最通俗的區塊鏈圖解

來自：機器學習研究院

導讀：區塊鏈本質上是解決信任問題、降低信任成本的技術方案，目的就是為了去中心化，去信用中介。區塊鏈是比特幣的底層技術。

我們以比特幣交易為例來看看區塊鏈具體是如何操作的

1

把每筆交易在全網廣播。讓全網承認有效，必須廣播給每個節點

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礦工節點接收到交易信息後，都要拿出賬簿本記載該次交易

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一旦記錄，就不可撤銷，不能隨意銷毀。

礦工節點是通過電腦運行的比特幣軟體對交易的進行確認的。

為了鼓勵礦工的服務，對於其所記錄和確認的交易，

系統為礦工提供25個比特幣作為獎勵。(這個獎勵數量，系統設定每4年減半)

獎勵只有一份，那就看誰記錄的快唄。

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為了減少這種情況，系統會出一道十分鐘的運算題，

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誰能最快解出值，誰就將獲得記錄入賬權利，並贏得獎勵。

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對了，這裡可以給大家看一道據說是徐匯區幼兒園升小學的運算題。

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別急啊，你試試看，我第一次反正是做錯了。

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……，好吧，我無力反駁。?

說遠了，我們再說回來。

前述區塊鏈中所運用演算法並不是簡單的計算題，而是使用哈希散列(Hash)演算法。

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哈希散列是密碼學裡的經典技術，可以用來驗證有沒有人篡改數據內容。

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獲得記賬權的礦工將向全網廣播該筆交易，賬簿公開，其他礦工將核對確認這些賬目。交易達到6個確認以上就成功記錄在案了

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礦工記錄的時候，還會將該筆交易蓋上時間戳，形成一個完整時間鏈。

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當其它礦工對賬簿記錄都確認無誤後，該記錄就確認合法，礦工們就進入了下一輪記賬權爭奪戰

礦工的每個記錄，就是一個區塊(block)，會蓋上時間戳，每個新產生的區塊嚴格按照時間線形順序推進，

形成不可逆的鏈條(chain)，所以叫做區塊鏈(Blockchain)。

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而且每個區塊都含有其上一個區塊的哈希值，確保區塊按照時間順序連接的同時沒有被篡改。

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這時候我們再看對區塊鏈的原始定義就能理解了：區塊鏈是一種分散式資料庫，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每個數據塊都包含了一次網路交易信息，用於驗證其信息的有效性和生成下一個區塊。

若兩個人同時上傳，雖然這個概率很小，但是若發生，我們就看最後的區塊鏈哪條更長，短的那條就失效。這就是區塊鏈中的「雙花問題」(同一筆錢花兩次)。對於要製作虛假交易，除非你說服了全網裡超過51%的礦工都更改某一筆賬目，否則你的篡改都是無效的。

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網路中參與人數越多，實現造假可能性越低。

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這也是集體維護和監督的優越性，偽造成本最大化。

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說服51%的人造假還是灰常灰常難的。

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好了，我們總結下，區塊鏈主要有以下核心內容：

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去中心化

這是區塊鏈顛覆性特點，不存在任何中心機構和中心伺服器，所有交易都發生在每個人電腦或手機上安裝的客戶端應用程序中。

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實現點對點直接交互，既節約資源，使交易自主化、簡易化，又排除被中心化代理控制的風險。

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開放性??

區塊鏈可以理解為一種公共記賬的技術方案，系統是完全開放透明的，賬簿對所有人公開，實現數據共享，任何人都可以查賬。開放效果類似這樣：

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不可撤銷、不可篡改和加密安全性

區塊鏈採取單向哈希演算法，每個新產生的區塊嚴格按照時間線形順序推進，時間的不可逆性、不可撤銷導致任何試圖入侵篡改區塊鏈內數據信息的行為易被追溯，導致被其他節點的排斥，造假成本極高，從而可以限制相關不法行為。

以下專為一些細節控，強迫症提供七個基礎掃盲問題，認真看喔！

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區塊鏈就是資料庫？

其實，如果我們將整個區塊鏈的底層架構看作是一個資料庫，可以說對，也可以說不對。「對」的一點在於其實區塊鏈技術本身就是一個建立在互聯網技術之上的新興概念。那麼互聯網是如何構建的呢？通俗地理解，其實就是來自各種數據的整合，我們可以在互聯網上搜索到任何所需的數據信息。而區塊鏈技術則更是將數據整合的優化。著眼點就在於字面意思——「區塊鏈」三個字上。任何數據通過不同節點的梯次的驗證之後，以打包的形式永久地保存在區塊鏈系統上，這就是「區塊」；再以時間戳的「鏈式結構」鏈接起來，這就是「鏈」。因此，在區塊鏈上，其實正是所有數據的驗證、傳遞、保存的過程。

「不對」的一點則在於區塊鏈技術絕不僅僅只是簡單的資料庫。可以這樣理解，資料庫只是區塊鏈技術中最基礎的功能的體現，它還包括著其他很多優勢。區塊鏈其實更像是一個「分散式賬本」。在這個賬本上我們可以完成任何交易的「線性列表」。並且，這個列表還是「不可篡改的、公開透明的、永久存在的「。而為這個列表提供真實性和可靠性的驗證，就是分散在對等網路里的每個節點。

2

只存在一個區塊鏈？

這樣的認知顯然是不對的。它把區塊鏈看作了是一個具象的表現，就和我們生活中看到的一個蘋果，一串葡萄一樣。但是，卻忽略了後兩個字」技術「。完整來說，是」區塊鏈技術「。我們可以從「互聯網技術」這個前輩的歷程來類比，你能說只存在一個互聯網嗎？互聯網是一種底層技術的架構，是我們看不見摸不著的。同理使然，區塊鏈技術亦是如此。作為一種底層技術架構，它不以具體的表達形式出現在人們面前。我們常常都說的是基於區塊鏈技術開發的某某項目，這樣其實就好理解多了。

另外，探討了區塊鏈技術是一種底層技術架構之後，我們再來分析是不是只存在一個區塊鏈這樣的說法。其實，區塊鏈分為公有鏈、私有鏈、聯盟鏈等版本。根據不同的企業和公司的要求，我們可以基於區塊鏈技術開源不同的區塊鏈架構，一般都是針對特定的解決方案進行區塊鏈的定製。我們熟知的比特幣、以太坊，其實它們都是在不同的區塊鏈上進行運作。因此，這樣的說法無論是從本質，還是體現來說，都是不恰當的。下面一起來了解一下公有鏈、私有鏈、聯盟鏈的含義。

公有鏈：任何節點都是向任何人開放的，每個人都可以參與到這個區塊鏈中參與計算，而且任何人都可以下載獲得完整區塊鏈數據（全部賬本）。

私有鏈：有些區塊鏈的應用場景下，並不希望這個系統任何人都可以參與，任何人都可以查看所有數據，只有被許可的節點才可以參與並且查看所有數據。

聯盟鏈：是指參與每個節點的許可權都完全對等，大家在不需要完全互信的情況下就可以實現數據的可信交換。

3

比特幣就是區塊鏈？

其實在很多人眼中，比特幣就是區塊鏈，這是一個非常普遍存在的誤區，包括小編身邊的很多朋友都是這樣認為的。因此，糾正這一誤區對區塊鏈技術的認知是非常有必要的。其實，就目前大眾的認知度而言，比特幣是比區塊鏈技術更加出名的，因此才有很多人將這二者混為一談。

其實，這也不無道理，因為比特幣的底層技術架構就是由區塊鏈技術提供的，可以這樣理解，比特幣是目前為止最成功的基於區塊鏈技術的項目，而區塊鏈技術正因比特幣得到了驗證與發展。隨著比特幣在全球範圍內引起了火熱的追捧，才使得區塊鏈技術開始逐漸走向人前，受到業界一直的認可和支持。

比特幣可以被看作一種數字貨幣體系或者投資產品，而區塊鏈技術是一種底層技術。區塊鏈技術允許比特幣通過」點對點交易「、」分散式賬本「、」非對稱加密技術「等完成運作。被記錄在比特幣這條鏈上的所有交易信息都可以被打包存儲在」區塊「中，並且與之前的」區塊「相鏈接，形成了比特幣的鏈上結構。再利用時間戳的」鏈條「將所有區塊包含在一個完整的、透明的、永久的架構上，這就是比特幣的運作模式。

4

區塊鏈是免費的嗎?

其實，單純就一種技術而言，我們很難給以其準確的定性。還是以互聯網技術為例子吧。在你眼中，你會覺得互聯網技術是免費的嗎？也許有人說是啊，互聯網技術肯定是免費的啊，我們上網瀏覽網頁、查找資料、下載文件大都是免費的呀。其實不然，因為在我們看不見的背後，已經有很多利益鏈條在運作。並且，可以很負責任地說，互聯網是當今社會的高薪領域之一。我們熟知的世界首富、中國首富里，很多都是從事互聯網領域起家的人物。

因此，區塊鏈技術也是一樣。雖然我們看起來它作為一種技術，誠然是免費的，可以帶給很多行業一種底層架構。但是，開發、運維、測試這些都是需要耗費大量的財力資源的。也許區塊鏈技術是免費的，但是當我們使用基於區塊鏈技術打造的各類項目之時，就不會是免費的了。總需要有人來為區塊鏈技術的發展支付費用吧。

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區塊鏈可以運用在任何領域嗎？

迄今為止，區塊鏈技術在金融領域的運用可謂是最廣的。我們熟知的比特幣、以太坊等都是區塊鏈技術在金融領域對接的典範。其中，高盛集團、巴克萊銀行、花旗銀行等在區塊鏈技術的動作無疑都是最搶眼的。這些金融領域的巨頭公司都試圖在區塊鏈熱潮中霸佔制高點。

我們可以說，目前區塊鏈技術與金融行業顯然是對接最為契合的。但這並不代表區塊鏈技術只能運用在金融領域，我們可以把金融領域看作區塊鏈技術的試水點。如果你經常看小編的文章，會發現小編曾經撰文寫過區塊鏈技術在醫療、法律、物流等行業的項目的啟動。據悉，現在來自各領域的很多大型公司都在搶佔區塊鏈技術這片新興沃土。

那麼，這是否意味著區塊鏈技術可以運用到社會的任何領域呢？小編對於這點還是不敢認同的。從來在小編的措辭里，一直都是指的大多數領域。而這些大多數領域都有這樣的共同點，就是基於」信任體系「的領域。因此，這樣措辭會比較妥當，即凡是需要」建立信任體系」的領域，區塊鏈技術都是有顛覆這些行業的可能性的，而並不是說所有領域。

6

區塊鏈技術就真的絕對安全嗎？

世界上沒有任何東西是絕對安全的，很多事物都是基於某個參照物而言的。當我們一直讚揚區塊鏈技術的安全性時，也需要辯證地思考。這樣的說法僅僅是針對於當前互聯網上眾多不安全因素潛伏而言的。區塊鏈技術的出現我們不能冠名以」絕對「，而是相對能夠改變當前互聯網某些不安全因素。

就以我們常說的區塊鏈技術的」去中心化「舉例吧。這裡的」去中心化「是不是就真的完全沒有」中心「存在了呢？肯定不是這樣的，這裡的」去中心化「重點在於一個」去「字。在區塊鏈技術體系里，還有一個」共識機制「的問題，也就是我們常常說的」51%攻擊「。其指的是當算力作為競爭條件時，使用算力優勢即可撤銷已發生的交易。如果在整個區塊鏈體系里，有某個節點掌握了5１%以上的算力，那這個節點實際上就擁有了絕對的某個區塊的有效權利。但是在彼此互不認識的分散的節點中，這其實是非常難發生的，因此我們往往都願意去相信區塊鏈技術的安全性。

區塊鏈技術的顯著特性里的」永久性「和」透明性「，在人們的潛意識裡，通常會以為區塊鏈技術面對攻擊時是無懈可擊的。但是網路是如此龐大複雜，任何資料庫都無法能夠絕對保證安全，我們只是更願意去相信相對來說，安全的區塊鏈技術。其實從頻繁發生的黑客盜取數字貨幣的事件，也從側面驗證了區塊鏈技術並不是絕對安全的」保險箱「。

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區塊鏈技術真的可以改變世界嗎？

是的，這個問題是肯定的。我們人類社會的進步其實一直都是圍繞著」信任「而展開的。社會上大多數行業也都是基於信任體系維護的。那麼區塊鏈技術能夠做到的就是將信任體系交給沒有任何情感的程序代碼來維繫。人類是感性動物，總會趨利避害。而計算機程序就是」鐵面無私「的。加之區塊鏈技術的不可篡改性、公開透明性、永久儲存性都是保證信任體系架構的基石。

既然能夠改變社會上的大多數行業，那就是意外著未來的很大一部分經濟都會和區塊鏈技術掛上鉤。很多業界專家都非常看好區塊鏈技術，他們堅信這項技術將改變世界和全球經濟，就像90年代初出現的互聯網技術一樣，徹底摧垮以前的架構，建立起一個新的社會體系。如果我們說互聯網技術是改變了人類傳遞和獲取信息的方式，那麼區塊鏈技術則是改變人類信任搭建的體系。這其中所蘊含的意義，相信不用小編再強調。

區塊鏈技術被認為是繼蒸汽機、電力、互聯網之後，下一代顛覆性的核心技術。如果說蒸汽機釋放了人們的生產力，電力解決了人們基本的生活需求，互聯網徹底改變了信息傳遞的方式，那麼區塊鏈作為構造信任的機器，將可能徹底改變整個人類社會價值傳遞的方式，當然這一切只是猜測，區塊鏈想要改變未來，還需要經過時間和各個應用領域的考驗。

來自：機器學習研究院

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