公信力-《图解区块链》读书笔记

智人之所以能够以劣势的生理特性横扫五大洲，成为唯一存活下来的人类，并且主导了地球进化的方向，其原因在于其通过独有的语言和文字创造了虚构的概念。人类通过对这些"虚构的概念共识"实现了大规模合作的可能，从而创造了人类辉煌。 ——《人类简史》
利用可信程序获取公信力，区块链可能成为这种虚构的力量。

引言

庚子春节注定与众不同，新冠肆虐，小拽积极响应国家号召，不恐慌，不传谣，躺在家里给社会做贡献^_^。

最近几年，区块链和比特币一直是追捧的热点，闲来无事，翻了翻15年解读区块链的一本书，算是回望历史，结果充分佐证了一句话：拿后来的认知水平去质疑过去的应对策略，是很不负责任的，肺炎亦然。

本书整体打分2星，除了复盘看看，不值得一读。
笔记主要记录了区块链的一些思考、应用和golang的一个简单实现。

一、是什么？

区块链到底是什么，不同领域认识偏差很大，常被用到的词有”自由”、”信任”、”价值转移”、”安全”等等。

百科定义：区块链是一个信息技术领域的术语。从本质上讲，它是一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有“不可伪造”“全程留痕”“可以追溯”“公开透明”“集体维护”等特征。基于这些特征，区块链技术奠定了坚实的“信任“基础，创造了可靠的“合作”机制，具有广阔的运用前景。

从程序员角度看什么是区块链

小拽定义：区块链是一种开发完成后，任何人无法干预运行的可靠程序。

之所以这样定义，小拽认为，区块链有两个关键技术目标：不可干预和可靠运行。进而达到程序具有公信力的最终目标。

• 不可干预：要求具有公信力的算法和架构设计，设计者本人也无法直接修改，只能按照既定规则运转，不可篡改。例如比特币使用的算法，即使创始人中本聪也无法修改。
• 可靠运行需要提供分布式存储，异常容灾，可扩展等架构能力，来保证稳定的运行，不会被攻击，出异常。例如比特币目前来看分布式存储，选举机制，容量也是可以从1M扩展到8M(国际扩展到20M)。

而最终达到的目标是大家认可，也就是具有了所谓的“公信力”。信任本就贵，公信价更高。而公信力的获取和维持成本极高，例如银行要维持自己的公信力，花大量资金拿牌照（找背书），在核心区建网点（提面子），还要有准备金，审计等等；而国家甚至要考军队来维持公信力。

简而言之区块链就是一个不能被篡改的，大家都觉的​灰常靠谱的数据记录方式！

二、如何用？

区块链的关键意义在于利用可信程序获取公信力，那么如何应用？仁者见仁智者见智，小拽列举一些小的思考。

• 可信记录：比如电子病例、电子学历、电子合同、电子护照等。一旦通过区块链记录下来，就不能被以任何手段篡改，可以降低机构的公信成本。那么问题来了，写错了怎么办？答案是只能写一个新的，就像财务系统一样，钱记录错了，是不能擦掉的，只能后面新入一笔账。
• 保险行业：保险行业接近三分之一的成本用于管理费用，那么如果区块链可以解决公信力，那么互助险是否可以利用区块链记录分摊过程来降低管理成本？
• 股权交易：这个本身就是完全靠公信力来支撑的运营方式，
• 电子商务：有了区块链的公信力，是否还需要“支付宝”，是否可以有更可靠的预付款和信用链？
• 物联网：每个物联网设备的“数字化身份”、“验证”、“记录”，链式不可篡改的结构是否解决这块问题？
• 反洗钱：所以记录至少是公开透明，不可篡改的，是否可以更利于追查？

三、Golang实现一个简单的区块链

具体看代码，入门golang写的一个小栗子，核心是信息加密和链
实际应用中有一个经典的链式结构参考：《热点账户设计》

package main

import (
    "crypto/sha256"
    "encoding/hex"
    "encoding/json"
    "io"
    "log"
    "net/http"
    "os"
    "time"

    "github.com/davecgh/go-spew/spew"
    "github.com/gorilla/mux"
    "github.com/joho/godotenv"
)


type Block struct {
    Index     int       // 是这个块在整个链中的位置
    Timestamp string    // 生成块的时间戳
    BPM       int       // 心跳
    Hash      string    // SHA256 生成的散列值
    PrevHash  string    // 前一块的hash散列值
}

// 整个区块链
var Blockchain []Block


type Message struct {
    BPM int
}

// 计算给定的数据的 SHA256 散列值
// 这个 calculateHash 函数接受一个块，通过块中的 Index，Timestamp，BPM，以及 PrevHash 值来计算出 SHA256 散列值
func calculateHash(block Block) string {
	record := string(block.Index) + block.Timestamp + string(block.BPM) + block.PrevHash
	h := sha256.New()
	h.Write([]byte(record))
	hashed := h.Sum(nil)
	return hex.EncodeToString(hashed)
}

// 生成新的区块链，通过迁移块的hash + 时间戳 + 特定参数
func generateBlock(oldBlock Block, BPM int) (Block, error) {
	var newBlock Block
	t := time.Now()
	newBlock.Index = oldBlock.Index + 1
	newBlock.Timestamp = t.String()
	newBlock.BPM = BPM
	newBlock.PrevHash = oldBlock.Hash
	newBlock.Hash = calculateHash(newBlock)

	return newBlock, nil
}

// 校验块，主要检查区块的传递是否正确，
// 通过Prehash 与前一块的hash是否一致，通过cal算出当前hash是否一致
// 校验的原则：始终选择最长的链
func isBlockValid(preBlock, afterBlock Block) bool {
	if preBlock.Index+1 != afterBlock.Index {
		return false
	}

	if preBlock.Hash != afterBlock.PrevHash {
		return false
	}

	if calculateHash(preBlock) != afterBlock.Hash {
		return false
	}

	return true
}

// 最长的链标识数据是最新的，所以需要一个函数来将本地过期的链切换成最新的
// 检查长度，直接替换
func replaceChain(newBlocks []Block) {
	if len(newBlocks) > len(Blockchain) {
		Blockchain = newBlocks
	}
}

//>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
// 上面是xiaozhuaichain 的主要函数，下面采用web方式来展现

// 初始化web服务
func run() error {
    handler := makeMuxRouter()
    httpAddr := os.Getenv("ADDR")
    log.Println("Listening on ", os.Getenv("ADDR"))
    s := &http.Server{
        Addr:           ":" + httpAddr,
        Handler:        handler,
        ReadTimeout:    10 * time.Second,
        WriteTimeout:   10 * time.Second,
        MaxHeaderBytes: 1 << 20,
    }

    if err := s.ListenAndServe(); err != nil {
        return err
    }

    return nil
}

// get 请求来查看链，post请求来写链
func makeMuxRouter() http.Handler {
    muxRouter := mux.NewRouter()
    muxRouter.HandleFunc("/", handleGetXiaozhuaiChain).Methods("GET")
    muxRouter.HandleFunc("/", handleWriteBlock).Methods("POST")
    return muxRouter
}

// 读取
func handleGetXiaozhuaiChain(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    bytes, err := json.MarshalIndent(Blockchain, "", "  ")
    if err != nil {
        http.Error(w, err.Error(), http.StatusInternalServerError)
        return
    }
    io.WriteString(w, string(bytes))
}


// 写入
func handleWriteBlock(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    var m Message

    decoder := json.NewDecoder(r.Body)
    if err := decoder.Decode(&m); err != nil {
        respondWithJSON(w, r, http.StatusBadRequest, r.Body)
        return
    }
    defer r.Body.Close()

    newBlock, err := generateBlock(Blockchain[len(Blockchain)-1], m.BPM)
    if err != nil {
        respondWithJSON(w, r, http.StatusInternalServerError, m)
        return
    }
    if isBlockValid(newBlock, Blockchain[len(Blockchain)-1]) {
        newBlockchain := append(Blockchain, newBlock)
        replaceChain(newBlockchain)
        spew.Dump(Blockchain)
    }

    respondWithJSON(w, r, http.StatusCreated, newBlock)

}

// response
func respondWithJSON(w http.ResponseWriter, r *http.Request, code int, payload interface{}) {
    response, err := json.MarshalIndent(payload, "", "  ")
    if err != nil {
        w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
        w.Write([]byte("HTTP 500: Internal Server Error"))
        return
    }
    w.WriteHeader(code)
    w.Write(response)
}

func main() {
    err := godotenv.Load()
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    go func() {
        t := time.Now()
        // 小拽，第一个创世块
        genesisBlock := Block{0, t.String(), 0, "", ""}
        spew.Dump(genesisBlock)
        Blockchain = append(Blockchain, genesisBlock)
    }()
    log.Fatal(run())

}

四、一点摘录

P12：区块链的五大特性：去中心化(Decentralized)、集体维护(Colletively maitain)、高度透明（Transparent）、去信任(Trustless)。

P18：央行发型数字货币的原则（周小川）

• 提供便利和安全性
• 保护隐私与维护社会秩序、打击违法犯罪的平衡（显然比特币打破了平衡）
• 有利于货币政策的有效运行和传导
• 保留货币主权的控制力
  （显然，比特币或者目前已知的电子货币还都不具备）

P89：区块链的关键意义：无需中介和公信力。两大意义主要通过共享账本和共识机制两种技术实现。

P10：区块链的每个区块的三要素：本区块的ID，加密一段时间内全部的信息体，上一区块ID。

P16：现钞的发行和汇拢基于“中央银行-商业银行机构”的二元体系来完成。数字货币的发行和运行同样要基于该体系，但是“运送”和“保管”会发生变化，运送方式有物理运送变为电子运送，保存方式变为云计算空间——周小川

P19：R3的核心职能是指定银行业区块链技术开发的行业标准。目的是要做一个全球的去中心化的实时银行间清结算系统。

P43：中国对比特币是绝对禁止，但是对区块链“是一项可选的技术”
（15年对于区块链已经是认可的，但比特别明令禁止，和目前差异不大）

P111：2016年2月，央行明确表示发行数字货币的战略目标，争取早日退出央行的数字货币。

20200126 于西山林语