ezos也正在拥抱以Rollup为中心的路线图；NEAR也正在对数据可用性分片进行设计。本文主要讨论以太坊的模块化趋势。

“区块链不可能三角”又限制了所有属性同时实现极致发展的可能，所以单纯地基于单片区块链的思路做扩容是无法解决以太坊的困境的。

• 模块化混合扩容：layer1（data sharding）+layer2（rollups）

架构设计主要分为四层：执行层、结算层、共识层、数据可用性层。目前很多情况下，行业内也会把执行层和结算层统一称执行层，共识层和数据可用性层统一称为共识层。

*

执行层（Execution Layer）：负责处理链上交易、执行链上订单并验证转账和智能合约的执行，主要将以Rollup为主。模块化区块链发展到一定阶段后，用户通常是基于执行层与区块链进行交互，包括签名交易、部署智能合约以及转移资产等。执行层解决了区块链的可扩展性。

结算层（Settlement Layer）：结算层用于验证Rollup等执行层的执行结果以及解决争议，并结算出状态承诺。

共识层（Consensus Layer）：共识层通过全节点网络下载和执行区块的内容，就状态转换的有效性达成共识，从而提供排序和最终确定性，并以PoS机制验证出块。

数据可用性层（Data Availability Layer）：保证交易数据可以被使用（保证存储且可验证与可用）。需要将验证状态转换有效性所需的数据发布并存储在这一层，一旦遭遇恶意区块提议者扣留交易数据的事件，数据可用性层的数据可用作验证。

anksharding引入的核心机制主要：PBS和DAS。

PBS（Proposer builder separation）是指构建区块时区块提议者（Proposer）和区块构建者（builder）分离。由Proposer提议区块，Builder竞拍交易的排序权并计算区块头，Proposer根据Builder的计算结果打包交易并将区块头写入区块完成出块。在PBS之前的区块提议者（Merge前是Miner，Merge后是Validator）可以通过查看mempool中有哪些交易并采取一些策略来获得MEV的机会以最大化他们的挖矿收益。引入PBS机制后，这种角色分离机制结合Builder排序权的竞拍机制可以一定程度上解决MEV问题，最后的MEV收益相当于会被全网验证者共享。除此之外，PBS还有助于解决分片与信标链的同步问题、以太坊网络的抗审查问题等。

DAS（数据可用性抽样，Data Availability Sampling）是解决区块链状态爆炸的有效方法。让验证节点检查区块可用性，通过使用DAS检查，轻客户端可以通过仅下载一些随机选择的块来验证一个块是否已发布。由于DAS可以对区块数据做并行化验证，所以未来数据分片（Data Sharding）的数量即使很多，也不会增加单个验证节点的负担，反而会刺激更多验证节点加入，从而保证验证节点的充分去中心化。

最终，Danksharding能够通过PBS实现以太坊的中心化出块，通过DAS实现去中心化验证，并且具备一定程度的抗审查性，从而确保以太坊成为可扩展的共识层和数据可用性层，并且能够承接住执行层的更多Rollups。（PS：中心化出块、去中心化验证也是Vitalik在Endgame中提出的对以太坊未来发展的构想。）

们首先思考这样一个问题，你要在网上买一本书，交易流程是什么？

第一步：你下单之后把钱打给了支付宝。

第二步：支付宝收款后通知卖家可以发货了。

第三步：卖家收到通知后给你发货。

第四步：你收到货之后很满意，于是确认收货。

第五步：支付宝收到了你的通知并打钱给卖家。

虽然你是在和卖家交易，但是整个交易都是围绕支付宝展开。因此，如果支付宝系统出了问题，比如天上降下来一块陨石，把支付宝的服务器全砸了，或者由于全球经济危机支付宝倒闭了，无奈的支付宝只好淡然地表示不存在这笔交易，那么这笔交易就会以失败告终，到时候买家卖家就会纠缠不清，双方无法自证。

明去中心化的区块链是如何运行的，我们先把整个去中心化的分布式结构简化为一个极端的情况来探究。我们假设有一个去中心化的小城市，在这个城市里有5个可爱活泼的小伙伴，他们互相借钱的时候，是这么干的：

假设B向A借了1块钱，这个时候，城市里的人怎么办呢？A在人群中大喊：“我是A，我借给了B1块钱！”B也在人群中大喊：“我是B，A借给了我1块钱！”

此时城市里的其他人C、D、E都听到了这些消息，他们拿出了手中的小账本并默默记下：“某年某月某日，A借给了B1块钱。

去中心化的模型极度简化之后，我们就会发现，在这个只有5个人的城市中，已经建立了一个去中心化的系统，这个系统不需要银行，也不需要支付宝。这个模型不需要信任关系，也不需要一个拥有公信力的组织。当分布式结构中的每个人都记账的时候，篡改账本是不可行的。比如B突然不认账了：“我不欠A的1块钱！”这个时候，人民群众C或D或E就会站出来说：“不对，我的账本上明明记录了你在某年某月某日向了A借了1块钱，并且没有查到你还款的记录

没有发现一个问题，在这个模型中，所谓的1块钱根本不重要，也没有人在意，“1块钱”已经变成了一个变量，它可以被替换成任何概念，只要大家承认这是一个有价值的东西即可。

比如A在这个城市中大喊一声：“我创造了一个巴拉拉能量！”城市中的其他人都听见了，于是大家纷纷在自己的小本子上记下“某人有一个巴拉拉能量”，大家甚至不用知道巴拉拉能量是什么，A竟然真的有了一个巴拉拉能量。之后呢？A还能干什么呢？A可以再大喊一声：“我给了B一个巴拉拉能量

问题一：凭什么帮你记账？

凭什么你对着天空大喊一声，别人就要帮你记账，别人的时间不要钱吗？别人的小本子不要钱吗？于是，为了让大家都帮我记账，我增加了一条新的规则，我决定给第一个听到我喊话并且将其记录在小本子上的人奖励。奖励机制也很简单，第一个听到我喊话并记录下来的人，可以得到一个巴拉拉能量的奖励。

这个巴拉拉能量不是白给的，是对你劳动的报酬，就像打工可以挣钱一样，你帮我记账，整个系统都会给你报酬。你要做的事情，有这样几点：首先，你要抢在所有人之前听到了我的喊话并记在了自己的小本子上；记录之后，你还要马上告诉整个城市里的人——这句话我记录完了，你们再记录也没有用了，别人就会放弃这笔赚钱的生意；与此同时，你还要做一件事，就是给自己的记录加一个独一无二的编号，然后把记录和编号一起喊出来，于是，下一个人再记录的时候，就会带着这个记录和独一无二的编号继续下去。

• 区块链系统大约每10分钟会创建一个区块，其中包含了这段时间里全网范围内发生的所有交易。每个区块中也包含了前一个区块的ID（识别码），这使得每个区块都能找到其前一个节点，这样一直倒推就形成了一条完整的交易链条。从诞生之初到运行至今，全网随之形成了一条唯一的主区块链。[3]

二、哈希算法

哈希算法是区块链中保证交易信息不被篡改的单向密码机制。哈希算法接收一段明文后，以一种不可逆的方式将其转化为一段长度较短、位数固定的散列数据。

它有两个特点：

1. 1.加密过程不可逆，意味着我们无法通过输出的散列数据倒推原本的明文是什么；

2. 2.输入的明文与输出的散列数据一一对应，任何一个输入信息的变化，都必将导致最终输出的散列数据的变化。

*

在区块链中，通常使用SHA–256（安全散列算法）进行区块加密，这种算法的输入长度为256位，输出的是一串长度为32字节的随机散列数据。[4]区块链通过哈希算法对一个交易区块中的交易信息进行加密，并把信息压缩成由一串数字和字母组成的散列字符串。区块链的哈希值能够唯一而准确地标识一个区块，区块链中任意节点通过简单的哈希计算都可以获得这个区块的哈希值，计算出的哈希值没有变化也就意味着区块中的信息没有被篡改。

在区块链的话题中，我们还经常听到这样的词汇——公钥和私钥。这就是俗称的不对称加密方式，是对以前的对称加密方式（使用用户名与密码）的提高。

我们用电子邮件加密的模型来简单介绍一下：公钥就是给大家用的，你可以通过电子邮件发布，可以通过网站让别人下载，公钥其实是用来加密/验章的。私钥就是自己的，必须非常小心保存，最好加上密码，私钥用来解密/签章，私钥由个人拥有。 在比特币的系统中，私钥本质上是32个字节组成的数组，公钥和地址的生成都依赖私钥，有了私钥就能生成公钥和地址，就能够花费对应地址上面的比特币。私钥花费比特币的方式就是对这个私钥所对应的未花费的交易进行签名。

信息发送者：用私钥对信息进行签名，使用信息接收方的公钥对信息加密。

信息接收方：用信息发送者的公钥验证信息发送者的身份，使用私钥对加密信息解密。

四、时间戳

区块链中的时间戳从区块生成的一刻起就存在于区块之中，它对应的是每一次交易记录的认证，证明交易记录的真实性。

时间戳是直接写在区块链中的，而区块链中已经生成的区块不可篡改，因为一旦篡改，生成的哈希值就会变化，从而变成一个无效的数据。每一个时间戳会将前一个时间戳也纳入其随机哈希值中，这一过程不断重复，依次相连，最后会生成一个完整的链条。

区块链利用Merkle树的数据结构存放所有叶子节点的值，并以此为基础生成一个统一的哈希值。Merkle树的叶子节点存储的是数据信息的哈希值，非叶子的节点存储的是对其下面所有叶子节点的组合进行哈希计算后得出的哈希值。[6]

同样地，区块中任意一个数据的变更都会导致Merkle树结构发生变化，在交易信息验证比对的过程中，Merkle树结构能够大大减少数据的计算量，毕竟，我们只需验证Merkle树结构生成的统一哈希值就可以了

比特币的特点之一就是不可篡改，所有的记录都是无法篡改的，并且公开可查。一旦黑客公布的比特币地址收到了比特币，那么账本上就多了一笔记录，每个人手里的账本会同步更新。每个人都能查到这个记录，之后这个地址的各种转账、提现记录也都是可查的。只要黑客进行了比特币提现这类需要和现实交互的操作，就一定会露出蛛丝马迹.

在区块链中，所有的节点向上回溯，都会到达源头，即区块链中的第一个区块，也就是“创世区区块”。

在“创世区块”诞生之后，比特币的用户通过不断地“做题”，即通过计算寻找满足特定SHA–256哈希值对应的数值解。这个过程就是比特币中的“挖矿”。[7]

当任意一个用户优先计算出符合要求的数值解时，就会在全网范围内广播，而网络中的其他节点收到这条信息会进行验证，若通过验证，其他节点就会放弃计算，并将新创建的区块加到前一个区块的后面

比特币一个区块的容量是1M，1M=1 024KB（千字节）=1 048 576字节，那么一个区块包含的交易总数为：1 048 576÷250≈4 194.3（笔）。比特币中一个区块确认的时间是10分钟，10分钟=600秒， 那么一个区块每秒能处理的交易数为：4 194.3÷600≈7（个）。区块每秒只能处理7笔交易，要是交易数据再大点，可能连7笔都达不到。这样会造成一个结果，比特币上的交易拥堵而缓慢。一笔交易发生之后，前面还有好多交易在排队等待确认，到底要等到什么时候啊？总有一天堵塞到一定程度就会超过容量极限，然后就崩溃了！

1. 1.Bitcoin Classic（比特币经典版），此方案认为应该将这个字段的最大值调到2M，并且以后有计划取前2 016个区块大小的中位数再乘一个约定好的倍数来决定下一批区块的大小上限。

2. 2.Bitcoin XT（比特币新版），此方案认为这个值应该修改为20M，并且每两年翻一番，直到上限值达到8.3G（千兆字节）。

3. 3.Bitcoin Unlimited（比特币无限版），此方案认为这个值多大都行，甚至可以无限大，由矿池决定其大小。 硬分叉的特点如下：

4. 4.没有向前兼容性，之前的版本将不可再用，需要强制升级；

5. 5.在区块链层面会有分叉的两条链，一条旧链，一条分叉新链；

3.需要在某个时间点全部同意分叉升级，不同意的将会进入旧链

软分叉的定义是这样的：

软分叉是指比特币交易的数据结构发生改变时，未升级的节点可以验证已经升级的节点生产出的区块，而且已经升级的节点也可以验证未升级的节点生产出的区块

1. 1.有较好的兼容性，之前版本的部分功能可用，可不升级；

2. 2.在区块链层面没有分叉的链，只是组成链的区块有新区块和旧区块之分；

3. 3.相当长的时间里，可允许不进行升级，继续使用原版本生成旧区块，与新区块并存。

区块链技术实际上是一个分布式数据库，在这个数据库中记账不是由个人或者某个中心化的主体来控制的，而是由所有节点共同维护、共同记账的。所有的单一节点都无法篡改它。

如果你想篡改一个记录，你需要同时控制整个网络超过51%的节点或计算能力才可以，而区块链中的节点无限多且无时无刻都在增加新的节点，这基本上是不可能完成的事情，而且篡改的成本非常高，几乎任何人都承担不起。

管他究竟是谁，什么时候出现，此生还会不会出现，他都实现了我小时候大声喊出的梦想——“我要改变世界”“我要成为世界未解之谜”。下面我们就来具体讲讲这位传奇人物的传奇经历。

传说中的中本聪被描绘成一个集经济学家、数学家、密码学家以及顶级黑客为一体的人物，他的传奇历史始于2008年11月1日，这一天，他发表了一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》，之后他又把理论付诸实践，在2009年1月4日创造了比特币世界的第一个区块，我们称之为“创世区块”，同年1月11日，他开发了一个客户端，其名称非常朴素——比特币客户端0.1版，召唤各路小伙伴们一起玩耍。

故事慢慢演化，比特币终于有了第一笔交易，比特币有汇率了，比特币的技术爱好者有聊天室了，比特币挖矿难度调整了，比特币被某个国家的法律认可了，比特币市值近400亿美元（按2017年5月数据估算）……当然，比特币的成长过程中也伴随着一些“负能量”，诸如比特币暴涨、暴跌，比特币被盗、被告。总之，比特币的历史精彩纷呈，我们会在后面详细阐述。

在这些事件中，中本聪扮演着一个什么角色呢？事件创造者。为什么这么说？因为他消失了，全世界都没人见过中本聪，也没有人听过他的声音，FBI（美国联邦调查局）和全世界的媒体都在找他，但是谁也没找到，大家都能看到2008年比特币创始初期他在论坛、邮箱、网站主页的发言，针对这些看似线索的发言的探究到最后都被逼入了死胡同。

中本聪，在各处的配图中，永远都是用一个背影来代替，但是，我们期待“每个中本聪”创造的99种传说。

当尼克·萨博被自动售货机“砸中”牛顿被树上掉下来的“上帝的苹果”砸中，于是茅塞顿开，发明了牛顿运动定律。在区块链领域，也有这么一个人被自动售货机“砸中”，他发明了智能合约。

尼克·萨博，他是一位计算机科学家、密码学家、法律学者，是智能合约等创新概念的先驱，他还曾被人怀疑是中本聪。目前，他正在募集资金，打算建立一个区块链技术公司。

等到以上三大条件都实现的时候，我们就会发现智能合约已经变得像如今的支付宝一样，你不需要知道背后的技术，但你信任它，而且你不得不使用它来完成交易。在区块链的世界里，智能合约将会无处不在。

从华尔街走出的区块链女性领袖人物

因为比特币及其背后的区块链技术天生带着一种极客的气息以及一种“尔等凡人你们看不懂夜的黑”的高傲气质，所以，区块链行业的权威和意见领袖更多是低调、不爱发表观点的男性。

但是，其中仍然有几位巾帼不让须眉的女性意见领袖，比如区块链创业公司BlockCypher的CEO（首席执行官）凯瑟琳·尼科尔森，该公司已经筹集了350万美元的资金，还有数字资产控股公司的CEO布莱斯·马斯特等。

从小自学Basic语言

我们先来简要说一下这位传奇人物的履历，马克·安德森虽然不像比尔·盖茨、乔布斯那么出名，但是他所走的每一步都和互联网的发展密切相关，我们可以从他的几次创业经历谈一谈。

在最初的十多年里，围绕在安德森身上的光环是“网景公司”——第一代浏览器的缔造者。1992年，安德森和小伙伴一起研发出了第一个加入图像元素的网页浏览器Mosaic。1993年，安德森和合伙人成立了网景公司。1995年，网景公司在纽约上市，市值一度达到29亿美元。24岁的安德森也因此在一夜之间成为亿万富翁。之后，由于IE浏览器（微软公司的网页浏览器）的兴起，1999年，网景公司被迫出手给美国在线，安德森的第一段创业经历结束了。

安德森的第二段创业经历也踩在互联网的风口上，他和合伙人创办了一家云计算公司，名为“Loudcloud”，不过2002—2006年，美国进入了互联网泡沫破裂的时代，风投公司不愿意资助互联网企业，2007年，该公司以16亿美元的价格出售给惠普公司。

之后，安德森又加入了Facebook（脸谱网）董事会，给Twitter（推特网）当时的CEO伊万·威廉姆斯当咨询顾问，2009年，安德森和本·霍罗维茨创建了安德森–霍罗维茨风投公司。

而马克·安德森与区块链的结缘也和这家风投公司有关，安德森–霍罗维茨风投公司投资了比特币交易平台Coinbase，比特币创业公司21Inc和区块链数据商TradeBlock。当然，这些远不能成为他被列为区块链领域风云人物的有力例证

数字货币集团拥有投资公司、收购公司以及永久持有资本的权力，我们不是一个基金，不需要把资金返还给有限合伙人，而是在公司内部重新部署资本。我们的目标是加快一个更好的金融体系的发展。巴里·希尔伯特

• 智能合约将使我们未来不需要银行和律师 [EB/OL]. (2016–06–21) [2017–05–18]. http://it.sohu.com/20160621/n455402402.shtm

• 巴比特。数字资产CEO: 银行将在两年内应用区块链技术，但是成为主流需要5—10年[EB/OL]. (2016–04–07) [2017–05–18]. http://www.8btc.com/blockchain-in-banks-a-reality.

• 巴里·希尔伯特谈DCG在数字货币领域的投资策略[EB/OL]. (2016–02–01) [2017–05–18]. http://www.okcoin.cn/t-1010622.h

区块链技术已经被许多银行认可，多家银行成立了相关的区块链实验室，致力于利用区块链技术打造一个针对银行后台的终极改造工具。一份来自西班牙的报告称，如果银行内部全都使用区块链技术，在2022年以前银行每年都能节省150亿—220亿美元的成本。

区块链+跨境支付

目前主流的传统跨境汇款方式是电汇，其汇款周期一般长达3—5个工作日，除了中间银行会收取一定的手续费，SWIFT（环球同业银行金融电讯协会）也会对通过其系统进行的电文交换收取较高的电讯费，例如在我国通过银行进行跨境汇款会被收取单笔150元的电讯费。

区块链+供应链

供应链金融，简单地说，就是银行将核心企业和上下游企业联系在一起提供灵活运用的金融产品和服务的一种融资模式，也就是把资金作为供应链的一个溶剂，增加其流动性。

在如今的供应链金融体系中，一个特定商品的供应链包括从原材料采购到制成中间产品及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中，将供应商、制造商、分销商、零售商，直到最终用户串连成一个整体。

区块链+信息

银行一旦建立起了自己的区块链，由于其具有不能篡改的特性，客户信息与交易记录被确认后便不受任何人为干预，也无法篡改。这有助于银行识别异常交易，防止欺诈行为的发生。

同时，银行还可以利用区块链技术建立一个分布式账本信息系统，以此检测和分析所有节点用户的交易行为，一旦有异常行为发生，系统就会发出报告，从而有效地防范欺诈、洗钱等违法行为的发生。

区块链热度飙升的背后，世界各国政府、大型金融机构、企业集团纷纷投入大量资源对区块链进行研究。OKCoin币行旗下的应用OKLink是构建于区块链技术之上的新一代全球金融网络，也是中国首个商业化的区块链应用，它致力于推动全球价值传输效率，同时提升全球汇款用户体验。该应用目前已覆盖20多个国家和地区，包括中国、日本、韩国以及东南亚国家等。主要客户是全球中小型金融参与者，包括银行、汇款公司、互联网金融平台等，每月交易额达到几千万美元。

传统跨境汇款方式的缺点：周期长、收费高。而基于区块链技术进行跨境汇款的OKLink可以在去中心化的机制下，使用户以更低的费用和更快的速度完成跨境转账。OKLink使用区块链技术让汇款方和收款方直接进行支付、结算，省掉了所有的中间环节费用，整个网络只在中间汇率的基础上收取不超过0.5%的费用，绝无其他隐藏费用，并且保证收款人能够收到约定的金额。

区块链技术在互联网安全管理及认证等领域也有很大的优势，被频繁地使用于社交网络、身份证、学历验证等方面，这一节我们将从一个比较具体的方面——身份证讲起。当区块链遇见身份证，会产生怎样的化学反应？如果区块链世界有身份证，又会长什么样？下面，我们就来研究一个神奇的名词——“分布式智能身份认证系统”，也就是区块链世界的“身份证”。 身份证是一件神奇的东西，平时不显眼，离了它却又寸步难行。身份证是用于证明持有人身份的证件，我们住酒店、买车票处处都会用到它，一旦丢失、忘带、被盗用，简直就是一场灾难。 如果你还在担心身份证引发的各种问题，那么基于区块链技术的智能身份认证系统或许可以帮你消除困扰。属于你的区块链身份证会显示你的护照照片、在线头像，姓名下方有一个不可更改的密钥创建日期以及密钥标识，这张身份证上还分布着签名栏、专属二维码、交易编号以及哈希算法证明。

下面详细介绍创建并使用区块链身份证的步骤，大体分为三步：

1. 1.取一个独特的名字

这样其他人就能找到你的区块链ID，只要你好好保存你的密码，那么没有人可以夺走你的名字。

1. 1.创建并确认你的个人档

把你的区块链身份证和社会网络档案连接起来，证明这是你本人的区块链身份证并确认你的个人信息。

1. 1.开始使用你的区块链身份证

你的区块链身份证共享在你的网页、社交网络档案以及名片上，这样人们就可以很容易地在网上找到你了。区块链身份证有两个优势：安全、便捷地解决信息丢失问题；永远不会丢失、永远不会被篡改。

赞赏”期望通过智能合约规范所有作品权利的行使与追溯，同时在作品创作过程中即引入版权服务商进行交易。这可以被称作区块链的版权一条龙服务，从源头到产品，一旦确权便不可修改。我们可以设想一下，如果区块链版权证明大规模推广，那些抄袭者们也不会像如今这样猖狂。 利用区块链技术解决版权维护问题，看上去是一件很美的事情，但实际上它面临着三大挑战：

1. 1.区块链技术的商业化应用和大众化普及，就像如今流行的VR（虚拟现实），虽然概念已经脍炙人口，但普及率依然很低。

• Australian Startup Cyph MD uses Blockchain Technology For Data Sharing in Healthcare[EB/OL]. (2016–08–09) [2017–05–18].http://www.the-blockchain.com/2016/08/09/australian-startup-cyph-md-uses-blockchain-technology-datasharing-healthcare/.

• Babyghost and VeChain: Fashion on the Blockchain[EB/OL]. (2016–10–18) [2017–05–18].https://bitcoinmagazine.com/articles/babyghost-and-vechain-fashionon-the-blockchain-1476807653/.

• Blockchain Going for a Song: New Tech Tunes Up Music Industry[EB/OL]. (2016–05–22) [2017–05–18].https://cointelegraph.com/news/blockchain-going-for-asong-new-tech-tunes-up-music-industry.

• Filament Nets $5 Million for Blockchain-Based Internet of Things Hardware[EB/OL]. (2015–08–18) [2017–05–18].http://www.coindesk.com/filamentnets-5-million-for-blockchain-based-internet-of-things-hardware/.

• IBM Reveals Proof of Concept for Blockchain-Powered Internet of Things[EB/OL]. (2015–01–17) [2017–05–18].http://www.coindesk.com/ibm-revealsproof-concept-blockchain-powered-internet-things/.

• [1] 区块链技术演进史[EB/OL]. (2016–04–25) [2017–05–18].

ezos也正在拥抱以Rollup为中心的路线图；NEAR也正在对数据可用性分片进行设计。本文主要讨论以太坊的模块化趋势。

“区块链不可能三角”又限制了所有属性同时实现极致发展的可能，所以单纯地基于单片区块链的思路做扩容是无法解决以太坊的困境的。

• 模块化混合扩容：layer1（data sharding）+layer2（rollups）

架构设计主要分为四层：执行层、结算层、共识层、数据可用性层。目前很多情况下，行业内也会把执行层和结算层统一称执行层，共识层和数据可用性层统一称为共识层。

*

执行层（Execution Layer）：负责处理链上交易、执行链上订单并验证转账和智能合约的执行，主要将以Rollup为主。模块化区块链发展到一定阶段后，用户通常是基于执行层与区块链进行交互，包括签名交易、部署智能合约以及转移资产等。执行层解决了区块链的可扩展性。

结算层（Settlement Layer）：结算层用于验证Rollup等执行层的执行结果以及解决争议，并结算出状态承诺。

共识层（Consensus Layer）：共识层通过全节点网络下载和执行区块的内容，就状态转换的有效性达成共识，从而提供排序和最终确定性，并以PoS机制验证出块。

数据可用性层（Data Availability Layer）：保证交易数据可以被使用（保证存储且可验证与可用）。需要将验证状态转换有效性所需的数据发布并存储在这一层，一旦遭遇恶意区块提议者扣留交易数据的事件，数据可用性层的数据可用作验证。

anksharding引入的核心机制主要：PBS和DAS。

PBS（Proposer builder separation）是指构建区块时区块提议者（Proposer）和区块构建者（builder）分离。由Proposer提议区块，Builder竞拍交易的排序权并计算区块头，Proposer根据Builder的计算结果打包交易并将区块头写入区块完成出块。在PBS之前的区块提议者（Merge前是Miner，Merge后是Validator）可以通过查看mempool中有哪些交易并采取一些策略来获得MEV的机会以最大化他们的挖矿收益。引入PBS机制后，这种角色分离机制结合Builder排序权的竞拍机制可以一定程度上解决MEV问题，最后的MEV收益相当于会被全网验证者共享。除此之外，PBS还有助于解决分片与信标链的同步问题、以太坊网络的抗审查问题等。

DAS（数据可用性抽样，Data Availability Sampling）是解决区块链状态爆炸的有效方法。让验证节点检查区块可用性，通过使用DAS检查，轻客户端可以通过仅下载一些随机选择的块来验证一个块是否已发布。由于DAS可以对区块数据做并行化验证，所以未来数据分片（Data Sharding）的数量即使很多，也不会增加单个验证节点的负担，反而会刺激更多验证节点加入，从而保证验证节点的充分去中心化。

最终，Danksharding能够通过PBS实现以太坊的中心化出块，通过DAS实现去中心化验证，并且具备一定程度的抗审查性，从而确保以太坊成为可扩展的共识层和数据可用性层，并且能够承接住执行层的更多Rollups。（PS：中心化出块、去中心化验证也是Vitalik在Endgame中提出的对以太坊未来发展的构想。）

们首先思考这样一个问题，你要在网上买一本书，交易流程是什么？

第一步：你下单之后把钱打给了支付宝。

第二步：支付宝收款后通知卖家可以发货了。

第三步：卖家收到通知后给你发货。

第四步：你收到货之后很满意，于是确认收货。

第五步：支付宝收到了你的通知并打钱给卖家。

虽然你是在和卖家交易，但是整个交易都是围绕支付宝展开。因此，如果支付宝系统出了问题，比如天上降下来一块陨石，把支付宝的服务器全砸了，或者由于全球经济危机支付宝倒闭了，无奈的支付宝只好淡然地表示不存在这笔交易，那么这笔交易就会以失败告终，到时候买家卖家就会纠缠不清，双方无法自证。

明去中心化的区块链是如何运行的，我们先把整个去中心化的分布式结构简化为一个极端的情况来探究。我们假设有一个去中心化的小城市，在这个城市里有5个可爱活泼的小伙伴，他们互相借钱的时候，是这么干的：

假设B向A借了1块钱，这个时候，城市里的人怎么办呢？A在人群中大喊：“我是A，我借给了B1块钱！”B也在人群中大喊：“我是B，A借给了我1块钱！”

此时城市里的其他人C、D、E都听到了这些消息，他们拿出了手中的小账本并默默记下：“某年某月某日，A借给了B1块钱。

去中心化的模型极度简化之后，我们就会发现，在这个只有5个人的城市中，已经建立了一个去中心化的系统，这个系统不需要银行，也不需要支付宝。这个模型不需要信任关系，也不需要一个拥有公信力的组织。当分布式结构中的每个人都记账的时候，篡改账本是不可行的。比如B突然不认账了：“我不欠A的1块钱！”这个时候，人民群众C或D或E就会站出来说：“不对，我的账本上明明记录了你在某年某月某日向了A借了1块钱，并且没有查到你还款的记录

没有发现一个问题，在这个模型中，所谓的1块钱根本不重要，也没有人在意，“1块钱”已经变成了一个变量，它可以被替换成任何概念，只要大家承认这是一个有价值的东西即可。

比如A在这个城市中大喊一声：“我创造了一个巴拉拉能量！”城市中的其他人都听见了，于是大家纷纷在自己的小本子上记下“某人有一个巴拉拉能量”，大家甚至不用知道巴拉拉能量是什么，A竟然真的有了一个巴拉拉能量。之后呢？A还能干什么呢？A可以再大喊一声：“我给了B一个巴拉拉能量

问题一：凭什么帮你记账？

凭什么你对着天空大喊一声，别人就要帮你记账，别人的时间不要钱吗？别人的小本子不要钱吗？于是，为了让大家都帮我记账，我增加了一条新的规则，我决定给第一个听到我喊话并且将其记录在小本子上的人奖励。奖励机制也很简单，第一个听到我喊话并记录下来的人，可以得到一个巴拉拉能量的奖励。

这个巴拉拉能量不是白给的，是对你劳动的报酬，就像打工可以挣钱一样，你帮我记账，整个系统都会给你报酬。你要做的事情，有这样几点：首先，你要抢在所有人之前听到了我的喊话并记在了自己的小本子上；记录之后，你还要马上告诉整个城市里的人——这句话我记录完了，你们再记录也没有用了，别人就会放弃这笔赚钱的生意；与此同时，你还要做一件事，就是给自己的记录加一个独一无二的编号，然后把记录和编号一起喊出来，于是，下一个人再记录的时候，就会带着这个记录和独一无二的编号继续下去。

• 区块链系统大约每10分钟会创建一个区块，其中包含了这段时间里全网范围内发生的所有交易。每个区块中也包含了前一个区块的ID（识别码），这使得每个区块都能找到其前一个节点，这样一直倒推就形成了一条完整的交易链条。从诞生之初到运行至今，全网随之形成了一条唯一的主区块链。[3]

二、哈希算法

哈希算法是区块链中保证交易信息不被篡改的单向密码机制。哈希算法接收一段明文后，以一种不可逆的方式将其转化为一段长度较短、位数固定的散列数据。

它有两个特点：

1. 1.加密过程不可逆，意味着我们无法通过输出的散列数据倒推原本的明文是什么；

2. 2.输入的明文与输出的散列数据一一对应，任何一个输入信息的变化，都必将导致最终输出的散列数据的变化。

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在区块链中，通常使用SHA–256（安全散列算法）进行区块加密，这种算法的输入长度为256位，输出的是一串长度为32字节的随机散列数据。[4]区块链通过哈希算法对一个交易区块中的交易信息进行加密，并把信息压缩成由一串数字和字母组成的散列字符串。区块链的哈希值能够唯一而准确地标识一个区块，区块链中任意节点通过简单的哈希计算都可以获得这个区块的哈希值，计算出的哈希值没有变化也就意味着区块中的信息没有被篡改。

在区块链的话题中，我们还经常听到这样的词汇——公钥和私钥。这就是俗称的不对称加密方式，是对以前的对称加密方式（使用用户名与密码）的提高。

我们用电子邮件加密的模型来简单介绍一下：公钥就是给大家用的，你可以通过电子邮件发布，可以通过网站让别人下载，公钥其实是用来加密/验章的。私钥就是自己的，必须非常小心保存，最好加上密码，私钥用来解密/签章，私钥由个人拥有。 在比特币的系统中，私钥本质上是32个字节组成的数组，公钥和地址的生成都依赖私钥，有了私钥就能生成公钥和地址，就能够花费对应地址上面的比特币。私钥花费比特币的方式就是对这个私钥所对应的未花费的交易进行签名。

信息发送者：用私钥对信息进行签名，使用信息接收方的公钥对信息加密。

信息接收方：用信息发送者的公钥验证信息发送者的身份，使用私钥对加密信息解密。

四、时间戳

区块链中的时间戳从区块生成的一刻起就存在于区块之中，它对应的是每一次交易记录的认证，证明交易记录的真实性。

时间戳是直接写在区块链中的，而区块链中已经生成的区块不可篡改，因为一旦篡改，生成的哈希值就会变化，从而变成一个无效的数据。每一个时间戳会将前一个时间戳也纳入其随机哈希值中，这一过程不断重复，依次相连，最后会生成一个完整的链条。

区块链利用Merkle树的数据结构存放所有叶子节点的值，并以此为基础生成一个统一的哈希值。Merkle树的叶子节点存储的是数据信息的哈希值，非叶子的节点存储的是对其下面所有叶子节点的组合进行哈希计算后得出的哈希值。[6]

同样地，区块中任意一个数据的变更都会导致Merkle树结构发生变化，在交易信息验证比对的过程中，Merkle树结构能够大大减少数据的计算量，毕竟，我们只需验证Merkle树结构生成的统一哈希值就可以了

比特币的特点之一就是不可篡改，所有的记录都是无法篡改的，并且公开可查。一旦黑客公布的比特币地址收到了比特币，那么账本上就多了一笔记录，每个人手里的账本会同步更新。每个人都能查到这个记录，之后这个地址的各种转账、提现记录也都是可查的。只要黑客进行了比特币提现这类需要和现实交互的操作，就一定会露出蛛丝马迹.

在区块链中，所有的节点向上回溯，都会到达源头，即区块链中的第一个区块，也就是“创世区区块”。

在“创世区块”诞生之后，比特币的用户通过不断地“做题”，即通过计算寻找满足特定SHA–256哈希值对应的数值解。这个过程就是比特币中的“挖矿”。[7]

当任意一个用户优先计算出符合要求的数值解时，就会在全网范围内广播，而网络中的其他节点收到这条信息会进行验证，若通过验证，其他节点就会放弃计算，并将新创建的区块加到前一个区块的后面

比特币一个区块的容量是1M，1M=1 024KB（千字节）=1 048 576字节，那么一个区块包含的交易总数为：1 048 576÷250≈4 194.3（笔）。比特币中一个区块确认的时间是10分钟，10分钟=600秒， 那么一个区块每秒能处理的交易数为：4 194.3÷600≈7（个）。区块每秒只能处理7笔交易，要是交易数据再大点，可能连7笔都达不到。这样会造成一个结果，比特币上的交易拥堵而缓慢。一笔交易发生之后，前面还有好多交易在排队等待确认，到底要等到什么时候啊？总有一天堵塞到一定程度就会超过容量极限，然后就崩溃了！

1. 1.Bitcoin Classic（比特币经典版），此方案认为应该将这个字段的最大值调到2M，并且以后有计划取前2 016个区块大小的中位数再乘一个约定好的倍数来决定下一批区块的大小上限。

2. 2.Bitcoin XT（比特币新版），此方案认为这个值应该修改为20M，并且每两年翻一番，直到上限值达到8.3G（千兆字节）。

3. 3.Bitcoin Unlimited（比特币无限版），此方案认为这个值多大都行，甚至可以无限大，由矿池决定其大小。 硬分叉的特点如下：

4. 4.没有向前兼容性，之前的版本将不可再用，需要强制升级；

5. 5.在区块链层面会有分叉的两条链，一条旧链，一条分叉新链；

3.需要在某个时间点全部同意分叉升级，不同意的将会进入旧链

软分叉的定义是这样的：

软分叉是指比特币交易的数据结构发生改变时，未升级的节点可以验证已经升级的节点生产出的区块，而且已经升级的节点也可以验证未升级的节点生产出的区块

1. 1.有较好的兼容性，之前版本的部分功能可用，可不升级；

2. 2.在区块链层面没有分叉的链，只是组成链的区块有新区块和旧区块之分；

3. 3.相当长的时间里，可允许不进行升级，继续使用原版本生成旧区块，与新区块并存。

区块链技术实际上是一个分布式数据库，在这个数据库中记账不是由个人或者某个中心化的主体来控制的，而是由所有节点共同维护、共同记账的。所有的单一节点都无法篡改它。

如果你想篡改一个记录，你需要同时控制整个网络超过51%的节点或计算能力才可以，而区块链中的节点无限多且无时无刻都在增加新的节点，这基本上是不可能完成的事情，而且篡改的成本非常高，几乎任何人都承担不起。

管他究竟是谁，什么时候出现，此生还会不会出现，他都实现了我小时候大声喊出的梦想——“我要改变世界”“我要成为世界未解之谜”。下面我们就来具体讲讲这位传奇人物的传奇经历。

传说中的中本聪被描绘成一个集经济学家、数学家、密码学家以及顶级黑客为一体的人物，他的传奇历史始于2008年11月1日，这一天，他发表了一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》，之后他又把理论付诸实践，在2009年1月4日创造了比特币世界的第一个区块，我们称之为“创世区块”，同年1月11日，他开发了一个客户端，其名称非常朴素——比特币客户端0.1版，召唤各路小伙伴们一起玩耍。

故事慢慢演化，比特币终于有了第一笔交易，比特币有汇率了，比特币的技术爱好者有聊天室了，比特币挖矿难度调整了，比特币被某个国家的法律认可了，比特币市值近400亿美元（按2017年5月数据估算）……当然，比特币的成长过程中也伴随着一些“负能量”，诸如比特币暴涨、暴跌，比特币被盗、被告。总之，比特币的历史精彩纷呈，我们会在后面详细阐述。

在这些事件中，中本聪扮演着一个什么角色呢？事件创造者。为什么这么说？因为他消失了，全世界都没人见过中本聪，也没有人听过他的声音，FBI（美国联邦调查局）和全世界的媒体都在找他，但是谁也没找到，大家都能看到2008年比特币创始初期他在论坛、邮箱、网站主页的发言，针对这些看似线索的发言的探究到最后都被逼入了死胡同。

中本聪，在各处的配图中，永远都是用一个背影来代替，但是，我们期待“每个中本聪”创造的99种传说。

当尼克·萨博被自动售货机“砸中”牛顿被树上掉下来的“上帝的苹果”砸中，于是茅塞顿开，发明了牛顿运动定律。在区块链领域，也有这么一个人被自动售货机“砸中”，他发明了智能合约。

尼克·萨博，他是一位计算机科学家、密码学家、法律学者，是智能合约等创新概念的先驱，他还曾被人怀疑是中本聪。目前，他正在募集资金，打算建立一个区块链技术公司。

等到以上三大条件都实现的时候，我们就会发现智能合约已经变得像如今的支付宝一样，你不需要知道背后的技术，但你信任它，而且你不得不使用它来完成交易。在区块链的世界里，智能合约将会无处不在。

从华尔街走出的区块链女性领袖人物

因为比特币及其背后的区块链技术天生带着一种极客的气息以及一种“尔等凡人你们看不懂夜的黑”的高傲气质，所以，区块链行业的权威和意见领袖更多是低调、不爱发表观点的男性。

但是，其中仍然有几位巾帼不让须眉的女性意见领袖，比如区块链创业公司BlockCypher的CEO（首席执行官）凯瑟琳·尼科尔森，该公司已经筹集了350万美元的资金，还有数字资产控股公司的CEO布莱斯·马斯特等。

从小自学Basic语言

我们先来简要说一下这位传奇人物的履历，马克·安德森虽然不像比尔·盖茨、乔布斯那么出名，但是他所走的每一步都和互联网的发展密切相关，我们可以从他的几次创业经历谈一谈。

在最初的十多年里，围绕在安德森身上的光环是“网景公司”——第一代浏览器的缔造者。1992年，安德森和小伙伴一起研发出了第一个加入图像元素的网页浏览器Mosaic。1993年，安德森和合伙人成立了网景公司。1995年，网景公司在纽约上市，市值一度达到29亿美元。24岁的安德森也因此在一夜之间成为亿万富翁。之后，由于IE浏览器（微软公司的网页浏览器）的兴起，1999年，网景公司被迫出手给美国在线，安德森的第一段创业经历结束了。

安德森的第二段创业经历也踩在互联网的风口上，他和合伙人创办了一家云计算公司，名为“Loudcloud”，不过2002—2006年，美国进入了互联网泡沫破裂的时代，风投公司不愿意资助互联网企业，2007年，该公司以16亿美元的价格出售给惠普公司。

之后，安德森又加入了Facebook（脸谱网）董事会，给Twitter（推特网）当时的CEO伊万·威廉姆斯当咨询顾问，2009年，安德森和本·霍罗维茨创建了安德森–霍罗维茨风投公司。

而马克·安德森与区块链的结缘也和这家风投公司有关，安德森–霍罗维茨风投公司投资了比特币交易平台Coinbase，比特币创业公司21Inc和区块链数据商TradeBlock。当然，这些远不能成为他被列为区块链领域风云人物的有力例证

数字货币集团拥有投资公司、收购公司以及永久持有资本的权力，我们不是一个基金，不需要把资金返还给有限合伙人，而是在公司内部重新部署资本。我们的目标是加快一个更好的金融体系的发展。巴里·希尔伯特

• 智能合约将使我们未来不需要银行和律师 [EB/OL]. (2016–06–21) [2017–05–18]. http://it.sohu.com/20160621/n455402402.shtm

• 巴比特。数字资产CEO: 银行将在两年内应用区块链技术，但是成为主流需要5—10年[EB/OL]. (2016–04–07) [2017–05–18]. http://www.8btc.com/blockchain-in-banks-a-reality.

• 巴里·希尔伯特谈DCG在数字货币领域的投资策略[EB/OL]. (2016–02–01) [2017–05–18]. http://www.okcoin.cn/t-1010622.h

区块链技术已经被许多银行认可，多家银行成立了相关的区块链实验室，致力于利用区块链技术打造一个针对银行后台的终极改造工具。一份来自西班牙的报告称，如果银行内部全都使用区块链技术，在2022年以前银行每年都能节省150亿—220亿美元的成本。

区块链+跨境支付

目前主流的传统跨境汇款方式是电汇，其汇款周期一般长达3—5个工作日，除了中间银行会收取一定的手续费，SWIFT（环球同业银行金融电讯协会）也会对通过其系统进行的电文交换收取较高的电讯费，例如在我国通过银行进行跨境汇款会被收取单笔150元的电讯费。

区块链+供应链

供应链金融，简单地说，就是银行将核心企业和上下游企业联系在一起提供灵活运用的金融产品和服务的一种融资模式，也就是把资金作为供应链的一个溶剂，增加其流动性。

在如今的供应链金融体系中，一个特定商品的供应链包括从原材料采购到制成中间产品及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中，将供应商、制造商、分销商、零售商，直到最终用户串连成一个整体。

区块链+信息

银行一旦建立起了自己的区块链，由于其具有不能篡改的特性，客户信息与交易记录被确认后便不受任何人为干预，也无法篡改。这有助于银行识别异常交易，防止欺诈行为的发生。

同时，银行还可以利用区块链技术建立一个分布式账本信息系统，以此检测和分析所有节点用户的交易行为，一旦有异常行为发生，系统就会发出报告，从而有效地防范欺诈、洗钱等违法行为的发生。

区块链热度飙升的背后，世界各国政府、大型金融机构、企业集团纷纷投入大量资源对区块链进行研究。OKCoin币行旗下的应用OKLink是构建于区块链技术之上的新一代全球金融网络，也是中国首个商业化的区块链应用，它致力于推动全球价值传输效率，同时提升全球汇款用户体验。该应用目前已覆盖20多个国家和地区，包括中国、日本、韩国以及东南亚国家等。主要客户是全球中小型金融参与者，包括银行、汇款公司、互联网金融平台等，每月交易额达到几千万美元。

传统跨境汇款方式的缺点：周期长、收费高。而基于区块链技术进行跨境汇款的OKLink可以在去中心化的机制下，使用户以更低的费用和更快的速度完成跨境转账。OKLink使用区块链技术让汇款方和收款方直接进行支付、结算，省掉了所有的中间环节费用，整个网络只在中间汇率的基础上收取不超过0.5%的费用，绝无其他隐藏费用，并且保证收款人能够收到约定的金额。

区块链技术在互联网安全管理及认证等领域也有很大的优势，被频繁地使用于社交网络、身份证、学历验证等方面，这一节我们将从一个比较具体的方面——身份证讲起。当区块链遇见身份证，会产生怎样的化学反应？如果区块链世界有身份证，又会长什么样？下面，我们就来研究一个神奇的名词——“分布式智能身份认证系统”，也就是区块链世界的“身份证”。 身份证是一件神奇的东西，平时不显眼，离了它却又寸步难行。身份证是用于证明持有人身份的证件，我们住酒店、买车票处处都会用到它，一旦丢失、忘带、被盗用，简直就是一场灾难。 如果你还在担心身份证引发的各种问题，那么基于区块链技术的智能身份认证系统或许可以帮你消除困扰。属于你的区块链身份证会显示你的护照照片、在线头像，姓名下方有一个不可更改的密钥创建日期以及密钥标识，这张身份证上还分布着签名栏、专属二维码、交易编号以及哈希算法证明。

下面详细介绍创建并使用区块链身份证的步骤，大体分为三步：

1. 1.取一个独特的名字

这样其他人就能找到你的区块链ID，只要你好好保存你的密码，那么没有人可以夺走你的名字。

1. 1.创建并确认你的个人档

把你的区块链身份证和社会网络档案连接起来，证明这是你本人的区块链身份证并确认你的个人信息。

1. 1.开始使用你的区块链身份证

你的区块链身份证共享在你的网页、社交网络档案以及名片上，这样人们就可以很容易地在网上找到你了。区块链身份证有两个优势：安全、便捷地解决信息丢失问题；永远不会丢失、永远不会被篡改。

赞赏”期望通过智能合约规范所有作品权利的行使与追溯，同时在作品创作过程中即引入版权服务商进行交易。这可以被称作区块链的版权一条龙服务，从源头到产品，一旦确权便不可修改。我们可以设想一下，如果区块链版权证明大规模推广，那些抄袭者们也不会像如今这样猖狂。 利用区块链技术解决版权维护问题，看上去是一件很美的事情，但实际上它面临着三大挑战：

1. 1.区块链技术的商业化应用和大众化普及，就像如今流行的VR（虚拟现实），虽然概念已经脍炙人口，但普及率依然很低。

• Australian Startup Cyph MD uses Blockchain Technology For Data Sharing in Healthcare[EB/OL]. (2016–08–09) [2017–05–18].http://www.the-blockchain.com/2016/08/09/australian-startup-cyph-md-uses-blockchain-technology-datasharing-healthcare/.

• Babyghost and VeChain: Fashion on the Blockchain[EB/OL]. (2016–10–18) [2017–05–18].https://bitcoinmagazine.com/articles/babyghost-and-vechain-fashionon-the-blockchain-1476807653/.

• Blockchain Going for a Song: New Tech Tunes Up Music Industry[EB/OL]. (2016–05–22) [2017–05–18].https://cointelegraph.com/news/blockchain-going-for-asong-new-tech-tunes-up-music-industry.

• Filament Nets $5 Million for Blockchain-Based Internet of Things Hardware[EB/OL]. (2015–08–18) [2017–05–18].http://www.coindesk.com/filamentnets-5-million-for-blockchain-based-internet-of-things-hardware/.

• IBM Reveals Proof of Concept for Blockchain-Powered Internet of Things[EB/OL]. (2015–01–17) [2017–05–18].http://www.coindesk.com/ibm-revealsproof-concept-blockchain-powered-internet-things/.

• [1] 区块链技术演进史[EB/OL]. (2016–04–25) [2017–05–18].