比特币：一种点对点的电子现金系统

自10月25日国家确定区块链为关键核心技术以来，本周区块链热度呈爆发式增长，所以小编这周是很多刚接触区块链的小白。 详细分析一下区块链是什么。

区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后的下一代颠覆性核心技术。 说到区块链（Blockchain），没有中本聪和比特币，它的诞生可以追溯到2008年11月1日，一位自称中本聪（Satoshi Nakamoto）的人发表了文章《比特币：同行》 -to-Peer”，阐述了基于P2P电子现金系统的网络技术、加密技术、时间戳技术、区块链技术等框架概念，标志着比特币的诞生。 两个月后，理论付诸实践。 2009年1月3日，第一个序号为0的创世区块诞生。 几天后比特币不可伪造是依靠什么来实现的，2009 年 1 月 9 日出现了一个序号为 1 的区块，它与已创建的序号为 0 的区块相连形成一条链，标志着区块链的诞生。

每个区块由两部分组成：区块头（Head）和区块体（Body）。 区块头包含当前区块的多个元信息的生成时间、实际数据（即区块体）Hash、前一个区块的Hash等。 因此，区块链本质上是一个去中心化的数据库。

区块链技术的特点之一是去中心化。 核心技术包括：分布式账本、非对称加密、共识机制和智能合约。 一个接一个地：

分散的

去中心化并不是没有中心，而是节点自由选择中心，自由决定中心。 简单来说，去中心化就是中心决定节点，节点依赖中心，没有中心节点就无法生存。 去中心化意味着节点决定中心，中心依赖于节点，没有节点就无法存在。 在去中心化系统中，任何人都是节点，任何人都可以成为中心。 没有一个中心是永久性的，而是分阶段进行的，也没有一个是强制性的。 这是去中心化的。 它的三个优点是：容错的去中心化系统很少因为部分故障而崩溃，因为它依赖于许多独立工作的组件； 攻击预防——攻击或操纵去中心化系统的成本更高，因为它们基本上不那么敏感和弱的去中心化弱点，而去中心化系统的攻击成本要低得多； 抵制去中心化系统的参与者很难打交道，对于传统企业和领导者来说，他们往往为了自己的利益勾结起来。

01 分布式账本

区块链是一个去中心化的分布式账本数据库。 分布式账本是每个网络节点可以记录整个账本的交易记录。 如果网络终端有足够的内存，您可以从网络上下载整个交易日志。 当一个账本满了，谁先计算出交易余额，谁就有权打包，打包成一个区块，链接到最后一个区块，他就会得到奖励。 这个过程称为挖矿奖励，以维护旷工账本。 他们都可以参与监督交易的合法性并共同作证。

与传统的分布式存储不同，区块链分布式存储的独特性主要体现在两个方面：一是区块链的每个节点按照区块链结构存储完整的数据，而传统的分布式存储存储数据通常按照一定的规则划分数据分成多个部分进行存储。 其次，区块链的每个节点存储都是独立的，具有相同的地位，依靠共识机制来保证存储的一致性，而传统的分布式存储通常通过中心节点与其他备份节点进行同步。 任何节点都不能单独记录账本数据，避免单个记账人被控制或贿赂的可能。 会计节点也足够了。 理论上，除非所有节点都损坏，否则账户不会丢失，以保证账户数据的安全。

02非对称加密

对称加密只有一个密钥，非对称加密有一对密钥。 公钥加密，私钥解密。

什么是区块链技术加密？

1. 信息A）用接收者（记为B）加密信息并发送公钥B，B用自己的私钥解密信息。 比特币交易的加密就属于这种情况。

2. 数字签名。 发送方A用自己的私钥加密信息发送给B，B用A的公钥解密信息，由此可以判断信息是A自己发送的。

3.登录认证。 客户端使用私钥对登录信息进行加密后发送给服务器。 后者收到后比特币不可伪造是依靠什么来实现的，使用客户端的公钥对登录信息进行解密验证。

03共识机制

共识机制是指所有记账节点之间如何达成共识来判断记录的有效性，这不仅是一种识别手段，也是一种防止篡改的手段。 区块链提出四种不同的共识机制，适用于不同的应用场景，在效率和安全性之间取得平衡。

区块链的共识机制具有少数服从多数、人人平等的特点。 少数服从多数并不是指节点的数量，也可以是计算能力、公平性或其他计算机可以比较的特性。 人人平等是指当一个节点满足条件时，所有节点都有权优先选择共识结果，并被其他节点直接认可，最终可能成为最终的共识结果。 （以比特币为例，Proof-of-Work 只能在控制全网超过 51% 的记账节点时伪造不存在的记录。）当有足够多的节点加入区块链时，这基本上是不可能的，这样才有可能欺诈行为被消除。

共识机制的类型：

PoW（Proof-of-Work）工作量证明机制

这里的工作量是指计算机计算Nonce（随机数）的过程。 每个节点计算一个随机数。 在一定时间内，很难找到一个随机数，这意味着要获得这个随机数必须做一定的工作量。 首先，获得这个随机数的节点，将包裹好的交易区块添加到现有的区块链中，广播到全网，以验证和同步其他节点。

原来奖励是按贡献分配的。 获得记账权的概率取决于矿工的工作量占全网的比例。

PoW 的优点是完全去中心化、公平公正，不需要中心化的管理机构，实现了用户（即节点）之间的公平竞争。 其主要缺点是能源浪费和共识周期长，不适合商业应用。

应用：BTC、当前ETH、LTC、SC、Monero等。

PoS（Proof-of-Stake）股权证明机制

PoW 将计算随机数的工作量作为数据写入权限的考量。 PoS是指系统根据节点持有的Token（代币）数量与时间（币天数）的乘积分配相应的记账权。 拥有的越多，获得记账权的概率就越大。 Token相当于区块链系统的权益（Stake），因此称为基于权益的证明。

数字货币数量越大，时间越长，记账权越大。

PoS具有三大优势：一是能耗低； 二是作恶成本高。 如果要攻击网络，必须有51%的币龄（币龄）=币量*持有时间）； 第三，达成共识的时间短，可以做到毫秒级的速度。

PoS 有两个缺点。 一是持币趋于集中，强者愈强； 二是流动性差，持币也有收益，用户没有套现的动力。

应用：PoS：Peer Coin（PPC）、OMG、量子链等。

DPoS委托权益证明机制

PoS是拥有Token获得记账的权利，DPoS是指拥有Token的人以利益相关者的代理人身份投票给固定节点，行使记账权。 这些被投票的代表依次获得记账权。 PoW和PoS理论上全网参与记账竞争，DPOS记账节点在一定时间内确定。 DPoS记账节点数量少，协作效率高，记账效率高。

缺点是去中心化程度减弱，选出的代表记账，有一定的去中心化控制权。

应用：EOS等

04智能合约

传统合同会受到自动化程度、主观性和客观性、成本、执行时间、违约处罚、适用范围等多个维度的影响。 智能合约是指当合约条件触发时，你只需要事先指定合约内容，自动执行合约内容。

更重要的是，基于区块链技术的智能合约不仅可以充分发挥智能合约在成本效率方面的优势，还可以防止恶意行为干扰合约的正常执行。 智能合约以数字形式写入区块链，确保存储、读取、执行全过程透明、可追溯、不可篡改。 同时，区块链的共识算法构建了一个状态机系统，使智能合约能够高效运行。

从以上内容可以看出，区块链解决了中心化的信任风险，也是一种以人为本、公平公开的民主共识。 它在人们缺乏信用和相互信任的冲突中发挥了关键作用，将共识机制交给了计算机进行验证和记录。 当思维或思考的品质还没有发展到很高的水平时，就需要借助三方力量或技术手段来促进自我意识，从习惯到自我约束。 人们对公平和民主的追求也在区块链技术的应用中得到了完美的平衡和制约。 同样，共享和开放是追求人人平等的另一个核心理念。

区块链技术任何人都可以使用和学习，但区块链思维是人类进步不可或缺的因素。 去中心化的理念是打破现有的全球社会观念，公开、共享、平等的民主共识，反对一切中心化的利益垄断。

区块链可以解决现有生活中的很多痛点，比如商品或数字商品的防伪溯源，其目的是防止欺诈。 比如资产数字化权益证明，避免过度权益和利益溢出等，解决一切信任和信用问题。

区块链技术源于比特币的诞生，比特币是第一个成功的去中心化加密数字货币，被无数先辈和发起人代代相传。 它不是商业项目，也不是国家主导的科研成果，更不是外星文明的引导。 它的出现有着特定的意义。