快速理解与区块链有关的基本原理

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区块链，简称“block chain”,“block”就是块的意识，可以理解成已打包的数据块；“chain”是链条的意识，可以理解为按顺序把块连接起来。区块链就是一个大的记账本，使用者能看到按序列连接起来的数据块，该账本上记录着所有的交易数据。

区块链如何工作呢？假设区块链管理着一个大账本，很多人一起维护。我给你借了10块钱，然后将这个消息发送给所有维护账本的人，你收到10块钱后，也同样把消息发送给所有维护账本的人。这其中，第一个听到两个声音的人会立刻记录好这笔账，然后对其他维护人员说：我已经维护好了账本，大家根据我的账本把这个数据补全即可。

讲到区块链的原理，有几个需要说一下：

去中心的性质源于使用分布式账本的区块链技术。

分布式账本指的是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点记录的是完整的账目，因此它们都可以参与监督交易合法性，同时也可以共同为其作证 。

去中心化使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。

这里去中心化不是要消灭所有的中心，现实是，由以前少量的大中心慢慢演化成大量的小中心。

对等式网络(P2P)又称为点对点技术，是无中心服务器、依靠用户群进行交互的互联网体系。

不同于中心服务器，对等式网络每个用户端就是一个节点，也是一个服务器，任何一个节点都无法直接找到其他节点，必须依靠其户群来交流信息。

对等式网络上每台计算机没有主次之分，各自都有绝对的自主权。

安全是区块链的一大特点，而密码学又是最核心的技术。密码学中的哈希函数被广泛应用于区块链中。例如，比特币的钱包地址就是哈希数值，“挖矿”也是哈希计算。

所谓哈希函数，是指能将任意长度的数据映射为固定长度的数据函数，主要应用于信息安全领域中的加密算法。简单来说，哈希算法就是一种只能加密，不能解密的密码学算法，能够将任意长度的信息转换为一段固定长度的字符串。

运用哈希算法，能够对一个交易区块中的交易信息进行加密，并把信息压缩成由一串数字或字母组成 的散列字符串；运用哈希算法，比特币挖矿无法逆向推导结果，矿工持续进行运算就是暴力破解哈希值，谁最先找到谁就获得比特币的奖励。

权益证明（POS）是以共识算法的方式，使用伪随机数，指定持有货币的人为交易的验证者，创建新的区块，持续在最长的链后面。

权益证明与个人拥有的数字货币的数量和时间有关，拥有的货币越多，持有的时间越长，话语权就越大。

在POS模式下，有一个币龄的概念，每个币每天产生一个币龄，如果你又100个币，持有30天，就有3000个币龄，一旦有新的POS区块，币龄就会清空，没清空365个币龄，就能从区块中获得相应的利息。

就是默克尔树，是存储散列值的一棵树。它是一种二叉树，由一个根节点、一组中间节点和一组叶节点组成。最下面的叶节点存储数据获哈希值，每个中间节点都是它的子节点内容的哈希值，根节点也由两个子节点内容的哈希值组成。

默克尔树有一个很强的特点，低层数据的任何变动都会传递到父亲节点，一直到树根，数据间的关联性很强。

其最大的好处就是，每个交易都能单独的删除，只保留该交易的散列值即可，这样整个区块链数据量会大大减少，不用担心数据量的爆炸式增长的问题。

非对称加密在区块链的核心技术，具体的椭圆曲线加密法应用最为广泛。

椭圆曲线加密法是一种基于离散对数问题的非对称（或公钥）加密法，可以用对椭圆曲线上的点进行加法或乘法运算来表达。

在比特币系统中，用公钥加密创建一个密钥，就能控制比特币的获取。

密钥包括一个私钥跟一个由其衍生出的唯一公钥，整个流程包括：获得私钥，使用椭圆曲线乘法的单向加密函数产生一个公钥；然后，用单向加密哈希函数生成比特币地址，用公钥来接收比特币，用私钥来进行比特币支付时的交易签名。

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