为什么区块链“无需信任”？

前言：区块链是无需信任的说法常常令人困惑。 区块链本身是算法信任或分布式信任，通过去中心化实现系统信任。 区块链的核心是在没有传统中介的情况下实现信任，实现价值的自由流通。 本文作者Preethi Kasireddy，来自medium.com，蓝狐笔记社区“Kaiya”翻译。

许多人将区块链描述为一个无需信任的系统。 在我看来，“无需信任”这个词是模棱两可的，最重要的是，对于区块链来说是不准确的。

区块链实际上并没有消除信任，整个区块链系统所做的只是减少系统中每个参与者所需的信任量。 区块链系统通过激励机制保证每个参与者按照系统约定进行合作，从而实现信任向每个参与者的分配。

下面我们将通过一些例子来详细解释。 一个真正的去信任交易系统应该是这样的：假设有两个人要转账，因为是线下交易，所以很容易验证。

首先比特币卖出去后汇款多久后到账户，他们来的时候真伪没有问题，因为交易方式是现金交易，其次，不存在双花问题，因为每种货币都有自己的唯一编号。

这种交易在理论上是完美的，但交易量有限，只有在物理位置足够近的情况下才有可能采用这种交易。 如果你想大规模运作，那么这个交易系统应该允许世界上任何人自由转移资金。 因此，我们需要如下图所示的转账交易系统：

从图中可以看出，我们实现这一点的方式是通过中介促进价值转移，以确保实际发送方发送的钱是真实有效的。 那么谁会是一个完全值得信赖的中介呢？ 在真实的交易系统中，这个中介可以是银行（比如chase bank）、支付提供商（比如paypal）、汇款公司（比如western union）、信用卡公司（比如visa）等等.

在这种中心化模式下，银行确认并确保你收到的钱是真实有效的。 换句话说，除非物质价值直接从一个人转移到另一个人，否则必须有一些我们信任的中介。

区块链也不例外。 区块链允许两个人通过协议通过互联网以点对点的方式相互交易。 当您在区块链系统中将数字货币从一个账户转移到另一个账户时，意味着您信任区块链底层系统支持该转移，并确保发送方的真实性和数字货币的有效性。

在中心化系统中，我们委托第三方（如大通银行）作为中介来保证转账的真实性和有效性。 在分布式系统中，第三方中介将被公钥密码系统和共识机制所取代，以确保传输的真实性和有效性。

公钥密码学（非对称密码学）通常由两组密码组成，一组是任何人都可见的公钥，另一组是只有所有者可见的私钥。 每笔转账交易都将由私钥进行数字签名。 数字签名可以保证每笔交易都来自数字货币的所有者，也保证了交易一旦发送，交易就不会被篡改。

更改交易的任何信息都会导致验证失败。 如下图所示，交易的验证过程是使用交易发起方的公钥来验证交易信息的正确性。

公钥密码学可以帮助我们在点对点交易中验证账户的真实性和转账的有效性。 然而，这并不能保证双重支出问题（double spending problem）。 因此，我们需要持续跟踪每个账户，以确保每笔交易的有效性，避免双重支付问题。

这时候就需要一个共识机制来保证账本的真实性（shared truth）。 区块链持有一个共享分类账，为我们提供系统状态的绝对真实性。 它使用数学、经济学和博弈论来确保和激励系统中的所有参与者达成共识比特币卖出去后汇款多久后到账户，或就账本的单一状态达成共识。

让我们以比特币为例。 比特币协议中有一种称为工作量证明的共识算法，它将系统中的所有参与者联系在一起。 为了确认每笔交易，共识算法需要一组节点（即矿工）通过解决复杂的算法问题来竞争验证交易。

换言之，比特币协议通过经济手段激励矿工购买具有更高算力的机器来解决复杂的算法问题。 这些激励措施包括每笔交易产生的交易手续费和产生新区块时系统给予的比特币奖励。

由于这些激励措施，矿工不断监控整个比特币网络以收集每一笔交易以产生新的区块，然后他们使用计算资源来解决复杂的算法以证明他们做了工作。 第一个解决算法的矿工将证明和新区块添加到区块链账本中，同时将区块广播到全网。 此时，网络中的其他矿工将验证并同步最新的区块。

由于矿工竞相产生新的区块，有时会同时产生多个区块，这会导致出现很多分叉链，如下图所示：

那么整个网络的规范链就是最长的链，最受矿工信任并持续工作的链。

每一个新的区块以这种方式加入到账本中都会增加系统的安全性，因为攻击者想要修改账本的历史数据必须提供全网51%以上的算力才能做出修改后的账本成为最长的链。 这在现实中是不可能的，这就是用户可以继续信任该系统的原因。

所以当我们在区块链网络上进行转账交易时，我们信任那些矿工贡献的算力，以确保不存在双重支付问题。

当然，即使机器能够提供完美的共识，还有其他重要方面我们仍然无法达成 100% 的共识。 例如，当底层网络需要升级、改进或维护时，我们需要某种方式来信任网络及其成员以适当地处理这些变化。

在这种情况下，就需要第三方参与者之间的协调，也就是我所说的社会共识。

例如，当一个区块链系统需要升级（例如，更好的交易日志）时，我们需要一个治理机制来协调所有利益相关者，如用户、开发者和投资者等，以得出最佳解决方案。 或者当对最佳解决方案存在分歧时，社区需要就下一步做什么达成共识。

如果不能达成共识，那么区块链网络就会硬分叉，每个参与者都将被迫选择一方，而不是大家达成的共识。 这可能会导致用户失去对系统的信任，因为他们无法确定哪条链是有效的。

正如我在之前的文章中所描述的，区块链治理有许多不同的模型，并且它仍然是社区积极研究的领域。 区块链治理是一个棘手的问题，在集中和分散控制之间找到平衡对于维持每个人对系统的信任至关重要。

当我们说区块链不需要信任时，是指系统中的所有参与者都可以通过这些机制达成某种标准的共识。 权力和信任分布在系统参与者（例如开发人员、矿工和消费者）之间，而不是集中在单个个人或实体（例如银行、政府或金融机构）中。

也许更准确的描述区块链的方式不是去信任，而是基于分布式信任：我们相信每个人都是可信系统的一部分。