区块链是一种分布式数据库，通过网络连接的节点，每个节点都保存着整个数据库所有数据，且任何地点存入的数据都会完成同步。
区块链
区块链最本质特征是“去中心化”，所有节点都是平等的，不存在中心控制。区块链由一个个区块(block)组成，block分为头(head)和体(body)，区块头记录可元数据和链接到前一个区块的信息，即生成时间、前一个区块(head+body)的散列值，而区块体记录了实际数据。如下图：
区块结构
由于散列值具有抗修改性，如果想改动某个区块数据就需要修改所有后续的区块，而且区块链有“工作量证明”机制，这种大规模修改是不可能实现的，除非掌握了全网51%的计算力。
由于区块链是大规模的分布式数据库，同步较慢，所以新区块的添加速度需要得到控制，例如比特币采用的速度是平均每10分钟生成一个区块。大家不惜付出海量的计算，去抢着算出一个区块的有效散列值，而只有最先算出的“矿工”才有资格把区块挂到区块链中，得到比特币。
海量计算
但是散列不是通过哈希算法就非常容易计算吗？为什么需要付出海量计算呢？为什么要抢先？
其实每个区块设置了一个难度系数Difficulty，用常数targetmax除以它，得到一个target，难度系数越高，target越小。因为很难算出，所以控制了新区块生成的数据，便于在整个分布式网络中进行同步。
难度系数
矿工的工作是，找到一个数组Nonce，把它跟整个区块链一起计算散列，这个散列值必须小于target，才是有效的散列值。由于散列值无法回推原值，这个Nonce的寻找只能靠暴力穷举，计算工作量+运气是唯一的方法。
例如比特币的信息都是公开的，如下区块的信息：
比特币
由于硬件摩尔定律的存在，计算力将持续递增，为了维持每10分钟生成一个区块的速度，难度系数Difficulty也将持续递增。另外，为了保持货币总量不会无限增加，规定每4年奖励的比特币减半。2008年开始是50个，2019年为12.5个。
工作量证明：
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