在互联网进化论中，区块链技术简史与未来展望

本文内容较长，主要分为以下4个部分：

一、对区块链未来产生重大影响的5种互联网技术

二、区块链的诞生与技术核心

三、区块链技术在互联网中的历史地位和未来前景

四、关于区块链在互联网未来地位的区位判断

前言：区块链是当前科技领域最受关注的技术之一。如何理解这项新技术 比特币的诞生、发展、互联网大脑模型的形成是多维度的，阐述了区块链的技术发展和未来前景。由于涉及的知识点较多，不妥之处请指正。

背景

2008年，神秘的中本聪在密码学邮件群中首次提出区块链概念，区块链成为“电子货币”比特币。在麦肯锡的一份报告中，区块链技术被称为最具触发潜力的核心技术继蒸汽机、电力、信息和互联网技术之后的第五次颠覆性革命。另一方面，由区块链技术产生的比特币、山寨币、ICO项目引发的大量欺诈行为也引起了社会批评的浪潮。

区块链技术是否具有革命性，与电子邮件、Tcp/iP、万维网和社交网络一样，是一种引领互联网未来的技术；还是一种带有巨大缺陷的夸张技术？

为了了解区块链的历史地位和未来趋势，我们不得不研究从互联网诞生到区块链技术发展的简史，发现区块链的动因，并从中推断出区块链的未来。

一、对区块链未来产生重大影响的5种互联网技术

1969年，互联网在美国诞生，从此互联网从美国的四个研究机构扩展到了整个地球。从最早的军事、科研应用到人类生活的方方面面，在互联网诞生后的近50年里，有五项技术对区块链的未来发展具有特殊意义。

1.1974年诞生的TCP/IP协议：决定了区块链在互联网技术生态中的地位

1974年，互联网的发展迈出了最关键的一步，这就是互联网的核心通信技术——由美国科学家Vinton Cerf和Robert Kahn共同开发的TCP/IP协议。

此协议支持在不同计算机甚至不同类型的网络之间传输信息。所有连接到网络的计算机只要遵循这个协议，就可以进行通信和交互。

通俗地说，互联网数据可以穿越数万公里到达需要它的电脑用户，主要是因为互联网世界已经形成了统一的信息传播机制。即互联网设备在传播信息时遵循统一的规律——TCP/IP协议。

了解TCP/IP协议对掌握互联网和区块链具有重要意义。 1974年TCP/IP发明后，整个互联网在底层硬件设备中，中间的网络协议和网络地址已经比较稳定，但在顶层应用层却层出不穷的创新应用层出不穷包括新闻、电商、社交、QQ、微信、区块链。技术。

也就是说，在互联网的技术生态中，区块链是互联网最顶层应用层的新技术。它的出现、运行和发展并没有影响到互联网的底层基础设施和通信协议。 ，仍然是根据 TCP/IP 协议运行的众多软件技术之一。

2.1984年诞生的思科路由器技术：对区块链技术的模仿

1984年12月，思科在美国成立，创始人是斯坦福大学夫妇，计算机中心主任Leonard Posack和商学院计算机中心主任Santi Lerner，设计了一种名为“multi -协议路由器”将被放置在互联网的通信线路中，帮助数据准确快速地从互联网的一端传输到数千公里的另一端。

在整个互联网硬件层，数以千万计的路由器忙于工作，指挥着互联网信息的传输。 Cisco路由器的一个重要功能是每个路由器都保存了完整的互联网设备地址表。更改同步到数千万其他路由器（理论上），确保每个路由器都能计算出最短和最快的路径。

大家看到路由器的操作流程都会觉得很眼熟。这就是区块链的重要特征。理解路由器的意思是区块链的重要特性在1984年的路由器上已经实现.

3.随着万维网而生的B/S（C/S）架构：区块链的对手和颠覆的对象

万维网简称Web，分为Web客户端和服务器。所有更新的信息都只在Web服务器上进行修改，其他几千、几万、甚至几千万的客户端计算机不保留信息，只在访问服务器时获取信息数据。这种结构通常被称为Internet B/S架构，即中心架构。这种架构也是当前互联网最重要的架构，包括谷歌、Facebook、腾讯、阿里巴巴、亚马逊等互联网巨头都采用了这种架构。

了解B/S架构对后续了解区块链技术具有重要意义。 B/S 架构意味着数据只存储在中央服务器中，所有其他计算机都从服务器获取信息。区块链技术就是千万台电脑没有中心，所有的数据都会同步到所有的电脑上，是区块链技术的核心，

4.点对点网络（P2P）：区块链之父和技术基础

点对点网络P2P是对应C/S（B/S）的另一种互联网基础设施，其特点是多台计算机相互连接，它们都处于点对点的位置，并且有没有主从区别。一台计算机可以用作服务器，设置共享资源供网络中的其他计算机使用，也可以用作工作站，

Napster 是最早的 P2P 系统之一，主要用于音乐资源共享。 Napster 不能算是真正的点对点网络系统。 2000 年 3 月 14 日，美国地下黑客网站 Slashdot 邮件列表上发布了一条消息，称 AOL 的 Nullsoft 部门发布了 Gnutella，这是 Napster 的开源克隆。

在 Gnutella 分布式对等网络模型中，每台联网的计算机在功能上都是等效的，既是客户端又是服务器，因此 Gnutella 被称为第一个真正的对等网络架构。

近20年来，微软、IBM等一些互联网科技巨头，以及自由主义者、黑客，甚至是侵犯知识产权的犯罪分子，不断推动点对点网络的发展。当然，互联网上的人希望加强信息共享。理想主义者也对点对点网络充满热情。区块链是点对点网络架构的软件应用程序。它是点对点网络试图打破过去的沉默的基准应用。

5.哈希算法：生成比特币和代币（tokens）的关键

哈希算法使用哈希函数将任意长度的数字转换为固定数字长度值的算法，众所周知的哈希函数如：MD4、MD5、SHS等。美国国家标准与技术研究院定义的加密函数系列。

这一系列算法对世界的运转至关重要。从互联网应用商店、电子邮件、杀毒软件，到浏览器等区块链技术成熟了吗，都使用了安全的哈希算法，可以判断网民是否下载了自己想要的东西，以及网民是否是中间人。中间攻击或网络。网络钓鱼攻击的受害者。

区块链及其应用 使用比特币或其他虚拟币产生新币的过程是利用哈希算法的功能，得到符合格式要求的数字，然后区块链程序给予比特币奖励。

包括比特币和代币挖矿，其实是一个用哈希算法构建的小数学游戏。但是，由于竞争激烈，世界各地的人们都使用强大的服务器进行计算，以首先获得奖励。于是，互联网上的很多电脑都参与到了这个小小的数学游戏中，甚至在一些国家消耗了超过 40% 的电力。

二、区块链的诞生及核心技术

区块链的诞生应该是人类科学史上最不寻常、最神秘的发明和技术，因为除了区块链Chain，迄今为止，现代科学史上还没有一项重大发明找不到发明者是谁。

2008年10月31日，比特币创始人中本聪（化名）在密码学邮件组发表论文——《比特币：一种点对点的电子现金系统》。在本文中，作者声称发明了一种不受政府或机构控制的新电子货币系统，而区块链技术是支撑比特币运作的基础。

论文预印本的地址是 bitcoin.org/bitcoin.pdf。从学术角度来看，这篇论文远不是一篇合格的论文。论文主体由8个流程图和相应的说明文字组成。是的，没有定义名词和术语，论文的格式很不规范。

2009年1月，中本聪在SourceForge网站上发布了一个区块链应用案例——比特币系统的开源软件。开源软件发布后，据说中本聪挖了大约 100 万比特币。一周后，中本聪向密码学专家 Hal Finney 发送了 10 个比特币，这也成为比特币历史上的第一笔交易。随着比特币的蓬勃发展，对区块链技术的研究也开始呈现井喷式增长。 [1]

向公众完整、清晰地解释区块链确实很难。我们以比特币为对象，尽可能简单但连续地介绍区块链的技术特点。

1.区块链是一种点对点（P2P）软件应用程序

我们前面提到，21世纪初，互联网已经形成了两大类应用架构，集中式B/S架构和分散式点对点（P2P）架构，阿里巴巴、新浪、亚马逊、百度和其他很多互联网巨头一样，都是中心化的B/S架构，简单来说，就是把数据放在一个巨型服务器上。我们普通用户通过手机和个人电脑访问阿里、新浪等网站的服务器。

自 21 世纪初以来，出现了许多免费共享音乐、视频和论文资料的软件应用程序。它们既是服务器又是客户端，具有相同的身份。然而，此类应用并没有普及，主要是由于资源消耗大和知识产权问题。区块链是该领域的一种软件应用。

2.区块链是一种点对点（P2P）软件应用程序，可在全网同步信息

对等网络也有很多应用方法。不需要每台计算机保存相同的信息，每个人只存储自己需要的信息，并在需要时下载到其他计算机。

但是，为了支持比特币的金融交易，区块链要求发生的每一笔交易都必须写入历史交易记录，并将变更信息发送到所有安装了比特币程序的计算机。每台安装了比特币软件的计算机都维护着最新的所有比特币历史交易信息，

区块链全网同步，全网备份的特性也称为区块链信息安全，来源不可更改。虽然在实际应用中还不是绝对安全，但是当用户数量很大时，在防止信息篡改方面确实有一定的安全优势。

3.区块链是一种点对点（P2P）软件应用，它使用密码来产生全网的“货币”信息同步

区块链是同类中的第一个。一种应用是著名的比特币。在讨论比特币时，经常提到的一个术语是“挖矿”。那么究竟什么是挖矿呢？

形象比喻是区块链程序给矿工（玩家）256个硬币，编号为1、2、3……256，每进行一次hash运算，就像抛硬币一样，有256个硬币被扔到同时，如果数字前70位的所有硬币在落地后碰巧都是正面朝上的。然后矿工可以将这个数字告诉区块链程序，区块链将奖励矿工 50 个比特币。 [2]

从软件程序的角度来看，比特币挖矿是一个用哈希 SHA256 函数构建的数学游戏。区块链首先在这个小游戏中规定了一种获胜方式：给出一个256位的哈希数，但是哈希数的后70位全为0，然后玩家（矿工）不断输入各种数字，给出哈希SHA256函数看看这个函数是否可以用来获得一个有 70 个零的数字。如果找到，区块链程序将奖励玩家 50 个比特币。实际的挖矿和奖励比较复杂，但是上面的例子表达了挖矿和赚取比特币的核心过程。

2009 年比特币诞生时，每个赏金是 50 个比特币。诞生10分钟后，产生了第一批50个比特币，此时的货币总量为50个。比特币随后以每10分钟50个左右的速度增长。当总量达到 1050 万（2100 万的 50%）时，赏金减半至 25。当总量达到 1575 万（新产出为 525 万，即 1050 的 50%）时，赏金将减半到 12.5。根据比特币程序的设计，比特币总量为2100万。

从上面的介绍来看，比特币可以看成是一个基于点对点网络架构的小猜谜游戏。每次猜对结果所奖励的比特币信息将传送给所有玩家并记录下来。进入每个玩家的历史数据库。

4 比特币、智能合约、代币、ICO 和基本区块链平台兴起的区块链技术

从上面的介绍来看，比特币的技术并不是从天而降的新技术，而是各种原始互联网技术的巧妙结合，比如点对点网络架构，全网同步路由和网络安全加密技术。它是创新算法游戏的结合。

因为比特币可以通过操作兑换法币，购买实物，通过升值赚取巨额利润，世界并不平静。抱着你能行我也行的态度，很多人都创建了自己的仿比特币软件应用。与此同时，各种山寨币利用政府监管点对点网络的难点，与比特币一起爆发。发生了多起诈骗和潜逃事件，逐渐引起了世界各国政府的关注。

使用区块链技术框架创造货币在技术上还是相当困难的。这时，区块链基础设施平台以太坊等基础技术平台出现，让普通人轻松打造“比特币”类。软件程序各显神通，邀请人们进入游戏挖币、投币并从中获利。

如果每个“比特币”和“山寨币”使用哈希算法创建的猜谜游戏来生成自己的“货币”，则这种“货币”统称为“代币”或“代币”。硬币”

由于比特币和以太坊已经与各国的法定货币进行了兑换，所以在发行其他新的虚拟币时，只能用比特币和以太币购买新币。这样一个发行硬币的过程被称为ICO。 ICO的出现扩大了比特币和以太坊的交易量。同时，很多ICO项目完全是基于虚无主义的项目，导致大量的欺诈案例。进一步加深了社会对区块链产生的虚拟货币的负面认识。

智能合约可以看成是区块链上的一个软件功能，是一个辅助区块链上各种虚拟货币交易的程序。具体功能类似于支付宝在淘宝上的资金托管。用户收到的商品在支付宝上确认后，资金会自动支付给买家和业主。智能合约在比特币等区块链应用中也承担了这种中介支付功能。

三、区块链技术在互联网中的历史地位和未来前景

1.互联网区块链技术在哪里？这是一个新的顶层软件和架构

我们在之前的TCP/IP介绍中提到，区块链和浏览器、QQ、微信、网络游戏软件、手机APP等一样，是互联网顶层——应用层的一种软件形式。它的运行仍然依赖于 TCP/IP 架构来传输数据。与大多数应用层软件不同的是，没有C/S（B/S）的中心软件架构。相反区块链技术成熟了吗，它采用了一种不常见的对等网络架构。从这个角度来看，区块链无法颠覆互联网基础设施。

2.区块链要颠覆谁？想颠覆万维网的B/S（C/S）结构

它试图颠覆诞生于1989年的万维网的B/S、C/S结构。前面说过。自1989年欧洲物理学家蒂姆·伯纳斯-李发明万维网并放弃申请专利以来。在接下来的近30年里，包括谷歌、亚马逊、Facebook、阿里巴巴、百度、腾讯等在内的公司都利用万维网的B/S（C/S）结构成长为互联网巨头。

在他们的总部，建立了强大的中央服务器集群来存储海量数据，亿万用户从巨型服务器中获取他们需要的数据，这也导致了云计算的出现，然后是互联网巨头打通你没有用完的中心服务器资源，进一步吸纳企业、政府、个人的数据。中心化的互联网巨头对世界、国家和互联网用户的影响越来越大。

区块链的目标是通过将数据分发到每个互联网用户的计算机上来尝试减少互联网巨头的影响。可见，区块链真正的对手和它想要颠覆的是1990年代。 B/S（C/S）结构诞生于2009年，但能否被颠覆，还要看它的技术优势和瓶颈。

3.区块链的技术缺陷：追求完全平等和自由带来的困境

区块链的技术缺陷首先来自于它的点对点网络架构，比如目前淘宝是B/S结构。海量数据存储在淘宝服务器集群机房。亿万消费者通过浏览器访问淘宝服务器网站，获取最新资讯和历史信息。

如果使用区块链技术，一个完整的淘宝数据库将保存在亿万人的个人电脑或手机上，每发生一笔交易，就会同步给数亿其他用户。这在现实中是完全不可能的。传输和存储的数据量太大。相当于建立了几亿个淘宝网站同时运行。

因此，区块链无法应用于数据量大的项目，即使是较小的网站项目也难以使用区块链。到 2018 年，比特币已经运行了近 10 年，累积的交易数据已经让整个系统濒临崩溃。

所以区块链采用了很多变通办法，比如建立中继节点和闪电节点。这两个概念也会让人混淆。研究了颠覆性的对象B/S结构，建立了数据服务器中心，成为区块链的中继节点，也通过类似浏览器的终端访问，是区块链的闪电节点。

这种变化可以缓解区块链的技术缺陷，但它确实让区块链变成了它所反对的东西，中心化。可见，纯粹的区块链技术由于其重大的技术特点，无法像万维网那样被广泛应用。如果技术升级，部分B/S（C/S）结构将采用，这将使区块链更加中心化。的信息节点，出生时不保持梦想。

4.从互联网大脑模型看区块链未来前景

我们知道，互联网一般是指将世界各地的计算机网络互连起来的互联网。在此基础上，形成了覆盖全球的全球互联网网络，称为互联网，是一种相互连接的网络结构。

自1969年互联网诞生以来，人类在互联网领域从不同的方向进行了创新，对于互联网将建成什么样的架构，并没有统一的规划。 2017年时光之轮到来，随着人工智能、物联网、大数据、云计算、机器人、虚拟现实、工业互联网等科技的蓬勃发展，人类仰望自己创造的巨型系统，互联网大脑的模型和架​​构已经越来越清晰。 【3】

通过近20年的发展，依托万维网的B/S、C/S结构，腾讯QQ、微信、Facebook、微博、推特亚马逊开发了类似神经网络的结构。互联网设备，尤其是个人电脑、手机，通过设备上的软件，将个人数据和功能空间映射到巨人的中央服务器上，添加好友相互交流，传递信息。互联网巨头通过中央服务器集群的软件升级，不断优化数亿终端的软件版本。在神经系统中，这是标准的中枢神经结构

区块链的诞生提供了另一种神经元模型，它不是在巨头的中心化服务中管理神经元，而是每个终端，包括个人电脑和个人手机，都成为一个独立的神经元节点，保留一个独立的数据空间，并且同步互信息。在神经系统中，这是一种没有中心和多个神经节点的分布式神经结构。 .

有趣的是，这两种不同类型的神经结构出现在神经系统的发育过程中。在低等生物体中，出现了类似区块链的神经结构。有多个具有相同功能的神经节，它们都可以指导身体活动和反应。然而，随着生物体的进化，这些神经节逐渐融合。在生物学中出现了中枢神经系统，中枢神经系统中包含大量相互相互作用的神经元。

四、对区块链在互联网未来地位的判断

1.对比特币的认知：点对点网络架构（P2P）的猜数字游戏，通过巧妙的金融和舆论操作，成为不受监管的“世界货币”政府。

2.区块链的认知：一种利用hash的点对点网络（P2P）软件应用，用于同步全网信息的算法生成“通证（token）”

3.区块链有特定用途，如大规模选举投票、大规模赌博、规避政府金融监管的金融交易等领域仍有不可替代的用途。

4.在更多情况下，区块链技术会附加在互联网的B/S、C/S结构上，实现功能扩展，但仍属于现有互联网技术的补充。 对于目前区块链设想的大部分应用场景，都可以采用B/S和C/S结构来实现，效率可以更高，技术也可以更成熟。

5.无论是从信息传输效率和资源消耗的角度，还是从神经系统的进化来看，区块链都无法成为互联网的主流架构，更不能成为未来的颠覆性和革命性互联网。

6.当然，从B/S和C/S架构发展起来的互联网巨头也有自己的问题，但这些在未来可以通过商业和政治手段逐步解决。 . .

参考：

[1]谈比特币和区块链，曹政军，blog.sciencenet.cn/blog-3224443-1110626.html

[2] 区块链，挖矿进化，张正泽 blog.csdn.net/duomoke/article/details/53101784

[3]人工智能下一个热门话题，为什么要提出互联网大脑模型，刘锋 blog.sciencenet.cn/blog-39263-1113272.html