皮卡丘说：会玩口袋妖怪，你就懂区块链

翻译 | 王柯凝

编辑 | 波波

提起皮卡丘，小编心里一直有个怨念，比小编至今无法在国内玩上 Pokemon Go 的怨念还深，那就是口袋妖怪的卡牌，尤其是那张喷火龙！

不过，怨念归怨念，儿时的集换式卡牌游戏到底是教会了我们交易的规则和原理，而中本聪最初在比特币白皮书中通篇用词也是“点对点交易”。这两者之间又有什么关联呢？

最近，区块链和口袋妖怪的双重爱好者 Jack Dossman 用这个卡牌游戏仔细解释了一番比特币的交易原理，区块链不过就是另一种游戏——我们从小一直都在玩的游戏。

口袋妖怪之于区块链，正如皮卡丘在电影预告中那句台词，“我们能搞定它！”难道不是吗？不信你读一读全文：

穿越时空的长廊，我们突然变成了两个10岁的孩子，坐在操场上，手里拿着心爱的皮卡丘卡牌，那可是我们费尽千辛万苦才积攒起来的心爱之物。

恰好，我们手里都有一张对方梦寐以求的卡牌，所以我们决定交换。这很简单，在我们看来这两张卡牌价值相当，是一笔非常公平的交易，我给你我的卡，你给我你的卡。OK，成交！

作为两名10岁的孩子，在没有老师的监督下，我们也能保证卡牌交易顺利得进行。最后，我们都得到了那张梦寐以求的卡牌，所以，这是一次很成功的交易。

是不是很简单？我们都得到了自己想要得到的东西。现在，我们来想象一下，如果我们交易的是数字皮卡丘卡牌，会发生什么？

在这场游戏中，假设我手里有一张最贵的卡牌，并且整个游戏中有且只有这一张，现在，我想拿这张卡牌跟你交易。

第一版喷火龙——这可是最有价值的卡牌哟！

现在问题来了，由于是数字卡牌，你怎么确定我转让给你的时候没有备份一份？如果备份了，它的价值肯定就会降低。如果我制作了一千个副本，然后将这一千份都当做是全世界唯一的版本卖掉……

你没办法保证我不这样做。这对整个社区来说简直就是一场灾难，曾经稀有的卡牌就因为供过于求就变得毫无价值可言了。

这种做法有个学名，叫做“双重支付”。也就是说，在交换数字产品时，你怎么知道对方没有同时向两个人发送同一份资产？又怎么确保对方没有备份我们交易过得那张皮卡丘卡牌？。

针对“双重支付”这一问题，我们有一个对策：使用分类账（交易记录）跟踪我们的交易。通过分类账，任天堂游戏公司就可监督和跟踪每个皮卡丘卡牌的交易，保证没有人存储卡牌副本。

但是，没有绝对完美的对策，同样，分类账也存在缺点。现在，我们不再是学校的的那两个孩子了，得需要通过第三方的监督来完成这笔交易，即中间人。

我们得信得过这个第三方，相信他不会篡改分类账。那么问题又来了：你怎么保证我转让给你的那张卡牌，任天堂游戏公司的员工没有私下里送给别人？

这就尴尬了：我们没办法100%的确定没人篡改过分类账。

这里有一个特别不可思议的想法：任天堂游戏公司并不只是把分类账保存在总部的某台计算机上，而是将分类账副本分发给每个皮卡丘卡牌的交易者，这样可以吗？

全世界有成千上万的皮粉们，如果每个人都有分类账副本的话，当我将这张稀有卡牌转让给你的时候，每个人都会收到交易通知。

分类账中有记录：我们交易的这张卡牌全世界有且只有一张。因此，如果我私下里复制一个副本的话，我的分类账副本就无法跟别人的匹配，这个卡牌副本也就不可能再交易。

这样，就解决了卡牌副本这一问题。

但是，问题又来了：网络如何验证我们的卡牌或者其他交易是否正确呢？

这就有点复杂了。在解决这个问题之前，我们先看一个例子：假设有1000台计算机参与了皮卡丘卡牌交易网络，我们称参与交易网络中的这1000台计算机为1000个网络节点。

这1000个节点（计算机）都共享分类账副本，并且都运行了允许与网络上其他节点（计算机）通信的免费软件。

这1000个节点都需要认可共享分类账上记录的这笔交易，那么，他们是如何实现的呢？

很简单，我们两个人的交易会放入一个待验证的临时交易池中，等待各个节点确认交易。

然后，给定一个时间，比如是10分钟，这些节点在这个时间内竞相验证所有待验证的交易事务。

这些节点又叫做“矿工”，他们都希望自己成为第一个验证交易的“矿工”，因为第一个验证交易的“矿工”可以获得奖励——皮卡丘卡牌。

若干个等待验证的交易事务称为一个“块”，皮卡丘卡牌所有的的交易历史都存储在这些“块”的“链”上，构成共享分类账，这个“链”就是“区块链”。

接下来，“矿工”们就开始相互竞争，他们都想成为第一个验证新区块的节点，因为有奖励呀！他们花费大量的计算力解决一个个加密难题，从而验证新区快。

是不是听起来很古怪？但事实的确是这样。

“矿工”们花费大量的计算力验证“块”，这其中蕴含的数学问题比较复杂。我们只需要知道，这些“矿工”们为了验证“块”，做了很多艰苦的工作。你可不要妄想弄乱分类账，因为代价实在是太大了！

一旦“矿工”找到了待验证“块”的加密解决方案，就会使用数字签名对“块”进行签名，证明这个“块”已经被验证了，然后告知网络上的其他“矿工”，并将已验证的“块”分发给他们，以便对分类账副本进行更新。同时，这个“矿工”也会得到皮卡丘卡牌奖励。

但是，网络上没有哪个节点是彼此相互信任的，因此，每当有新的块出现时，每个节点都会根据自己现有的分类账副本，检查块中的每个交易事务，来检验这个卡牌有没有重复交易。

这就是网络达成共识的方式。

现在，我还想吃一顿美味的午餐，得需要一张卡牌和你交易。这时候，我还是使用刚刚已经和你交易过的那张卡牌，可以吗？

将已经转让给你的A卡牌，再当做B卡牌给你，这就是非法双重支付。

网络其实也不知道A卡牌和B卡牌到底哪个是对的，那么，网络是如何做决策的呢？

A卡牌和B卡牌这两笔交易都会被放入待验证的交易池中，一般来说，交易是按照时间顺序排序，但也有特殊情况。

由于“矿工”们也是按照时间顺序进行验证，也就是说交易越靠前越安全，如果B卡牌交易先被验证了，那么分类账副本持有者就将B卡牌交易看做真实交易，A卡牌交易就是非法双重支付。

如何知道哪个交易是合法的呢？这时候，最好的办法就是等待。

这两个交易不可能都被网络认可，总会有一个交易是无效的。我们只需要等待，看看“区块链”中下一个新“块”包含哪一笔交易。

一般来说，等了10多分钟后，有时候甚至需要更长时间，就可以检查网络是否验证了B卡牌交易，如果验证了B卡牌交易，你就拥有了皮卡丘卡牌，然后就可以放心的为我提供午餐了。

如果我特别贪婪的想避开这些规则，进行双重支付，会怎样？

我从分类账中找到刚刚完成的卡牌交易并删除，这样，我就可以再次使用这张卡牌进行交易，获得更多的午餐了，我简直就是天才！

由于交易存储在块中，并按照时间顺序线性连接，所以现在可能有一堆块连接在它后边了。

假设在我交易后，“区块链”上已经添加了9个新“块”，那么我就可以往前找，找到第10个“块”，这就是我交易所存储的地方，把这个“块”删除，OK，搞定！

现在高兴可是为时过早了！

你可别忘了，每个“块”上都有数字签名，数字签名是根据“块”中的信息自动生成的。如果删除了交易，“块”中的数据就会改变，数字签名也会随之改变。

更糟糕的是，后续每个“块”的数字签名都由前一个“块”决定，如果某个“块”的数字签名改变了，那么在这之后新产生的“块”的数字签名都会随之改变。

所以，你不仅要修复第10个“块”上的数字签名，还得修复后续9个“块”的数字签名。这可是一个相当大的工程！

这还不是最糟糕的，还有更麻烦的事呢。

现在，你只是修改了自己持有的分类账副本，而其他分类账副本已经认可了之前的交易。为了得到网络上多数节点的共识，你还得修改该网络上50%以上的分类账副本。

要想修改这所有的数字签名，就意味着需要大量的计算力重新计算网络中多个“块”的数字签名。更直白点来说，就是得需要好几个仓库的计算机，7*24小时全天候不停的运行。天呢，这得需要多大的工作量！

很明显，你还是放弃吧！

就这样，我们创建了一个开放、去中心化、不可逆的防篡改数字网络，来交易有价值的资产。这就是比特币和区块链技术的原理，我们可以看到，区块链技术赋予了比特币无与伦比的迷人特性。

读到这里，我想为你点个赞，只需要弄懂口袋妖怪卡牌游戏，你对区块链的理解就已经超过了 95% 的入门者。

简单吧？皮卡丘说的没错！

原文链接：https://medium.com/s/story/blockchain-explained-with-pokemon-cards-ecdd90e4297a

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