通常所说的区块链，其实是综合了储存、通信网络、加密等多项技术于一体的综合性技术，由于数据采用链式连接方式这一显著的创新特点而被命名为区块链。

  区块链的数据结构分为区块头、区块体，不同区块之间通过前一区块头的哈希值连接，形成链式结构，区块头与区块体之间通过默克尔根字段相连。

  以主流公链ETH（以太坊）为例，存储在区块头中的主要数据包括父区块头哈希值、当前区块交易相关的默克尔树根节点哈希值、区块难度值、矿工地址、区块高度、Gas上限、Gas费用、时间戳、Nonce值等，区块体中存储的数据则包括交易记录表和叔区块，由矿工打包。

  基于区块链这一特性，可以每一笔交易都是可追溯的，每个交易地址都是唯一的，公开透明。

  技术上，区块链上在区块中已经确认的数据将永久存于链上，具有不可篡改的特性。当矿工或者超级节点采用共识算法完成出块后，会通过 P2P 协议向全网广播（P2P 协议是一种分布式网络协议，早于区块链技术出现），各个节点在收到广播信息确认后，会更新区块数据，该机制实现了去中心化的分布式数据记录，通过共识算法保证恶意节点无法篡改信息。

  去中心化是区块链技术的一个重要指标，代表着区块链的开放程度和不受人为操控的难度，因此，完全的去中心化是早期的区块链参与者的绝对信仰。根据开放程度，区块链大概能分为三类：

  共识算法是区块链建立去中心化信任的基础，当前主流公链共识算法分为 3 类，分别为 PoW 、PoS 、DPoS。PoH作为一种新的共识算法近期受到了较大的关注，而PooI验证池和PBFT则是联盟链和私链中较为常见的共识算法。

  1) PoW 算法：即 Proofof Work，工作量证明，以算力消耗为基础的共识机制，比特币、以太坊1.0采用 PoW 算法。以比特币为例，不断进行 SHA256 计算，最终找出满足给定数量前导 0 的哈希值的节点有权出块，其他节点的计算则作废。PoW算法的原理决定了链上的绝大部分算力都会被浪费掉，不会有实际效力，资源浪费率极高，且不存在任何根本性改进的办法。

  2) PoS 算法：ProofOf Stake，权益证明，以太坊 2.0 采用该算法，引入币龄概念，持有币越多获得出块的概率越高，该算法降低了计算量，提升了 TPS，牺牲了一定去中心化程度。

  3) DPoS 算法：Delegated Proof of Stake，委托权益证明，各节点将手中的代币抵押投票给最有能力、有信誉的节点出块，以 EOS 区块链为例，全网投票选出 21个超级节点，21个超级节点轮流去生产区块，这一算法可以大幅度的提高 TPS，但去中心化程度进一步降低。

  PoW共识算法保证数据不可篡改的核心是认为很难有人能控制全网超过51%的算力作恶，如果有这个能力则挖取比特币获得激励为更优的选择。PoS算法与 DPoS共识算法的核心是认为有大量币的节点不会倾向于作恶，而是更愿意维护环境获得利益。

  4) PooI验证池：Pool验证池基于传统的分布式一致性技术建立，并辅之以数据验证机制，是目前区块链中普遍的使用的一种共识机制。

  Pool验证池不需要依赖代币就可以工作，在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础之上，能轻松实现秒级共识验证，更适合有多方参与的多中心商业模式。不过，Pool验证池也存在一些不足，例如该共识机制可以在一定程度上完成的去中心化程度不如PoW机制等。

  5) PBFT：PracticalByzantine Fault Tolerance，即实用拜占庭容错算法，是一种共识节点较少的情况下使用的共识算法，常用于联盟链。PBFT系统中有一个节点会被当作主节点，而其他节点都是子节点。系统内的所有节点都会相互通信，最终目标是大家能以少数服从多数的原则达成数据的共识。

  6) PoH：Proof of History，即历史时间证明算法，旨在通过将时间本身编码到区块链中来减轻处理块中网络节点的负载。PoH采用创新的分片式时钟，将时间和状态解耦。简单来说就是将全局的时间链和每个区块的时间链分开，状态的更新不再需要全局时间的同步。PoH通过引入一个名叫信标链（Beacon Chain）的时间源，为分片架构提供全局时钟，每个分片都有自己的独立时钟体系，它们周期性地将自己的时钟与全局时钟同步。PoH同时引入了可验证延迟函数(VDF)，用于验证分片与全局时钟的同步操作，解决信任问题。PoH解决了时间的挑战，由此减少了区块链的处理重量，使其更轻、更快。

  区块链网络中存在“不可能的三角”：扩展性（Scalability）、去中心化（Decentralization）与安全（Security），即无论采用何种共识机制，皆无法同时兼顾扩展性、安全性、去中心化这三项要求。当系统追求高TPS的时候，必然会牺牲掉一部分安全性或是导致系统过于中心化。以联盟链为例，虽然其实现了低能耗和高性能，却导致了系统过于中心化。

  当前主流的公链，则更追求于去中心化与安全，牺牲的是执行效率。如比特币采用PoW共识机制，每秒处理7笔交易，每笔交易确认的时间近1个小时；以太坊每秒可处理20笔左右交易，每笔交易确认的时间在4~8分钟左右，这样的机制达到了足够安全和去中性化的需求。而中心化机构，Visa 官方披露VisaNet 网络2020年处理总计2040亿笔交易，平均对应每秒6469笔交易，支付宝高峰时期每秒处理几十万笔交易。因此，中心化的系统也有其优势所在，一味地追求去中心化并不可取。

  笔者以为，高度去中心化的理想是区块链的应用陷阱；区块链要被更广泛地应用于复杂的商业应用中，就需要抛弃去中心化的执念，因为对真实的应用场景来讲，高度的去中心化除了造成大量资源浪费并导致效率低下外，并没什么实际的意义，根本原因在于：

  区块链的资源消耗，随着参与节点的数量线性增加，过多的参与节点将导致极其大量的资源浪费。中心化程度越高，性能越低，资源浪费程度越大，这非常反人类。抛开PoW等共识算法造成的算力浪费，一项中心化系统上运行的业务，迁移到1万个节点的区块链上，则资源消耗最少增加1万倍。如果大量的应用迁移到区块链时，造成的资源浪费将变得不可想象。

  高度去中心化的公链，代币及目前承载的应用，仍然是以高度炒作为目的，距离真正实用仍然非常遥远；当然，更文雅的说法是都是处于非常早期的阶段。过于低下的性能限制DAPP应用走向实用的可能性。

  随着区块链运行时间和应用的增加，成为节点的成本也将逐渐增加，普通用户成为节点的意愿也随之降低。所以，不论如何追求去中心化程度，节点数也无法增加到想象中的千万级别。如果成为节点的成本是1万美元，那么99%的普通用户都不会有成为节点的意愿；如果成本增加到10万美元，那么恐怕只有公司或者组织才会参与了。

  由于所掌握的物理资源的关系，大多数节点只能是没有记账功能的轻量化节点，而具有记账功能的节点仍然会“中心化”——会集中到少数人或者组织手里。比如，比特币或者以太坊，出块的权利基本上被几大矿池所垄断。

  区块链节点集中在少数人“富人”手中后，这意味依靠庞大数量的节点来实现高度去中心化的理想面临破产。同时也代表着大量的“穷人”在区块链中绝对没话语权，只能被动的选择相信别人（记账节点），这和中心化系统中普通人的处境本并没有本质的区别。

  当区块链大佬（个人或者组织）控制的节点数，在整条链中成为了相对或者非常大的优势地位的时候，这个大佬也就对区块链的每个方面拥有了极高的话语权；如果刚好这条链很重要，那么这个大佬完全有一定的概率会主动谋求对应的政治地位，从而可能主动引发区块链生态和政权体系的矛盾。

  矿工激励，也能够理解为对能源消耗和节点成本的补偿，区块链平台以代币的方式激励出块的矿工（争取到记账权的节点），随着交易拥挤以及代币价格持续上升，支付的费用以法币计算也会显得慢慢的升高，这一机制也弱化了去中心化带来的成本优势。

  同时，如果代币无法补偿节点成本的话，那节点就会面临亏损，长期的亏损将迫使节点不得不退出，故无论区块链如何追求去中心化，节点数增加到少数后必定面临滞胀问题。

  尽管区块链从技术角度可以限制作恶的节点，但无法限制来自非技术领域的“作恶”，比如，像美国这样强大的国家政权，想要限制、破坏、控制甚至摧毁一条区块链网络并非不可能，只取决于是否有这个必要。

  而达成“作恶”的手段，可以是政策、意识形态裹挟、产业链控制、垄断节点、暴力（直接控制区块链的组织和个人）等其中的一种或者多种。

  各公链的技术演进方向都在淡化去中心化概念，着重提高性能，这也说明去中心化理念迟早会被抛弃。

  区块链最重要的属性包括不可篡改性、永久性和公开可追溯性，这主要得益于签名算法、链式结构和分布式存储，对大多数场景而言，这些重要的特性并不依赖于高度去中心化，适当的去中心化即可。换句话说，不可篡改性、永久性和公开可追溯性远远比去中心化更有实用价值。

  综上所述，区块链的去中心化理念，其实是一个陷阱，而不是一个信仰。我们该跳过这陷阱，更多的关注不可篡改性、永久性和公开可追溯性等特性，才能使得区块链这一技术有更广阔的应用前景。抛弃掉去中心化这个累赘后，区块链的经典结构将变成由少量参与共识节点（授权节点）和少数的只读节点（公共节点）构成，在有限的资源冗余度的前提下，达到应用场景需要的较高的解决能力。这种区块链，和N+M型式的多节点中心化系统非常相似，如下图：

  N+M型中心化系统中，N个写入节点对应着区块链的共识节点，M对应着一般的公共节点，故牺牲一定的去中心化程度、追求性能的区块链网络，其拓扑结构也无限的接近这类中心化系统，他们之间在核心区别点在于：中心化系统一般都会采用RDMS或者NoSQL型数据库进行数据存储，而区块链则采用了链式数据存储。

  对于RDMS或者NoSQL型数据库，有权限的管理人员具有增加、修改、删除相应业务数据的能力；而拥有管理员权限的技术人员，甚至具有不通过业务系统就能修改所有业务数据的能力。这样的能力，存在着因种种原因被滥用的潜在威胁。但是，区块链没有这种威胁，因为区块链没有管理人员这种角色，也不会存在管理员权限。由于链式存储的原因，区块链上的任何一个历史区块都无法被修改。如果要修改某一个历史区块，则需要从修改的块开始重新生成（或者说伪造）后续的整个区块链数据。对于去中心化程度不高的区块链来说，技术上是可能的，但是考虑到所有的共识节点都是经过授权，故大部分节点都同时作恶的可能性并不高。对某项业务来说，如果掌握这项业务的大部分个人或者组织都已经变了“颜色”的话，那么任何技术方法都将是徒劳的。

  通常情况下，中心化系统对于历史数据是有一定保存期限的，超出期限的数据可能会被清除，或者转移到一个离线系统去保存。而区块链则会保存完整的历史数据，当然，一些轻量化节点可能也会甩开历史的包袱，只同步某个区块之后的数据，因为太”遥远”的历史数据使用率确实不高。

  无论是中心化系统还是区块链系统，对普通人而言，基本上没有太大区别，因为通常情况下，普通人都是没有很好的方法修改业务数据的。

  相对于中心化系统而言，区块链的系统升级难度更大，每一次升级都面临分叉的问题，在适应快速变化的业务方面表现很糟糕。在这一个方面，中心化系统的表现远远优于区块链。

  通过上面的分析，我们大概能总结一下区块链的可能应用场景：业务逻辑相对固定，对数据的不可篡改性、永久性和公开可追溯性的其中一个或者多个特性有较高要求的场景。这样的应用场景，实际上并不普遍。而将大型应用场景进行拆分，则不难发现很多应用中的部分小场景有这样的需求或者潜在需求。因此，我们有理由认为，区块链独自承担大型应用的前景至少目前看来并不那么明朗，而更多的可能则是和中心化系统整合，作为整体解决方案的一部分存在，以联盟链或者私链的方式成为大型应用场景的支撑性技术之一。甚至于，在区块链头上的热点光环没有消失之前，区块链在整体技术方案中还能经常性的占据C位。

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