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边肖：记得要集中注意力。
来源：IPFS部队地区
去年，中国银行区块链研究部发布了《区块链能做什么，不能做什么》。无独有偶，2020年《美国计算机学会通讯》第一期刊登了一篇由几位技术专家联合撰写的深度调查文章《区块链到底能做什么？》。
文章认为，作为比特币操作的底层技术，——区块链一直受到技术消息的追捧。技术新闻最令人兴奋的噱头是，区块链技术降低了甚至完全消除了人们对信任的需求。这种宣传使区块链增强了人们的想象力，而人们也用想象力增强了区块链的能力。
其实信任是复杂的。区块链技术确实消除了人们对信任的特定而狭隘的依赖，但它也需要新的假设，对于特定的用例来说，这可能更好，也可能更坏。因此，关于区块链技术的效率、安全性和成本，这是一个很长的故事。
显然，区块链技术需要更详细的讨论。企业高管、政府领导人、投资者和研究人员经常会问以下三个问题：
什么是区块链技术？
它提供什么功能？
有什么好的应用？
文章《区块链到底能做什么？》的目标是彻底回答这些问题，提供区块链技术的整体概况，区分炒作和现实，并为未来讨论区块链技术的细节提供有用的词汇。
区块链技术属性区块链技术概念的第一大类是技术属性，细分为三个关键组：共享治理和运营、可验证状态和数据恢复能力。下面的图1显示了它们之间的关系。
共享治理和运营区块链技术解决了一些实体(例如，个人或公司)希望参与公共系统，但不信任彼此或任何第三方单独运营系统的情况。通过确定系统细节(治理)，然后部署网络设备(称为矿工)来运行系统，每个实体可以确保正确的操作。如果少数矿工受到攻击(在高度细致的范围内)，诚实的矿工可以拒绝攻击矿工采取的恶意行动，保持系统的正确运行。在这方面，区块链技术提供了广泛的信任，其中矿工集体是值得信赖的。这往往被给予不适当的信任。信任依然存在，只是已经去中心化了。
共享操作是通过共识协议实现的，矿工使用共识协议来就系统执行哪些操作(称为事务)达成一致。这里提到的交易有时听起来像金融交易——，其价值从一个账户转移到另一个账户——，但通常听起来像是对一组交易(可能存储在区块链系统本身中)中给出的输入执行特定功能的要求。共享治理在于有效的处理是什么样的(比如这个交易是由发送方数字签名的)以及系统是如何工作的(比如交易中操作的大小和次数小于一定的限制)。共享操作是指每个矿工对交易进行验证，利用矿工之间的共识来保证只有正确有效的交易输出写入区块链系统(可以提出无效或不正确的交易，但会被矿工拒绝)。
区块链系统可以分为去中心化治理(免执照区块链)和联盟治理(执照区块链)。
可验证的国家实体采用区块链技术，因为他们希望他们的信任植根于系统中(即系统的当前状态准确地反映了过去共识协议所允许的交易)。为了实现这种信任，矿工将所有交易写入一个只能追加的加密验证账本，提供完整的系统来源，并允许矿工(或外部方)审计系统的当前状态和过去的操作。
在包括比特币在内的很多系统中，这种账本通常被称为区块链(我们避免使用这个术语来描述账本，以免与区块链技术的整体指代相混淆)。在账本上，所有的交易都是严格有序的。达成协议后(只要维持协议)，这个订单从来没有改变过，交易也从来没有取消过。因此，从第一个块(称为创世块)开始，所有矿工将按照相同的顺序处理所有事务，整个系统的当前状态也将相同。
数据恢复能力如果分类账存储在单一位置，所有各方都可以检测到数据的删除或修改，但不能保证数据可以恢复。使用区块链技术，所有矿工都可以复制账本的内容来解决单点故障。当确实需要恢复数据时，例如，如果一个矿工的账本损坏或有新的矿工连接，——可以验证复制的数据，以确保它正确地代表系统状态。
一些区块链系统试图限制任何给定矿工需要复制的数据量，方法是将数据切片，并分配矿工仅管理和操作系统的子集。这就是分片技术，数据的每一部分都叫做分片。碎片化可以大大减少矿工需要存储的数据量，同时提高共识协议的性能，共识协议通常根据矿工的数量进行扩展。然而，共识增加了审计整个系统的复杂性。此外，通过减少负责任何给定事务的挖掘者的数量，碎片化可以减少攻击所需的挖掘者的数量，以欺骗最终客户交易的存在。
区块链的功能在这里定义了在系统设计中使用区块链技术实现的高级功能。《上篇》中描述了区块链技术的三个核心功能：
共享治理和运营；
可核实的状态；
数据丢失的恢复能力。
在编码中，我们确定了11个额外的功能。(在图2中，这些函数用颜色编码：紫色表示函数；蓝色表示技术性能；绿色代表技术元素。箭头表示目标取决于源。
出处和审计区块链系统提供了所有交易的完整历史，这些交易都是通过一致同意的过程(即完整的系统出处)。矿工可以使用这些信息来审计系统，并确保系统始终遵循适当的规则。此外，非矿工可以使用这些信息来验证系统是否得到了正确的管理和操作。
如果事务用于存储有关数字或真实资源的信息，则必须在链中识别这些资源。区块链系统的出处信息也可以用于提供这些资源的审计信息。这可用于跟踪链外物理资产(例如，用于供应链管理)、链外数字资产(例如，受版权保护的数字媒体)或数字链上的资产(例如，加密货币或数据文件)。存储在区块链系统中的访问控制和假名数据可能有一些限制，用户可以将它们用作交易的输入或作为交易的一部分修改它们。例如，一项金融资产只有在资产所有者同意使用的情况下才是交易的有效投入。提供此功能的一种方法是在分类帐中存储访问控制列表(ACL ),并让适当的用户向挖掘者证明他们的身份(例如，使用Kerberos或OAuth 2.0 ),作为事务验证过程的一部分。
更常见的是，区块链系统中的访问控制是以加密方式实现的：数据在创建时就与公钥相关联，只有能够证明其知识的用户才能在交易中使用或修改数据。相应的私钥(例如，附加到通过生成签名公钥验证的数据)。通过将数据与新的公钥相关联，可以扩展或转移数据的所有权。
基于键(而不是基于acl)的数据所有权还有另一个优点：它允许匿名拥有和使用数据。然而，这需要在系统设计中谨慎使用适当的加密技术(例如零知识证明、混合网络或安全多方计算)，以避免将现实世界中的个人与其密钥和操作联系起来。这仍然是一个悬而未决的问题。
自动执行在一般区块链系统中，可以使用存储一组功能代码和合同初始状态的事务来部署智能合同或分散式应用程序(DApp)。然后可以在后续事务中调用这些函数。函数本身由矿工执行，输出由共识协议验证。任何实体可以执行任何功能，但是如果调用该功能的条件不是区块链所期望的，则该功能可能被编程为失败。脚本语言的计算能力因系统而异，并且有许多细微的差异来确保功能可以被每个矿工及时且明确地执行。比特币以其有限的脚本语言而闻名，几乎不支持除金融交易之外的其他功能，而以太坊则致力于提供非常详细的合约代码，可用于一般计算。
数据的可发现性如果允许用户读取存储在区块链系统中的任何记录，他们就可以搜索感兴趣的记录。该功能与只读数据库提供的功能并无不同，但在已查阅的文献中仍经常被讨论。
挑战和局限区块链的挑战和局限主要体现在以下几个方面：
可伸缩性和性能：分散治理的成本和功耗
链条中的正确性：所有代码都有bug，智能合约也不例外。
链下标记：如何跟踪和标记链下的实物资产(真实世界的事件和信息)？
安全性：去中心化的特性更容易受到攻击(DDOS、分割和阻碍共识等。)
隐私和匿名：用户匿名
易用性：区块链系统要求用户存储、管理和保护加密密钥。众所周知，这个要求是大多数用户的一大障碍。
应用案例行业和政府可以在许多需要共享治理、可验证状态和/或数据丢失恢复的情况下应用区块链技术。
金融
区块链在金融方面的情况主要体现在以下几个方面：
数字货币与支付：财团治理
资产交易：分散交易
市场和拍卖：使用区块链进行交易和拍卖。
保险与期货：以区块链为时间基准
惩罚、补救和制裁：法律合同
数据存储和共享
区块链在数据存储和共享方面的案例主要体现在以下几个方面：
资产跟踪：企业间合作的公共环境
身份和密钥管理：人是资产
防篡改记录存储：离线存储，在线跟踪。
其他情况
区块链的其他案例：
共享治理：电子投票和投票
公平仲裁：赌博和游戏
归根结底，区块链技术不是万能的，但是当系统开销对于需求来说是合理的时候，它是一个有用的工具。如何判断你的业务或系统是否需要区块链？问以下问题是一个好的开始：
1.系统需要共享治理吗？2.系统需要共享操作吗？如果这两个问题的答案都是否定的，那么就没有必要使用区块链技术(及其成本)；如果两个答案都是肯定的，那么区块链将是最佳选择；如果只有一个答案是肯定的，——如果只需要共享治理或共享运营，而不是两者都需要，——，那么就要考虑另外两个问题：3。是否有必要审查系统中的交易来源？4.有必要防止恶意数据删除吗？如果可审核性和数据复制是关键，应该考虑区块链技术。这是因为有意义的共享治理和操作需要矿工审计其他人的操作，并能够恢复恶意矿工可能试图删除的数据。虽然区块链技术不能解决其支持者声称的所有问题，但它仍然是一项有意义的技术，将继续在工业中使用，值得进一步研究和测试。
