區(qū)塊鏈入門教程

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1、區(qū)塊鏈（blockchain）是眼下的大熱門，新聞媒體大量報道，宣稱它將創(chuàng)造未來。可是，簡單易懂的入門文章卻很少。區(qū)塊鏈到底是什么，有何特別之處，很少有解釋。下面，我就來嘗試，寫一篇最好懂的區(qū)塊鏈教程。畢竟它也不是很難的東西，核心概念非常簡單，幾句話就能說清楚。我希望讀完本文，你不僅可以理解區(qū)塊鏈，還會明白什么是挖礦、為什么挖礦越來越難等問題。需要說明的是，我并非這方面的專家。雖然很早就關(guān)注，但是仔細地了解區(qū)塊鏈，還是從今年初開始。文中的錯誤和不準(zhǔn)確的地方，歡迎大家指正。一、區(qū)塊鏈的本質(zhì)區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?？一句話，它是一種特殊的分布式數(shù)據(jù)庫。..首先，區(qū)塊鏈的主要作用是儲存信息。任何需要保存的信

2、息，都可以寫入?yún)^(qū)塊鏈，也可以從里面讀取，所以它是數(shù)據(jù)庫。其次，任何人都可以架設(shè)服務(wù)器，加入?yún)^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，成為一個節(jié)點。區(qū)塊鏈的世界里面，沒有中心節(jié)點，每個節(jié)點都是平等的，都保存著整個數(shù)據(jù)庫。你可以向任何一個節(jié)點，寫入/讀取數(shù)據(jù)，因為所有節(jié)點最后都會同步，保證區(qū)塊鏈一致。二、區(qū)塊鏈的最大特點分布式數(shù)據(jù)庫并非新發(fā)明，市場上早有此類產(chǎn)品。但是，區(qū)塊鏈有一個革命性特點。區(qū)塊鏈沒有管理員，它是徹底無中心的。其他的數(shù)據(jù)庫都有管理員，但是區(qū)塊鏈沒有。如果有人想對區(qū)塊鏈添加審核，也實現(xiàn)不了，因為它的設(shè)計目標(biāo)就是防止出現(xiàn)居于中心地位的管理當(dāng)局。正是因為無法管理，區(qū)塊鏈才能做到無法被控制。否則一旦大公司大集團控

3、制了管理權(quán)，他們就會控制整個平臺，其他使用者就都必須聽命于他們了。但是，沒有了管理員，人人都可以往里面寫入數(shù)據(jù)，怎么才能保證數(shù)據(jù)是可信的呢？被壞人改了怎么辦？請接著往下讀，這就是區(qū)塊鏈奇妙的地方。..三、區(qū)塊區(qū)塊鏈由一個個區(qū)塊（block）組成。區(qū)塊很像數(shù)據(jù)庫的記錄，每次寫入數(shù)據(jù)，就是創(chuàng)建一個區(qū)塊。每個區(qū)塊包含兩個部分?！^(qū)塊頭（Head）：記錄當(dāng)前區(qū)塊的特征值·區(qū)塊體（Body）：實際數(shù)據(jù)區(qū)塊頭包含了當(dāng)前區(qū)塊的多項特征值。·生成時間·實際數(shù)據(jù)（即區(qū)塊體）的哈?！ど弦粋€區(qū)塊的哈?！?..這里，你需要理解什么叫哈希（hash），這是理解區(qū)塊鏈必需的。..所謂"哈希"就是計算機可以對任意內(nèi)容，

4、計算出一個長度相同的特征值。區(qū)塊鏈的哈希長度是256位，這就是說，不管原始內(nèi)容是什么，最后都會計算出一個256位的二進制數(shù)字。而且可以保證，只要原始內(nèi)容不同，對應(yīng)的哈希一定是不同的。舉例來說，字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0（十六進制），轉(zhuǎn)成二進制就是256位，而且只有123能得到這個哈希。（理論上，其他字符串也有可能得到這個哈希，但是概率極低，可以近似認為不可能發(fā)生。）因此，就有兩個重要的推論?！ね普?：每個區(qū)塊的哈希都是不一樣的，可以通過哈希標(biāo)識區(qū)塊?！ね普?：如果區(qū)塊的內(nèi)容變了，它的哈希一定會改變。..四、Hash的

5、不可修改性區(qū)塊與哈希是一一對應(yīng)的，每個區(qū)塊的哈希都是針對"區(qū)塊頭"（Head）計算的。也就是說，把區(qū)塊頭的各項特征值，按照順序連接在一起，組成一個很長的字符串，再對這個字符串計算哈希。Hash=SHA256(區(qū)塊頭)上面就是區(qū)塊哈希的計算公式，SHA256是區(qū)塊鏈的哈希算法。注意，這個公式里面只包含區(qū)塊頭，不包含區(qū)塊體，也就是說，哈希由區(qū)塊頭唯一決定，前面說過，區(qū)塊頭包含很多內(nèi)容，其中有當(dāng)前區(qū)塊體的哈希，還有上一個區(qū)塊的哈希。這意味著，如果當(dāng)前區(qū)塊體的內(nèi)容變了，或者上一個區(qū)塊的哈希變了，一定會引起當(dāng)前區(qū)塊的哈希改變。這一點對區(qū)塊鏈有重大意義。如果有人修改了一個區(qū)塊，該區(qū)塊的哈希就變了。為了

6、讓后面的區(qū)塊還能連到它（因為下一個區(qū)塊包含上一個區(qū)塊的哈希），該人必須依次修改后面所有的區(qū)塊，否則被改掉的區(qū)塊就脫離區(qū)塊鏈了。由于后面要提到的原因，哈希的計算很耗時，短時間內(nèi)修改多個區(qū)塊幾乎不可能發(fā)生，除非有人掌握了全網(wǎng)51%以上的計算能力。正是通過這種聯(lián)動機制，區(qū)塊鏈保證了自身的可靠性，數(shù)據(jù)一旦寫入，就無法被篡改。這就像歷史一樣，發(fā)生了就是發(fā)生了，從此再無法改變。每個區(qū)塊都連著上一個區(qū)塊，這也是"區(qū)塊鏈"這個名字的由來。..五、采礦由于必須保證節(jié)點之間的同步，所以新區(qū)塊的添加速度不能太快。試想一下，你剛剛同步了一個區(qū)塊，準(zhǔn)備基于它生成下一個區(qū)塊，但這時別的節(jié)點又有新區(qū)塊生成，你不得不放棄

7、做了一半的計算，再次去同步。因為每個區(qū)塊的后面，只能跟著一個區(qū)塊，你永遠只能在最新區(qū)塊的后面，生成下一個區(qū)塊。所以，你別無選擇，一聽到信號，就必須立刻同步。所以，區(qū)塊鏈的發(fā)明者中本聰（這是假名，真實身份至今未知）故意讓添加新區(qū)塊，變得很困難。他的設(shè)計是，平均每10分鐘，全網(wǎng)才能生成一個新區(qū)塊，一小時也就六個。這種產(chǎn)出速度不是通過命令達成的，而是故意設(shè)置了海量的計算。也就是說，只有通過極其大量的計算，才能得到當(dāng)前區(qū)塊的有效