用通俗易懂的语言理解区块链

为了更深入地了解区块链的概念和优势，我们先从2008年的金融危机说起。

众所周知，2008年的全球金融危机是由美国次贷危机引发的。 次级抵押贷款是指把钱借给次级抵押贷款人，因为次级抵押贷款人本身的信用状况很差，无法还清房屋债务，因此很容易发生违约。 同时，金融界推出多种打包的Synthetic CDOs产品，评级为3A高（其实评级也是金融交易，不是真实的）。 这些打包的金融产品与各种低评级产品混合在一起销售。 买家认为你买的是“权威”，其实你看不到真实情况。 因此，当泡沫破灭、信用环境发生变化，尤其是作为国民经济支柱的房地产价格下跌时，贷款机构将无法或难以再融资或收回抵押的房地产，卖掉它。 ，或者亏损。 而当此类事件大规模、集中发生时，危机就出现了。

如果你想对此有更深入的了解，可以看看电影《大空头》。 在这里，空头是指股票交易的熊市和空头交易。 也感谢相关专业的同学们给予的理论帮助。

为什么要从金融危机开始？ 因为传统货币和银行等信用机构都有其自身的劣势。 传统货币可能因各国货币政策宽松而大幅波动，小则影响各国税率，大则影响全球金融平衡。 2008年的金融危机正是由于美国货币政策长期坚持低利率趋势，导致房地产价格持续下跌。 另一方面，银行等信贷机构可以通过直接把钱借给有信用的人而无需存款来获利。 新产生的钱本质上是债务。 一旦资金流向出现问题，银行很快就会面临危机。 中央银行必须让人们相信它不会使货币贬值，而银行也必须让人们相信它在管理货币，而这在历史上几乎没有可信度。

前言

这里需要明确两个前提。 首先，这里我们只是利用银行本身的缺陷来引出区块链。 一切都不是完美的。 我们不否认银行的社会贡献和价值。 第二，区块链不等于比特币。 比特币只是区块链的一个具体应用，区块链是比特币系统的基本组成。

回过头来看一下区块链的定义：区块链本质上是一个去中介数据库，是使用密码学方法生成的一系列数据块，每个数据块包含一个比特币网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）并生成下一个块。 下面，我们通过区块链的一个重要实现——比特币来体验一下区块链在实际应用中是如何工作的。

1. 比特币系统

既然比特币系统是由交易连接起来的区块链组成的，那么交易的初始价值——货币——从何而来呢？ 比特币规定，所有“货币”都来自于“挖”出的区块。 那么“区块”的实体是什么，如何挖掘呢？ 如上所述，区块是由交易连接的实体。 这个块不能是无限的。 每创建一定数量的交易，就会存储在一个新的区块中，然后将这个区块加入到原来很长的区块链中，将这条无限长的交易链分成区块。 在比特币系统中，这个区块的存在是一串字符（由数字和字母组成），对区块的生成有一定的限制，也就是说，不容易生成一串字符串符合要求。 是的，或者应该说是很难的，这就成为了比特币系统中的工作量证明。 在计算机中，这样的困难体现在计算机不停的计算，电能和CPU功耗的不断消耗，在机器付出了相当大的代价之后（这个代价非常巨大），这个块终于“开采”。 向上。 作为奖励，因为这个区块的产生，会产生一定数量的价值——比特币。 这些比特币的拥有者就是“挖”出区块的人，我们称之为“矿工”。

那么问题又来了，如果这个比特币不断被创造出来，现有货币的价值不会继续缩水吗？ 答案是否定的，比特币总量是固定的，固定在2100万，初始矿工奖励是25个比特币（只有第一个创世块的奖励是50个比特币，是给比特币创始人中本聪的）。 之后每挖出210,000个区块奖励减半。 比特币的最小单位是1聪，相当于人民币的一分钱，价值不能再分割。 系统动态控制挖矿难度。 平均每10分钟挖出一个新区块，整个比特币系统中的比特币以挖矿奖励的形式给出。 也就是说，预计到2140年，2100枚比特币全部生产完，总量不再增加。

如果你是矿工，你会问：如果所有的比特币都被挖完了，矿工会罢工吗？ 为了提高矿工挖出区块的积极性，比特币系统为每笔交易设置了一定数额的基础报酬，用户也可以在此基础上增加自己的交易提示，让矿工更早的打包自己的交易。 关闭交易。 这里所说的打包是指将交易信息存储在区块链中，这不是一个容易的步骤。 前文提到，预计2140年前后，2100万枚比特币将被全部挖出，届时将不再有新的比特币产生，矿工挖“矿”（区块）的奖励全部来自于打包交易小费。

接下来的问题是，除了挖矿，矿工还有其他职责吗？ 挖完矿就万事大吉了吗？ 不是这样的，矿工需要为自己挖出的区块提供后续服务，包括打包用户的交易，验证用户的交易是否在自己的区块中（暂时可以理解这串字符是不是一致与否）。 为了防止矿工跑路，比特币系统规定挖出区块的奖励在矿工打包5笔交易后给予矿工，由于矿工已经挖出区块比特币是如何运作的，维持盈利能力显然是Bigger了，毕竟自己的钱也在block里。

至此，我们对基于区块链的比特币系统有了一个大概的了解。 综上所述，用户提供一笔交易，矿工挖出一个新的区块将用户的交易打包，以一长串字符的形式添加到原区块链中。 区块链是无限延伸的，但系统中所有比特币的总量是一定的。 如果还有什么不明白的欢迎在评论区留言。 我会及时更新博客第一部分的内容，力求对第一章的系统运行和规则有一个大概的了解，方便后续内容的开发。

2. 比特币的优势

在我们基本熟悉了比特币系统的运行模式之后，我们来分析一下基于区块链的比特币的优势。

它是去中心化的，每个人都可以参与到区块生态中。 所谓去中心化，一方面，并​​不意味着每个人都有“权力”或去中心化。 让“权力”在我们可以接受的范围内足够分散，这样整个体制就不是“中央集权”的独裁。 这是实现了区中心。 另一方面，并​​不是每个人都需要有“能力”才能拥有这样的“权”，只要拥有“权”的人能够恰当地行使“权”即可。 例如，在比特币系统中，并不是所有的计算机都有足够的计算能力来生成和维护区块。 这样，有了去中心化的特点，我们在做账的时候就不用担心银行“欠账”了，因为账目是公开透明的，大家随时都可以看到。

它是一种分布式虚拟货币。 区块链中存储的不是货币，而是交易记录。 后面我们会讲到比特币是如何将“货币”融入区块链的。 正是因为积累了交易记录，用户的钱才不会凭空消失，之前的交易也可以追溯，保证了交易的安全性。 此外，比特币系统活跃在互联网上，具有全球流通货币的基本特征。 用户不需要钱包来存储这些硬币。 当他们需要使用硬币时，他们只需要验证他们在之前的交易中是否有硬币。 在链中。

此外，安全性是比特币系统的一大卖点，让我们关注一下比特币系统是如何实现这一点的。 所以既然是白话看区块链，方法的具体内容我们就不深究了，但是还是会有一些很基础的概念。 如果您只需要知道比特币是什么以及它是如何工作的，那么以上内容就足够了。

--------------------------------------------华丽的分割线：方块链条基础知识普及结束------------------------------------

1. 匿名

如何保证匿名性，即如何在公开透明的区块链中保证用户不被追溯。 这是非常重要的。 想象一下，如果你进行了一笔巨额的交易，不法分子可以通过全网的交易记录找到你的ID，对你进行追踪。 这是一件非常危险的事情。 比特币采用盲签的数字签名方式。 顾名思义，盲签不需要看具体内容来确认身份。

首先介绍区块交易的具体实现。 我们需要什么信息来存储显式交易？ 交易日期、交易方（付款人和收款人，现实中可以是多人）、交易金额可以从三个方面来实现。 当我们将这些信息数字化时，我们最终会得到一长串字母和数字。 这些长字符串可能有不同的长度，包含的字符范围也可能不一致。 区块链中使用了一些规则来标准化这些长字符串。 众所周知，我们在数学计算中使用十进制范数，在计算机中使用二进制范数，在比特币系统中存储信息时使用十六进制范数。 这样，字符的范围就确定了。 包括0~9和a到f。 数据范围是固定的，接下来就是固定数据长度了。 这里使用哈希算法。 哈希算法实际上是一系列数学公式。 最后对于相同的输入，会得到相同固定长度的输出，而如果只是将输入换了某个人，结果的变化会非常巨大。 这样可以保证别人无法通过结果推断出输入的信息，而且结果具有足够的随机性，可以隐藏。 另外，我们平时在输入图片验证码的时候，尽量把数字0和大写字母O、小写字母l和大写字母I等混淆，这里使用Base58哈希算法把这些字符去掉输出结果，得到更友好的输出结果。

在获得区块中交易的表示后，我们可以对数据进行加密以实现匿名。 在比特币系统中，每个用户都会创建一对公私钥对，即公钥和私钥。 公钥别人可见，私钥只有自己可见。 可以使用基于私钥的数学公式来计算公钥。 公钥不能返回私钥。 一对公私钥对也是一串定长字符串。 它们相当于我们保险箱的锁和钥匙。 一般是公钥开锁，私钥开锁。 它是如何加密的？ 还是用了我们之前提到的哈希计算，将我们要处理的信息和公钥通过指定的哈希函数进行数学计算，得到的字符串与原字符串长度相同，完全不同，即加密的字符串。 信息。 解密也只需要通过指定的哈希函数对加密信息和私钥进行数学计算，但是一加密一解密的哈希函数是我们人为设置的。 在比特币系统中，交易的发起者（消费线程的人）拥有私钥，可以对自己的交易进行加密，其他人可以随时知道此人的公钥并验证信息。

大家可能会想，如果每个人都知道公钥，那不是每个人都可以得到加密前的信息，信息不就公开了吗？ 这里提到的其他人和之前解释的去中心化是一样的。 每个人都有机会成为中心，但不是每个人都需要成为中心。 同样，也不是每个人都有能力成为中心。 在比特币系统中，只有矿工需要做“苦力”。 他们使用复杂的计算来验证交易是否存在以及是否合理。 因此，普通用户看到的信息只是一长串数字。 如果需要验证，可以通知矿工帮助验证。 当然验证也是要收小费的，验证的形式是新的交易。

2. 共识机制

让我们考虑一下现实生活中实际纸币的优点是否可以在比特币系统中继承。 在现实生活中，只要你给钱，对方收到钱，交易就完成了。 在比特币系统中，交易完成的标志是交易所在的区块被添加到长区块链中。 如果有人恶意攻击，收买矿工，不把你的交易打包进区块，会成功吗？ （拒绝服务攻击）答案是否定的，因为即使你买一台矿机或者两台矿机，全网还有很多矿工在工作。 交易包装。 除非攻击者购买了超过 51% 的矿工，否则仅仅为了不打包你的交易，开销就很大。

纸币还有一个很大的好处，就是我有没有钱，就看我有没有纸币。 如果我付纸币给一个人，我就不能付给另一个人（双重支付攻击）。 在比特币系统中，只要新区块没有连接到区块链上，交易就没有完成。 这时候，如果有人想进行二次交易，有可能吗？ 虽然这很可能发生，但完全可以避免。 首先介绍一下比特币网络的共识机制。 由于网络传输的时间问题，每个矿工看到的都是不同的长区块链。 块。 矿工达成共识的规则非常简单。 哪个区块链最长，哪个区块链后面是新挖出的区块。 由于绝大多数矿工都是诚实可靠的，在这样的规则下，区块链会朝着正确的方向发展。 接下来，让我们看看如何避免它。 从概率的角度来说，我们的交易打包后，只需要等待6笔新的交易加入区块链，与对方确认交易完成即可。 . 此时，全网大部分矿工已经达成共识，他们交易所在的区块链成为最长的，其余的链将被废弃。

3.轻量化

如果在区块链上不断添加交易，显然数据量非常大，普通用户的电脑存储空间不足以支撑。 在比特币系统中，同样的“累活”是由矿工完成的。 普通用户只需要存储部分交易数据。 我们暂时可以理解为交易ID。 这个ID是唯一的，由具体的数据通过hash计算生成，我们不需要存储大部分交易的具体内容，需要的时候可以直接向矿工请求验证。

4. 钱包管理

在现实生活中，如果一个人有一种习惯性的消费方式，比如下班后喜欢去某家便利店买牛奶，这样一旦别人知道这个时间地点有人买牛奶，这个人很可能就是你。 您的匿名性不再得到保证。 针对这个问题，比特币系统可以在我们现有的公私钥对的基础上，生成很多随机的子公私钥对比特币是如何运作的，这样就可以用一个公私钥进行一笔交易，真正做到来来去去。去的无影无踪。 另外，你可能觉得公私钥对那一长串字符我记不住了，助记词或许能帮到你。 为了更好的记住这一长串公私钥对，比特币钱包可以对这些字符进行哈希处理，得到一个固定长度的二进制0/1字符串，然后每11 0/1个字符为一组，比如11 0/ 1个角色共有2^11种情况。 我们预先给这2^11种情况分配一个英文单词，这样对于不同的公私钥对，我们可以转换它们来记忆一些英文单词。 简单方便。

看到这里，你已经熟悉了比特币系统的大部分重要概念。 很多细节的理解，需要你进一步去探究，这里就不展开讨论了。

3. 区块链的其他应用

最后，让我们看看区块链的其他应用。

比特币，被称为区块链1.0，是区块链的成功案例之一。 作为区块链2.0，以太坊在区块链1.0的基础上对比特币体系的某些规则进行了改进和扩展。 最突出的成就是引入了智能合约的概念。 智能合约是区块链开发代码（如Solidity、Go等），它将规则和操作写入代码中，从而避免一些危险的攻击，实现真正的虚拟化。 同样，以太坊也不是完美的，代码的严密性和系统的规则在未来也可能被不法分子利用。 EOS（Enterprise Operation System）是区块链3.0的作品。 EOS有点类似于windows、Linux等操作系统平台。 通过打造对开发者友好的区块链底层平台，支持多个应用同时运行。 提供了开发dAPP的底层模板。

基于区块链的游戏项目也很多，比如区块链养猫游戏CryptoKitties、以太工厂EtherGoo、以太机器人EtherBotS等。 总之，区块链还有很长的路要走，整个区块链生态的标准化也需要不断完善。

最后的话

后续有很多朋友问我，既然区块链这个概念这么好，为什么比特币价格一跌再跌，很多人都不看好。 对此，我个人认为区块链的概念是好的，但是好的概念需要找到一个合适的切入点来落地。 尽管比特币作为区块链1.0带来了诸多惊喜，但其缺点所在和安全隐患仍然让大多数人持怀疑态度。

一方面，任何新生事物的成长都要经历艰辛和曲折。 如今，硬件技术的支撑和信息安全产业的发展已经不能满足区块链的应用和发展。 另一方面，目前市面上的很多区块链应用，都是为了赶上区块链的淘金热，正如《大空头》中无助的资产分级师向发现真实区块链崩盘消息的“救世主”求助一样。 estate early：你的一切不都是为了赚更多的钱吗？ 回到我之前说的，区块链这个概念本身是好的，我们不能因为一些最初的“失败”和一些我们不习惯的行为而否定它。 如果未来的区块链能够找到一个合适的切入点，以全新的角色进入人们的视野，无疑会给人类社会带来巨大的信息化变革。

更详细的可以参考郭老师的知乎专栏：

比特币创始人中本聪的比特币白皮书：

Ethernaut智能合约安全演练试题集：