區塊鏈是比特幣的底層技術，不等同於比特幣。有人說比特幣就是一場泡沫，甚至放話「比特幣是傳銷」。區塊鏈作為繼互聯網後的新一波技術浪潮，本身無罪，況且炒幣只是區塊鏈裏最初級的玩法。讀完這篇文章，我們就能弄懂大部分區塊鏈基礎知識，從而離保守和狹隘遠一點。

區塊鏈是一個去中心化的賬本

我們首先需要弄清「去中心化」和「分散式賬本」兩個概念。去中心化相對「中心化」而言。借用之前寫的《用PG Two買夾克和熊本熊借錢舉例，圖解分散式賬本》的插圖，我們來看看中心化和去中心化體系的區別。

網購夾克的整個流程依託於支付寶展開，因此，這個買賣過程是中心化的。無論是PG TWO還是賣家君，在這點上只能完全信任支付寶和它背後的馬雲。往大了說，中心化系統由資金雄厚和技術實力強大的機構、企業做信任背書。

中心化體系具備管理高效的優勢，但它的不足也比較明顯。仍以支付寶為例，全部交易記錄和賬本都存儲在支付寶伺服器上，假設某天所有相關的伺服器不幸被壞蛋搗毀，那麼PG TWO付的款（或賣家君還沒有到手的夾克錢），還有其他買家、賣家的資金，甚至你我存在餘額寶的錢，都會消失在這個互聯網世界裡，連灰都不剩。

該找誰說理去？就算我氣洶洶地找到支付寶對質：「我還有5萬在餘額寶裡面！」 可中心賬本已經被徹底破壞，誰又能證明我的話為真呢？若得不到有效證明，最終我也只能忍著淚跟這沓錢say goodbye了。

這時，去中心化系統的優勢就凸顯出來了。

設想一下，如果全網路存在許多的記賬節點，能夠共同記錄支付寶上每一筆交易、轉賬和提現等，也就是說支付寶所有賬本在全世界有很多備份；就算伺服器被黑客攻擊，相同的賬本副本也都好好地保存在其他節點上。在區塊鏈的世界裡，不需要大企業做信用背書。

區塊鏈是一個分散式賬本

因此，我們也可以說：作為分散式賬本，區塊鏈是創造信任的工具。從字面上理解，「分散式」是指分佈在不同的地方、各節點分開幹活。我們先把問題簡單化，用借錢舉個例子，講講分散式賬本的工作原理。

1 比卡丘借給熊本熊10塊錢。

2 比卡丘和熊本熊分別在賬本上記下：「比卡丘 → 熊本熊：10円」

3 比卡丘把這條交易信息廣播給其他節點；

4 區塊鏈上其他節點驗證這條交易信息，確認無誤後便記在各自賬本上。

在第2步，如果借錢方熊本熊為了買零食，在自己的賬本上虛報5円呢？想賴賬不容易，因為接下來比卡丘會把 這條「比卡丘 → 熊本熊：10円」 的交易信息廣播給全網節點，接著各節點再去驗證。通過驗證的信息一旦記在區塊鏈上，就很難篡改了，除非——熊本熊有一臺超過全網總算力51%的超級計算機（文末還會提及這個問題）。

那為什麼是比卡丘廣播，而不是熊本熊去廣播？節點協助記賬，是為了防止欠債人耍賴等損害信任的情況出現；一般來講，誰把錢借出去，誰到最後可能遭受財產損失，誰廣播。

到了約定的還款日，如果熊本熊食言說沒有借錢，比卡丘就可以祭出區塊鏈了，拿賬本上的交易信息來對質。

密碼學確保區塊鏈資料庫（幾乎）無法篡改

弄懂了去中心化分散式賬本，我們繼續探究區塊鏈技術中的兩個密碼學概念：哈希函數和非對稱加密。顛覆性的區塊鏈技術當然不止這些，但區塊鏈入門要求我們需要先掌握這兩個概念。

只有先了解哈希函數和非對稱加密，後面我們納入相關定義解釋區塊鏈的運作原理時，大家纔不會一臉蒙圈。

1）哈希函數

哈希也可以寫作hash，哈希函數屬於密碼學範疇，用來驗證交易信息是否被人動過手腳。哈希函數具備以下特徵（如果看不明白可跳過這段）：

1 如果明文A對應的哈希值為H(A)，那麼，通過A可以算出H(A)，而通過H(A)無法逆推出A；

2 如果明文A ≠ 明文B，那麼，H(A) ≠ H(B)；

3 如果對明文A做了可以忽略不計的篡改，那麼，計算出的哈希值與原H(A)完全不一樣。

上文中，明文好比我們登錄知乎時輸入的賬號、密碼，它們是可以看懂的一串字元。而哈希值是一個長度固定、由數字和字母組成的字元串。根據以上特徵，下方的例子能幫助你理解：

藉助Hash計算工具，我輸入明文123456，得到相應的哈希值（按SHA256）：

8d969eef6ecad3c29a3a629280e686cf0c3f5d5a86aff3ca12020c923adc6c92

目前，人類還沒有辦法逆推這個亂七八糟的字元串；也就是說，任何人都無法推算出這個哈希值對應明文123456。

接著我在明文框輸入：1234567；雖然只增加了一個7，得到的哈希值卻完全不一樣了：8bb0cf6eb9b17d0f7d22b456f121257dc1254e1f01665370476383ea776df414

建議你親自嘗試，3秒鐘就能明白以上內容：移步 哈希計算工具https://1024tools.com/hash ：輸入一串明文（連「我愛你」也可以加密哦），關注第三列SHA256的結果即可；再改動其中一個字元，對比兩次出現的哈希值結果。

2）非對稱加密

這是相對於對稱加密來說的。對稱加密指你有一把密鑰，通過密鑰可以加密一段信息；想要破解這個信息，只有拿到你手中這把密鑰。從始至終加密、解密用的是同一把密鑰，因此稱「對稱加密」。

而在區塊鏈世界裡，每個人都擁有兩把獨一無二的密鑰：公鑰和私鑰。

公鑰：可以簡單理解為銀行卡號，這是可以給別人看的；

私鑰：相當於銀行卡密碼，必須拚死保密，只能自己知道。

再記2條規則：

1 私鑰能生成公鑰和地址（有了地址，對方纔能給你打錢）；

2 私鑰加密，公鑰解密（加密、解密不是同一把密鑰，因此稱「非對稱加密」）；

3）無法篡改的交易數據

仍然以「比卡丘借給熊本熊10塊錢」為例，我們來看看比卡丘具體是怎樣向熊本熊的地址打錢的。

1 比卡丘對明文 「比卡丘 → 熊本熊：10円」 進行哈希加密，得到一個64位的字元串；

2 比卡丘用自己的私鑰對這個字元串再次加密，獲得另一個字元串，這叫做「數字簽名」；

3 比卡丘把以下交易信息打包發給熊本熊，並廣播給全網記賬節點：此次交易明文、比卡丘的公鑰和數字簽名；

4 熊本熊和其他節點收到這條打包消息；

5 熊本熊和其他節點對明文進行哈希計算，得到哈希值字元串H(A)；

6 熊本熊和其他節點用比卡丘的公鑰解密數字簽名，得到字元串H(B)；

7 熊本熊和其他節點驗證 H(A)＝ H(B)，交易信息為真；

8 交易完成。

比卡丘的公鑰能夠解開私鑰加密過的數字簽名，證明瞭這個公鑰和私鑰是一對，而且都屬於比卡丘，這條交易信息是比卡丘創建的：也就是說，熊本熊欠的是比卡丘的錢，而不是可達鴨還是其他誰的錢；而字元串 H(A)＝ H(B)，則說明在區塊鏈網路中傳遞時，交易信息未被篡改。

進行下一節前，我們總結一下，在公開、複雜的區塊鏈網路中，哈希函數和非對稱加密：

1 確保了交易記錄沒有被篡改

2 確保了交易記錄由正確的人發起

區塊鏈上的區塊

區塊鏈是由挖礦產生的區塊按照時間順序連接起來的，本身是一個可以不斷增長的賬本資料庫。具體挖礦是什麼，可以參考之前寫的《比特幣挖礦是什麼？礦工是怎樣挖到比特幣的？》，工作原理上可通用，都是通過計算能力挖出區塊。

由於系統的初始設定，不同區塊鏈產生區塊的速度不一樣。比如比特幣區塊鏈大概每10分鐘挖出一個區塊，而以太坊區塊鏈的出塊時間約14秒。

每個區塊包含這段時間內產生的所有交易記錄，如一個新挖出的比特幣區塊就包含了前10分鐘內的交易信息。除此之外，還包含時間戳和前一個區塊的哈希值，等等（關於區塊的組成，我們在後續文章再詳細瞭解，這裡先把握基礎知識）。

這是很聰明的設計：每誕生一個新的區塊，就會被蓋上相應的時間戳，新產生的區塊按照區塊挖出的時間順序連接到鏈條上去。這樣，區塊鏈無限延長，賬本資料庫也能無限擴大、容納無窮盡的交易信息。

更令人拍案叫絕的是，新區塊裏的每一筆交易數據，都由相應的交易發起方進行數字簽名，鏈上所有人都可以用交易發起方的公鑰（上文說過，公鑰是公開的）驗證該數字簽名的真實性。

此外，之前挖出的區塊裏的交易數據將永久記錄在區塊鏈上，幾乎無法篡改。一個區塊內含眾多交易信息，然而根據哈希函數的特徵，就算你只對其中一條交易數據移動一個小數點，生成的哈希值都會完全不一樣，整個區塊及其包含的所有交易信息都會變成無效數據。

另一方面，篡改數據難於上青天，成本極高。有意者必須足夠財大氣粗，並且擁有至少全網51%的算力。而要達到這樣的計算能力，知乎李佔亮同學表示：礦機成本＋電費＋其他，成本約5.5億RMB。

綜上， 在這樣一個充滿不信任感、危機四伏的網路環境裏，區塊鏈或許是當前解決信任問題的最佳方案（之一）。

總結

最後，我們來總結區塊鏈的核心理念：

1 賬本分佈存儲於全網的節點上，某個節點賬本的破壞，不會影響任何其他節點正常運作；

2 各節點均可參與記賬、共同維護區塊鏈資料庫；

3 各節點相互監督，構建trustless（免信任的）系統。

至此，我們已經講了區塊鏈70%的基礎知識。內容有點超載，建議大家先消化。

區塊鏈網路上的陌生人出於什麼承認區塊的有效性？他們為什麼願意苦哈哈地幫助記賬？剩下30%（包括共識機制和獎勵機制等）將放在下節具體講解。

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剛好昨天學習了一下，我就為你講解一下吧。

區塊鏈既然被稱作鏈，那可想而知它是由一個一個區塊串起來的，既區塊鏈的基本構成單元是區塊，那什麼是區塊呢？每個區塊都有自己的標記、也就是有自己ID。這個ID可不是隨便定的，而是整個區塊的hash值(經過一種函數定下的值)，也就是將這個區塊的所有信息hash之後所得的那個數字，這個hash值是唯一的，並且與此區塊綁定。

而一個區塊所包含的信息有三層: 第一層:上個區塊的hash值，第二層:自身區塊上的交易記錄，第三層:一個隨機數 這三層的信息最後再生成一個hash值，用於寫入下一個區塊第一層

看到這裡你就明白區塊鏈是怎麼形成了的吧！上一個區塊的hash值作為下一個區塊的第一層信息，如此循環你可以想像區塊是如何成鏈了吧！

區塊鏈的含義就像賬本，因為它把每十分鐘的交易都打包成一個區塊加到區塊鏈中，既記錄了這十分鐘的賬，而且這是不可篡改不可偽造的，因為如果這樣做了那麼系統就會發生很大的混亂，所以它本身具有的演算法(這裡不細講了)會盡量阻止這樣的事發生。

不知道我這樣講對你有沒有幫助。

這個問題我用俗話，給您講一下。

我們在淘寶購買東西，我們如果和賣家產生的爭議，那你想到的首先解決的方案，就是打淘寶熱線，那這就是我們說的中心化，遵循淘寶規則。

再比如我們在銀行存錢，那是不是我們要遵循銀行的一些規則呢？並且也存在的，這種可能性就是銀行把我存錢的數目記錯了，因為銀行自己的數據在儲存時，難免會有錯誤。

那麼區塊鏈是一個什麼思想呢？就是說，這個鏈就是一幢樓，我們家都在這個樓市裡。我們要維護這幢樓的衛生，還有樓的資金收入。這幢樓裏我們沒有富人，也沒有窮人。從樓上到樓下，不管遇到什麼問題啊，我們都統一解決，統一協商。只有當我們意見達成一致纔可進行下一項。充分發揚了民主。這就是區塊鏈。

實際上就是分散式存儲。與傳統的分散式存儲的區別就是，多了個加密（加入了密碼學的思路）而已。

另外那些代幣（比特幣、萊特幣等）的出現就是鼓勵大家貢獻出電腦來存儲數據。

每個人的電腦都運行一個程序，這個程序就是負責接收、存儲數據、驗證數據，這就是挖礦了

區塊鏈是比特幣使用的底層技術，叫1.0，就是一個分散式記賬本，在以後的區塊鏈2.0和3.0時能解決社會上各個行業之間的信任合約問題，能完美的去除中間機構，比如銀行，律師，中介，支付寶等中間機構將逐漸消逝，完全去中心化，即可以真正的點對點，用戶對用戶，還不能耍賴。

目前港口大數據觀察在思考如何應用區塊鏈，大數據並思考落地，有興趣的讀者可以關注頭條號

最近很多這種廣告媒體在推廣區塊鏈~ 大家懂為什麼麼！？ 是不是以為眾人拾柴火焰高？？ 呵呵~ 釣魚的都知道 要讓魚上鉤 得特麼的先做窩！！！ 祝那些不好好對待生活 只想著騙人的 跟像跟風撈錢的 虧的傾家蕩產 ！！

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