一。如今, BOINC不仅是在寻找外星人——这个软件现在被用来寻找治疗疾病的新方法,绘制银河系地图,甚至用来破解密码。

权益证明正在取代工作量证明

2015年,一位名叫罗布·哈尔福德(Rob Halford) 的研究人员想知道,他是否能够把伯克利开放式网络计算平台和一种加密货币联系起来。伯克利开放式网络计算平台已经被建立起来,在许多计算机之间划分计算机任务。此外,它还可以召集大量愿意运行这个软件的人。如果这些个人因为他们的努力而得到加密货币的奖励,如果现有的货币挖矿者也能被吸引使用伯克利开放式网络计算平台,那么每个人都将从中受益。但为了做到这一点,研究人员不得不使用一种全新的区块链类型,它将把计算机从创建工作量证明散列的必要性中解放出来。

虽然对比特币这样的加密货币的区块链的功能来说,工作量证明是必要的,但它严重限制了加密货币挖掘算力所能完成的其他有用的任务。要适当地扩展难度,工作量证明任务必须非常具体。当从中央服务器下载新文件进行处理时,伯克利开放式网络计算平台通常会让计算机处理不同类型的任务,然而除了在寻找质数等非常特殊的任务之外,一遍又一遍地执行其他相同的任务并不一定是有效的。但是,如果不需要工作量证明来保证区块链交易日志的安全性,那么处理能力就可以用于执行其他更有用的任务,比如伯克利开放式网络计算平台计算。

第一个可以不进行工作量证明验证的加密货币叫作Peer coin。它用一种叫作“权益证明”的方法代替了工作量证明。这种验证为加密货币中的每一枚硬币创造了一个价值,称为“硬币时代”。一枚硬币被拿得越久越没有被花掉,它就越“古老”。每过一段时间,它就会“重生”,它的年龄就会回到零。

当创建下一个块的时候, Peer coin网络将决定这一个块是由网络中的哪一台计算机来创建的,就是拥有大多数长时间未使用的硬币的钱包所在的计算机——也就是说,拥有最多硬币并且长时间不花的那个人。哪个钱包里所存放的未使用硬币时间最长是可以预测的,所以这个过程不是随机的。但无论如何,它是安全的:在块被创建后,该计算机的硬币的年龄被重置为零。因此,一台计算机不能连续两次形成一个块。为了通过双重支付来扰乱区块链,两台计算机必须持有大量的加密货币,以保证它有机会创建一个块,不仅仅是一次,而是连续两次,以创建矛盾的交易。

因为硬币的年龄被重置了,人们将无法利用硬币的年龄来推动一个用虚假交易篡夺的区块链。理论上讲,任何拥有这么多财富的人都不会冒险破坏区块链,因为在一次成功的攻击之后,如果发生价格暴跌,他们会损失多少投人,与他们可能通过错误的交易获得多少收益相比,就显得微不足道了。

最重要的是,权益证明消除了区块链的工作量证明角色,从而降低了对计算机处理器的要求。加密货币的年龄是触发生成一个新块的唯一必要条件,它不再需要计算机密集的散列。罗布·哈尔福德的新加密货币Grid coin将它的奖励与伯克利开放式网络计算平台所做的有价值的计算工作结合在一起,向伯克利开放式网络计算平台用户奖励其对伯克利开放式网络计算平台网络中所有项目的贡献。

随着加密货币变得越来越有价值,区块链收集和存储账单信息的用途也越来越明显,区块链已经开始变得不那么像一个小众的尝试。经济学家、银行家以及区块链的支持者都开始研究区块链在现有金融市场中的用途,而不是作为一个备选方案。