CFA持证人如何详解关于区块链的五个基本知识点

职业规划 | 2018-07-11

区块链技术是加密货币网络的“引擎”，已经迅速在商业领域获得认可。我在之前的博客中分析了去中心化货币的兴起过程。本篇文章探讨了区块链的技术核心问题以及它是如何提升、改造和颠覆各行各业。以下我们将从多个方面对区块链技术一探究竟。

什么是区块链？

本质上，区块链是一个加密保护的账本，用于跟踪去中心化网络上的交易。像比特币（bitcoin）、以太坊（Ethereum）、卡尔达诺（Cardano）等币种所依靠的去中心化网络是由共识机制自我管理的计算机群组来实现的，即通过一组规则来规定如何在整个网络中记录、共享和同步数据。

区块链的技术核心是什么？

区块链的理论基础融合了数学、计算机科学、博弈论和密码学。区块链技术由几大关键组件一起构成，且区块链技术使用散列函数来加密链接和保护区块，通过公钥加密来授权和验证交易，并通过共识机制来进行全网同步。

1、散列函数

加密散列函数是区块链技术的核心，它们被用来“链接”区块。散列函数有两个重要功能用于维护区块链的安全性。

A. 散列函数是单项的或不对称的。它们将任意长度的输入内容或信息压缩成预定长度的输出内容或散列值。输出的散列值很容易计算，但通过散列值推算原始输入却是不可能的。

B.散列函数是具有确定性的。对于任何给定的输入值，都恰好有一个结果散列值。更改该输入中的任何单个字符都会更改散列值，相同的输入始终会产生相同的输出。

2、公钥加密

加密货币网络使用私钥和公钥来生成支出交易并验证其有效性。私钥是数字钱包随机生成的值，是唯一的密码或授权码，公钥则相当于一个帐号，它与私钥一起生成，并在数学上与其链接。公钥或其散列值对整个网络是公开的。

每次用户进行交易时，他们的钱包都会使用私钥进行密码签名。这些数字签名像指纹一样，将交易与私钥的持有者进行加密链接。网络公钥和数字签名的组合共同验证每笔交易。如果验证匹配，网络会批准交易，并将交易记录添加到区块链中。公钥密码术的出现使得网络可以确保只有拥有私钥的人才可以调动与特定数字钱包相关联的资金。

3、区块链

驻留在网络上的自传式账本。账本中的每个区块都包含一个标题和一组交易，这些交易由网络以预定的时间间隔进行验证。每个区块都有自己的散列签名，并链接着前一个区块。网络不断更新并检查这些区块的有效性。更改该区块中的任何单个字符都会使其无效。

4、挖矿

挖矿是使用工作证明（PoW）作为共识机制验证区块的过程。这些网络的参与者通过挖矿来帮助验证交易，并获得加密货币作为鼓励。挖矿需要时间和计算能力，通过反复试验来解决困难的数学问题。挖矿的输出结果很容易验证，但对试图篡改合法交易的不良行为者却施加了昂贵的成本。

尽管区块链最初出现在无权限的网络上，但这并不是区块链技术所必须的网络环境。基于区块链的网络可以由私有团体运营，并且可以拥有有限的访问权限或者会员资格。Hyperledger就是Linux基金会主办的一个开源项目，鼓励各行业采用区块链技术，IBM和微软是这个领域的另外两大巨头，拥有类似的企业级产品。

区块链怎样产生经济价值？

区块链的基本价值源于其两个关键属性：持久性和去中心化。这些属性确保区块链能够在一个始终开放、便宜、准确、可审计、安全的网络上记录交易。这些优势不仅可以减少价值链中的经济摩擦，而且还可以取代一些经济中介，由这些网络接管这些职能。

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区块链带来的重大变革？

1、银行业

尽管才刚刚起步，陈旧的跨境货币转移模式在区块链面前已经显得过时。区块链驱动的货币可以在几秒钟内跨越地球，而传统方法可能需要几天或几周时间。最慢的区块链网络可能也仅需一个小时就能确认交易，最快的只需要4到5秒。举例来说，ACH（自动清算中心）转账需要三个工作日，而国内电汇需要几个小时，花费至少15美元。而莱特币（Litecoin）网络只需要两分半钟的时间就能向世界的另一端发送相当于9900万美元的货币，而交易费用仅需0.40美元。

区块链也可能颠覆商业银行的业务。从消费者的角度来看，区块链消除了用户对传统银行的需求，因为用户可以在没有中介的情况下持有、积累和调动资本。使用区块链网络比Visa或Mastercard更加便宜。随着区块链银行应用和低波动性的法定支付加密货币的出现，传统银行业务可能受到更大的挑战。而我个人的预测是银行早晚将成为美联储运营去中心化网络上的节点。

2、房地产

区块链是追踪财产权益的完美技术。国家财产所有权数据库可以造福消费者，加快房地产交易和缩减交易成本，并有可能降低保险与利率。

3、医疗

医疗体系内的IT系统数量繁多，各自为战。尽管医疗服务提供机构和保险公司使用相同的患者数据，但数据可移植性却是一个巨大的问题。患者经常必须在不同的医疗机构重新输入相同的信息。医疗系统效率低下且分散，区块链可以通过让每个用户访问各自的记录来简化这一过程。随着需求的增加，患者可以在网络上共享他们的数据。SimplyVitalHealth是该领域的众多初创公司之一，提供基于区块链技术的医疗解决方案。

4、政府和IT安全

网络攻击的日益严重证明我们的数据仍然暴露在黑客和其他犯罪分子的眼中。预计到2021年，网络攻击会造成6万亿美元的经济损失。Equifax数据泄露使得大多数美国人的身份信息在未经他们同意的情况下被出售。区块链赋能于每个公民，可以提高政府的安全性、透明度和可审计性。更广泛地说，区块链可能成为许多政府职能的支柱，其应用可以涵盖选举、采购服务、汽车注册、身份管理系统、记录保存和社会保障等。

5、交通运输

马士基（Maersk）和IBM最近宣布成立一家合资企业，将使用区块链简化运输流程。摩根士丹利估计，区块链相关的物流行业规模可能达到5000亿美元。

区块链技术面临哪些挑战？

1、监督是主要障碍

区块链的属性，包括其开放式架构，使其难以在我们的传统法律体系中进行定义。除此之外，资产托管也是一个很大的挑战。

2、法律上的挑战

这些法律上的挑战并不是无法解决的，尽管有些解决方案需要创新思维才能实现。区块链改变了全球资本形成和分配的定义。我们需要新的法律，在实现区块链潜力的同时而又不损害管理当前金融体系的基本原则。我们一旦掌握了区块链的经济重要性，就有可能制定出明智的新规。

3、能耗方面的挑战

比特币需要大量的能源资源才能为其网络供能，其能耗达到62.24太瓦时，比整个瑞士的用电需求还高。如此巨大的能源需求引发了人们的批评，但比特币也正在探索成本较低的替代性共识机制。一个可能的解决方案是股权证明（PoS），这是一种能源密集度较低的共识机制。

总结一下，我们生活在一个日益数字化的世界，在这个世界里，我们的个人数据存储在别人的电脑里，我们的想法在一念之间便可以传给数百万人，假新闻可以轻易破坏或压垮一个有信誉的机构。在这个世界上，信任供不应求，但价值无法估量，而区块链恰恰赋能于个人，通过永久的、可审计的、防篡改的账本，提供这种信任和价值。

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