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什么是分布式账本?

理解比特币工作原理的第一步是熟悉“分布式账本”的概念。

上一课中,我解释了比特币是如何成为中本聪创造的一种新型记录保存系统的,这种系统能够实现互联网上的资金转移。

比特币是一种新型系统,它创造数字货币,旨在实现两大目标:

  1. 防止重复支付问题
  2. 在没有银行等集中式金融机构的情况下实现第一个目标。

比特币通过创新的方法实现这两个目标,即如何记录交易并不断保持其准确性

什么是分类账?

为了理解比特币的工作原理,让我们回顾一下数字交易在传统银行中的运作方式。Digital Bank Transaction

为了防止重复支付,需要一个分类账

分类账记录着账户余额。

在比特币出现之前,账本总是由银行等集中式金融机构保存。

让我们更深入地了解一下为什么一开始就需要银行。

一个很酷的解释方法是举一个例子,说明在没有银行的情况下进行数字交易可能会出现什么情况。

如果Ursula和Molly不在银行开户,而是将 各自的账本保存在自己的电脑上,会发生什么?

这本账本只是存储在电脑硬盘上的一个文本文件P2P Electronic Payment

当美人鱼莫莉为独角兽厄休拉制作神奇的纸杯蛋糕时,她们都会更新各自的电子账本(文本文件)。

如果厄休拉和莫莉彼此信任,并承诺保持账本的准确性,那么这种方法就可以奏效。

但如果厄休拉和莫莉互不信任呢?

如果厄休拉(Ursula)不诚实,篡改账本,谎称从未收到莫莉(Molly)的付款,并试图索要另外1美元,该怎么办?

想象一下,厄休拉指责莫莉不付款,并截屏她的账本发送给内德作为证据

莫莉否认了她的指控,并声称她在撒谎,她发送了账本的截图作为证据,截图清楚地显示有一美元转给了她。

谁的账本才是正确的?

这将是一场永无止境的争论。他们永远无法就谁在说真话 达成一致

这就是为什么你需要一个值得信赖的第三方, 比如银行

银行负责处理交易记录,以便各方能够就谁真正拥有什么达成一致。

但我们不想依赖银行。我们需要一个不同的解决方案。

有个想法……

如果他们与另一个朋友共享账本呢?

那么,让我们把北极熊巴勃罗也加进来吧。

Pablo the Polar Bear

现在我们有了一个由三个朋友组成的网络,而不是只有两个。

当莫莉付钱给厄休拉时,每个人的账本都会同时更新。Simple Example of Distributed Ledger

在这种情况下,如果厄休拉试图指责莫莉不付款,并出示余额为0的账本,那么她的账本与莫莉和巴勃罗的账本会有所不同

乌苏拉将很难证明自己是对的,因为莫莉可以要求帕勃罗分享他俩的账本截图。

三本账本中有两本显示厄休拉的余额为1美元。

他们的账本她的账本不一致

看到大多数账本显示厄休拉的余额为1美元,莫莉和帕布罗达成共识,认为他们的账本才是正确的,而厄休拉的账本是不正确的。

厄休拉败下阵来,承认自己篡改了账本。

现在,大家都一致认为莫莉确实将1美元的所有权转移给了厄休拉,这意味着厄休拉确实有1美元的余额。

为了希望莫莉和帕布罗将来还会向她买蛋糕,并赢回他们的信任,她删除了自己的账本,并请他们提供一份他们版本的账本,这样三份账本就又同步了Distributed ledgers sync and have same version

这是一个分布式账本的例子。

账本并非由一人持有,而是分散不同地点的多个人手中。

(从技术上讲,由于账本存储在计算机上,因此它分布在人们拥有的多个计算机上。 🤓)

什么是分布式账本?

分布式账本之所以有效,是因为每个人持有的都是同一份账本的副本。持有账本的人越值得信赖,账本就越可靠。

“分布式账本”是指在多个地点复制和存储的账本,而不是在单一的中心位置。

有了分布式账本,银行就不再需要保存记录。相反,每个人(集体)都是银行!

比特币就是采用这种方法。

比特币背后的核心理念是创建一个可供所有人访问的分布式交易账本,世界上任何人都可以随时查看余额和提交交易,但账本不受任何个人、公司或政府控制。

换句话说,这是一种“无需许可”且“去中心化”的“分布式账本”。

实际上,这说起来容易做起来难。让我们看看为什么……

在上面的例子中,因为都是朋友,所以熊猫巴勃罗持有账本的副本,尽管他并未参与交易。

但是,如果没有他,就无法就正确的账本达成一致。而阴险的厄休拉可能会尝试进行更多不诚实的交易

但如果他们不是朋友呢?为什么帕布罗要费心将账本的副本保存在自己的电脑上,并帮助验证交易,而自己却没有任何好处?

虽然在一个网络中仅由三个人对分布式账本上的交易进行跟踪是相当容易的,但如果成千上万的人想要加入这个网络并相互转账,该怎么办?

你可以开始想象一下由此带来的挑战。

比特币网络是完全公开的,任何人都可以参与。虽然公共账本允许更多的参与者,这可能会加强账本,但它也向试图破坏账本的更可疑参与者敞开了大门。

当很多人都有同一个账本的副本时,作弊就变得困难了。但这并不意味着作弊者不会尝试。

在这成千上万的人中,可能会有许多像厄休拉一样的人,所以你需要很多像帕布洛这样的人来确保每个人使用的账本都是准确的。

如果像厄休拉这样的人更多呢?如果成千上万的黑心厄休拉在编辑他们的账本呢?

与可能相互认识并信任的厄休拉、莫莉和帕布罗不同,在比特币这种完全公开的网络中,你几乎不能信任任何人。

因此,对于分布式账本,我们面临以下挑战:

  • 如何激励不进行交易的人在他们的电脑上保存一份账本,并不断检查以确保交易准确无误且无人作弊?
  • 如果同一份账本的副本在成千上万台不同的电脑上四处传播,而且没有人负责管理,那么如何确保所有副本完全一致、同步更新且仅反映真实交易?

换句话说,如何让一群互不相识 、互不信任的人协调一致 哪一本账本准确真实达成共识?

共识的定义是就以下问题的答案达成普遍一致:

“每个人都遵循哪个版本的账本?”

如果成千上万的人各自持有自己的账本,其中一些人(比如乌苏拉)可能恶意篡改了账本,那么需要什么样的共识机制才能让每个人都同意保留和遵循“正确的账本”呢?

比特币的独特之处在于,它能够实时协调数千台计算机,使其同意保留哪个账本。

中本聪想出了一个技术解决方案,克服了使用分布式账本的难题,这被认为是一个颠覆性的创举!

为了理解原理,我们需要深入了解比特币。在下一课中,我们将从比特币系统的高层次概述开始。