區塊鏈構建信任

為什麼說區塊鏈是「去信任」的？

維基網路中，從心理學角度對信任的解釋如下：

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信任是指，相信被信任的人會做出預期的事。

結合我對信任的理解，信任包含幾個關鍵點：

1.?信任是一個心理預判。

2.信任是有程度的。

3.信任是單向的。比如我信任你，但你不一定信任我。

4.信任是有維度的。

??道德上的信任：我信任他不會干壞事。

??能力上的信任：我信任他能搞定這個事。

心理預判一般來源於兩個因素：歷史經驗和客觀規律。當然，這兩個因素並不矛盾。事實上，我們大部分的預判，是同時建立在這兩個因素之上的。

構建信任關系除了可以讓彼此的信任的雙方得到心理的上的愉悅感外，更重要的是，信任可以提升合作效率，甚至完成一些單體無法完成的事情。對於歷史經驗形成的信任關系，需要靠時間來積累。如果雙方合作，都要從0開始積累，顯然是低效的。為了提升效率，我們常常會引入第三方，在雙方無歷史經驗可供參考的情況下，來實現兩者間的合作關系。我們可以把這個第三方信任機構或工具稱之為「信任中介」。

原子模型

信任傳遞：A信任T，T信任B，A可以通過T間接的與B產生合作關系。比如B想借錢，T沒錢，A有錢；此時A可以把錢先給T，T再把錢給B。當B違約時，T幫B把錢還給A。

去信任：A信任T，B信任T。在A和B在互不信任的情況下，A和B將各自需求提給T，由T來達成A和B各自的需求；或者A直接與B產生合作關系，但都是在T的監視下完成，由T來確保A和B都是按交易的要求完成的。

註：黃色箭頭代表著信任的方向。

其中「信任傳遞」和「去信任」的主要區別在於，信任傳遞中的T參與雙方的交易，也承擔責任；而去信任模型中的T，不參與交易，也不承擔責任。

區塊鏈本身是一個平台工具，提供了一個不可篡改的記賬服務。他無法促使交易雙方彼此互相信任，也無法參與到雙方的交易中；作為一個沒有生命的工具，當然也無法承擔交易責任（比如A違約，B發假貨啥的，都屬於交易責任；至於記賬的正確性，系統的安全性責任，當然還是由區塊鏈保障）。因此區塊鏈所實現的是「去信任」模型，而非「信任傳遞」模型。

當然，在區塊鏈記錄大量交易數據後，則給人提供了一種可靠的經驗數據。比如當A不信任B時，但在鏈上可以查閱B發生了大量的成功交易。此時A可以判斷，B是一個可以相信的人。這是一個衍生的能力。也就是我們常提的「增信」的由來。無論是否有歷史交易數據，在區塊鏈平台上的交易仍然是在去信任模型下完成的。

信任是一個泛概念，包含的場景非常豐富，比如合作信任、感情信任、交易信任……而在區塊鏈的世界裡，當前主要涉及的場景是交易信任。當然，還可以利用區塊鏈的不可篡改性提供存證服務，以解決其他場景的信任問題。

至於區塊鏈如何做到不可篡改的記賬服務，請參見《區塊鏈如何確保交易安全？》

區塊鏈本身解決的就是陌生人之間大規模協作問題，即陌生人在不需要彼此信任的情況下就可以相互協作。那麼如何保證陌生人之間的信任來實現彼此的共識機制呢？中心化的系統利用的是可信的第三方背書，比如銀行，銀行在老百姓看來是可靠的值得信任的機構，老百姓可以信賴銀行，由銀行解決現實中的糾紛問題。但是，去中心化的區塊鏈是如何保證信任的呢？

實際上，區塊鏈是利用現代密碼學的基礎原理來確保其安全機制的。密碼學和安全領域所涉及的知識體系十分繁雜，我這里只介紹與區塊鏈相關的密碼學基礎知識，包括Hash演算法、加密演算法、信息摘要和數字簽名、零知識證明、量子密碼學等。您可以通過這節課來了解運用密碼學技術下的區塊鏈如何保證其機密性、完整性、認證性和不可抵賴性。

基礎課程第七課區塊鏈安全基礎知識

一、哈希演算法（Hash演算法）

哈希函數（Hash），又稱為散列函數。哈希函數：Hash(原始信息)=摘要信息，哈希函數能將任意長度的二進制明文串映射為較短的（一般是固定長度的）二進制串（Hash值）。

一個好的哈希演算法具備以下4個特點:

1、一一對應：同樣的明文輸入和哈希演算法，總能得到相同的摘要信息輸出。

2、輸入敏感：明文輸入哪怕發生任何最微小的變化，新產生的摘要信息都會發生較大變化，與原來的輸出差異巨大。

3、易於驗證：明文輸入和哈希演算法都是公開的，任何人都可以自行計算，輸出的哈希值是否正確。

4、不可逆：如果只有輸出的哈希值，由哈希演算法是絕對無法反推出明文的。

5、沖突避免：很難找到兩段內容不同的明文，而它們的Hash值一致（發生碰撞）。

舉例說明：

Hash(張三借給李四10萬，借期6個月)=123456789012

賬本上記錄了123456789012這樣一條記錄。

可以看出哈希函數有4個作用：

簡化信息

很好理解，哈希後的信息變短了。

標識信息

可以使用123456789012來標識原始信息，摘要信息也稱為原始信息的id。

隱匿信息

賬本是123456789012這樣一條記錄，原始信息被隱匿。

驗證信息

假如李四在還款時欺騙說，張三隻借給李四5萬，雙方可以用哈希取值後與之前記錄的哈希值123456789012來驗證原始信息

Hash（張三借給李四5萬，借期6個月）=987654321098

987654321098與123456789012完全不同，則證明李四說謊了，則成功的保證了信息的不可篡改性。

常見的Hash演算法包括MD4、MD5、SHA系列演算法，現在主流領域使用的基本都是SHA系列演算法。SHA（SecureHashAlgorithm）並非一個演算法，而是一組hash演算法。最初是SHA-1系列，現在主流應用的是SHA-224、SHA-256、SHA-384、SHA-512演算法（通稱SHA-2），最近也提出了SHA-3相關演算法，如以太坊所使用的KECCAK-256就是屬於這種演算法。

MD5是一個非常經典的Hash演算法，不過可惜的是它和SHA-1演算法都已經被破解，被業內認為其安全性不足以應用於商業場景，一般推薦至少是SHA2-256或者更安全的演算法。

哈希演算法在區塊鏈中得到廣泛使用，例如區塊中，後一個區塊均會包含前一個區塊的哈希值，並且以後一個區塊的內容+前一個區塊的哈希值共同計算後一個區塊的哈希值，保證了鏈的連續性和不可篡改性。

二、加解密演算法

加解密演算法是密碼學的核心技術，從設計理念上可以分為兩大基礎類型：對稱加密演算法與非對稱加密演算法。根據加解密過程中所使用的密鑰是否相同來加以區分，兩種模式適用於不同的需求，恰好形成互補關系，有時也可以組合使用，形成混合加密機制。

對稱加密演算法（symmetriccryptography,又稱公共密鑰加密，common-keycryptography），加解密的密鑰都是相同的，其優勢是計算效率高，加密強度高；其缺點是需要提前共享密鑰，容易泄露丟失密鑰。常見的演算法有DES、3DES、AES等。

非對稱加密演算法（asymmetriccryptography，又稱公鑰加密，public-keycryptography），與加解密的密鑰是不同的，其優勢是無需提前共享密鑰；其缺點在於計算效率低，只能加密篇幅較短的內容。常見的演算法有RSA、SM2、ElGamal和橢圓曲線系列演算法等。對稱加密演算法，適用於大量數據的加解密過程；不能用於簽名場景：並且往往需要提前分發好密鑰。非對稱加密演算法一般適用於簽名場景或密鑰協商，但是不適於大量數據的加解密。

三、信息摘要和數字簽名

顧名思義，信息摘要是對信息內容進行Hash運算，獲取唯一的摘要值來替代原始完整的信息內容。信息摘要是Hash演算法最重要的一個用途。利用Hash函數的抗碰撞性特點，信息摘要可以解決內容未被篡改過的問題。

數字簽名與在紙質合同上簽名確認合同內容和證明身份類似，數字簽名基於非對稱加密，既可以用於證明某數字內容的完整性，同時又可以確認來源（或不可抵賴）。

我們對數字簽名有兩個特性要求，使其與我們對手寫簽名的預期一致。第一，只有你自己可以製作本人的簽名，但是任何看到它的人都可以驗證其有效性；第二，我們希望簽名只與某一特定文件有關，而不支持其他文件。這些都可以通過我們上面的非對稱加密演算法來實現數字簽名。

在實踐中，我們一般都是對信息的哈希值進行簽名，而不是對信息本身進行簽名，這是由非對稱加密演算法的效率所決定的。相對應於區塊鏈中，則是對哈希指針進行簽名，如果用這種方式，前面的是整個結構，而非僅僅哈希指針本身。

四、零知識證明（ZeroKnowledgeproof）

零知識證明是指證明者在不向驗證者提供任何額外信息的前提下，使驗證者相信某個論斷是正確的。

零知識證明一般滿足三個條件：

1、完整性（Complteness）：真實的證明可以讓驗證者成功驗證；

2、可靠性（Soundness）：虛假的證明無法讓驗證者通過驗證；

3、零知識（Zero-Knowledge）：如果得到證明，無法從證明過程中獲知證明信息之外的任何信息。

五、量子密碼學（Quantumcryptography）

隨著量子計算和量子通信的研究受到越來越多的關注，未來量子密碼學將對密碼學信息安全產生巨大沖擊。

量子計算的核心原理就是利用量子比特可以同時處於多個相干疊加態，理論上可以通過少量量子比特來表達大量信息，同時進行處理，大大提高計算速度。

這樣的話，目前的大量加密演算法，從理論上來說都是不可靠的，是可被破解的，那麼使得加密演算法不得不升級換代，否則就會被量子計算所攻破。

眾所周知，量子計算現在還僅停留在理論階段，距離大規模商用還有較遠的距離。不過新一代的加密演算法，都要考慮到這種情況存在的可能性。

區塊鏈游戲，主要是指Dapp中屬於游戲類的區塊鏈應用，需要和各種區塊鏈公鏈有一定程度上的交互。區塊鏈游戲從17年11月開始逐漸興起，發展歷史極為短暫，與成熟游戲相比，目前的玩法也相當簡單。在業界人士看來，很多游戲甚至只是個裹著游戲外衣的資金盤。

根據Cryptogames的分類，目前上線的區塊鏈游戲中，hotpotato、收藏交易、菠菜和ponzi是最主要的游戲玩法。數量最多的要屬於hotpotato類游戲，包括近期火爆的兩款游戲都是這個類型的-CryptoCelebrities(加密名人)和CryptoCountries(加密世界)。收藏交易類有35款，居第二，主要代表作為CryptoKitties(加密貓)。菠菜和ponzi類共17款，居第三，明星產品分別為EtherRoll和Etheremon。

區塊鏈游戲所使用的主題也是五花八門，從貓、狗、龍、豬等各種動物，到人、車、國家、球隊等等各種各樣的題材。

區塊鏈游戲1.0時代

時間：2017年11月到12月

主要玩法：收藏+交易

代表作：CryptoKitties、CryptoPunks

區塊鏈技術給玩家的數字資產賦予了唯一性。這便逐漸了產生了NFT(non-fungibletokens,不可替代的令牌)概念，人們在區塊鏈游戲中的資產唯一性和稀缺性不會隨游戲本身而改變。最先應用這個概念的是LarvaLabs在17年6月推出的CryptoPunks。系統隨機生成一萬張朋克頭像，通過智能合約放在以太坊上，免費發放給玩家後供玩家交易。

當AxiomZen工作室在NFT的基礎上增加屬性、繁殖和拍賣功能後，Cryptokitties爆款便誕生了。人們可以購買不同屬性的小貓，與別的貓「繁衍後代「，或者將自己的貓通過荷蘭式拍賣賣出。擁有稀缺獨特基因的小貓被人們瘋狂追捧，獲得了相當高的溢價。

人們在Cryptokitties的基礎上繼續開發，添加了飾品和戰斗功能，也增加了掘金、喂養、奪寶等玩法。

區塊鏈游戲2.0時代

時間：2017年12月到2018年1月

主要玩法：類Ponzi

代表作：Etheremon

剛開始時，Etheremon的玩法一開始非常簡單粗暴，在玩家買了某個寵物之後，後面只要有人購買相同的寵物，玩家就可以獲得一小部分eth獎勵。游戲團隊在一周內迅速獲得了2000ETH左右的利潤。然後徹底改變玩法，成功轉型為收藏+戰斗的游戲。這種類Ponzi的玩法迅速被其他廠家所效仿，出現了以太車、ethertanks等眾多模仿者。

區塊鏈游戲3.0時代

時間：2018年1月

主要玩法：固定售價、強制漲價的hotpotato模式

代表作：CryptoCelebrities,CryptoCountries

玩家購買加密名人(中本聰，馬斯克等)和加密國家(日本，美國等)，由於資產的唯一性，後續玩家只能用更高的價格從資產擁有者中購買，價格強制漲價，平台賺取一部分差價。目前最高價格的國家是日本，大約700多ETH，最貴的名人是ElonMusk,」身價「大約200ETH。

區塊鏈游戲4.0時代

時間：2018年2月

主要玩法：多種機制結合

代表作：World.Mycollect，Cryptocities

游戲中採用了多級銷售和分成，玩家探索(隨機性)，抽獎，資源獨特性等多種玩法。比如在Cryptocities中，玩家可以購買國家、大洲和世界來進行「征服」。征服了世界的玩家可以獲得大洲和國家交易額的1%稅收，征服大洲的玩家可以獲得國家交易額1%的稅收。而征服國家的玩家在未來可以獲得其下屬城市的交易額1%稅收。玩家在探索新城市的時候，有幾率探索出寶石，獲得寶石即可獲得ETH獎勵。

同時期興起的，還有菠菜類游戲。區塊鏈的高透明度讓它們更容易獲得投資者信任。比較有名的有Etheroll和Vdice，玩法簡單粗暴，玩家花費一定的ETH投注某個數字，當系統隨機生成的數字小於該數字時，就可以獲得收益。

除此之外，還有RPG(EtherCraft)，戰斗游戲(Etherbots)和二次元(以太萌王)等。

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區塊鏈游戲的優勢和劣勢

縱觀這些成功的案例，我們發現區塊鏈游戲確實有著獨特的優勢：

較高的信任度：通過開源合約快速建立信任，使用過程完全透明，信息完全對稱。公正性：可以做到數據無法篡改、規則永遠不變。資產屬於玩家個人：玩家資產不會隨游戲的衰落而流失。具有極強的社區屬性：區塊鏈本身具有較強的交易和社區屬性。

當然，目前區塊鏈游戲也處於萌芽時期，有著明顯的缺點：

無法及時交互：區塊鏈交易存在著不確定的等待時間和擁堵的可能，很難在玩家之間形成及時交互。發送指令費用較高：每次發送指令都需要消耗GAS，而ETH的價格仍然使得GAS費用顯得比較高昂。開發環境不成熟：目前以太坊的虛擬機和編程語言solidity已經是眾多公鏈中開發環境最為成熟的一個了。但是其和其他熱門語言比起來還非常的不成熟。

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游戲化將助推區塊鏈落地

在傳統的桌面網路游戲中，廠商不斷激勵新進玩家導致了通貨膨脹，一個游戲賬號所有資產的實際價值往往遠低於玩家的投入。手游出現後，道具綁定賬號，賬號綁定身份證的模式很快得到了普及。這也使得一旦玩家決定離開某個游戲，就必須放棄所有在游戲中的虛擬資產。區塊鏈技術的出現和不斷成熟，將使得游戲規則去中心化制定和虛擬資產去中心化儲存從技術層面變得可行。而虛擬資產上鏈的便捷性，也使區塊鏈在游戲場景中更容易落地。

Cryptogames認為，區塊鏈游戲的發展方向，或者說是經典游戲(就像籃球、足球和棋類一樣，一經確定規則，便經久不衰)的發展方向，一定是「去中心化」的：

規則是由玩家協商確定玩家之間互相監督保證游戲按照規則來進行游戲中所用的所有道具都由各個玩家自己所有有人破壞規則或者玩的不爽可以直接走人游戲本身不存在一個中心化的組織者

CryptoKitties的風靡極大地推廣了私人錢包，區塊鏈游戲作為早期落地的區塊鏈應用，迅速推動了區塊鏈的普及。同樣，利用游戲開發經驗和游戲設計理念開發出