区块链技术原理

区块链技术原理

我尽量不涉及太多细节，把区块链大概的工作原理用尽可能简单的语言描述一下，相信你能

很快对区块链有所了解。

以比特币的区块链为例，你可以把区块链想象成一个比特币的公共账本，这个账本：

1.存放在互联网的各个比特币节点上，每个节点 都有一份完整的备份

2.里面记录着自比特币诞生以来的所有比特币转账交易

3.账本是分区块存储的，每一块包含一部分交易记录。每一个区块都会记录着前一区块的

id，形成一个链状结构，因而称为区块链

4.当你要发起一笔比特币交易的时候只需把交易信息广播到p2p网络中,矿工把你的交易信息

记录成一个新的区块连到区块链上，交易就完成了。

这里有几个问题：

1.如何保证用户有足够的余额，例如你只有十个币，而你居然发起了一笔转20个币的交易怎

么办。

这个问题很好解决，因为区块链上记录了所有的比特币交易记录，只需要回溯所有的和你账

户相关的历史交易就能知道你这个账户上到底有多少余额，余额不对矿工是会拒绝记录你的

交易的。

由此你可能又会产生一个疑问，那么最初的比特币是从哪里来的呢？

最初的比特币是由系统奖励给记录区块的矿工的。每一个区块在生成的时候就会在生成这个

区块的矿工的账户上生成一定数量的新比特币作为奖励。

2.如何保证你的账户不被冒名顶替

这问题也很好解决，用数字签名技术就好了。每个比特币账户都有公钥和私钥。你发起交易

的时候用私钥对交易信息签名，矿工收到信息后用公钥检查一下签名就好了。

3.那么多矿工，如何决定该由哪个矿工生成下一个区块？

解决方案是这样的：

中本聪设计了一个数学问题，这个数学问题会耗费大量的计算机cpu时间才能得出答案，同

时每一次得出的答案都会作为下一次计算的初始条件进行技术。全世界的矿工一起来计算这

个问题，谁先得出答案，他就可以用这个答案生成一个新的区块，再广播到网络中。收到这

个新块数据的矿工会立即停止当前的计算，用新块里的数据重新进行下一次计算。这就是所

谓的“挖矿”。矿工产生的区块一旦被网络接受，他就能获得一笔比特币作为酬劳。

这时要考虑一种情况：如果同时有两个矿工各自得到一个正确答案，并各自生成了一个区块

广播出去会发生什么呢？

这时候在区块链上同一个位置就有了两个区块，所谓的“分叉”就出现了。

分叉是绝对不允许的，所以当矿工发现区块链分叉之后，会选择最长的一条继续计算，短的

那条区块链会被丢弃。

仔细思考下这个体系，你会发现它几乎无懈可击。首先你不能凭空造出比特币，只能挖矿获

得；其次你无法伪造交易，无法控制不属于你的账户。一旦交易被确认，几乎无法取消。我

这里说“几乎”，是因为有“51%攻击”的存在。51%攻击条件非常苛刻，这里就不扩展开讲

了。感兴趣的朋友可以自行查阅相关资料。

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好吧，现在你应该大概明白了区块链是怎么回事。一个公开透明的可信赖的帐务系统，听起

来还不错，是吧？ 不过，我想告诉你区块链远远不止是一个帐务系统那么简单，它的意义

之重大、用途之广泛，一旦你意识到，你一定会像我一样激动万分的。

区块链技术使得DAC成为可能。DAC是一种能够从根本上颠覆人类社会组织模式的东西。我相

信它对社会的影响，会超过工业革命，成为互联网给世界带来的最为深刻的变革。

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区块链技术的用途和意义

(未完待续)

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有了分布式计算平台后，像天河这种超级计算机还有存在的必要吗？ 23 个回答

其它回答

文浩

区块链攻城狮,http://blockchaindev.org

#1. 区块链技术是什么？

我在面试时为了让应聘者快速理解区块链，是这么打比方的：

想象有一个100台的分布式数据库集群，现在的情况是这100个节点实际上的拥有者是一个机

构，并且所有节点处在该机构的内网当中，所以这个机构想让这100个数据库节点干嘛就干

嘛，换句话说这100个节点之间是处于一个可信任的环境，并且受控于一个实体，这个实体

具有绝对仲裁分配权。

现在的情况是这样的，想象这100个节点分别归不同的人所有，且每个人的节点数据都是一

样的，即完全冗余，并且所有的节点是处在广域网当中，换句话说就是这100个节点之间是

不信任的，且不存在一个实体，它拥有绝对仲裁权。

现在考虑第二种情况，采用什么样的算法（共识模型）能够提供一个可信任的环境，使：

每个节点交换数据过程不被篡改；

交换历史记录不可被篡改；

每个节点的数据会同步到最新数据，且承认经过共识的最新数据；

基于少数服从多数的原则，整体节点维护的数据本身客观反映了交换历史。

以上为背景，

现在来谈谈区块链，区块链本质上就是要解决以上第二种情况的一种技术方案，更确切的说

应该叫分布式的冗余的链式总帐本方案。

只要包含了以：

一种P2P的角度，链式的，只维护一本总帐的，能解决以上问题的技术方案，称之为区块链

技术方案。

有关区块链的一些要素，在我的文章里有总结过一些：

包含一个分布式数据库

分布式数据库是BC的物理载体，BC是交易的逻辑载体，所有核心节点都应包含该条BC数据的

全副本

BC按时间序列化Block，且是整个网络交易数据的主体

BC只对添加有效，对其他操作无效

基于非对称加密的公私钥验证

记账节点要求拜占庭将军问题可解/避免

共识过程(consensus progress)是演化稳定的，即面对一定量的不同节点的矛盾数据不会崩

溃。