通俗一點地說，區(qū)塊鏈是一個收錄所有歷史交易的總帳，每個區(qū)塊中包含若干筆交易記錄。如果說區(qū)塊鏈?zhǔn)琴~本，那么區(qū)塊就是賬本的每一頁。交易的細節(jié)都被記錄在一個網(wǎng)絡(luò)里任何人都可以看得到的公開賬簿上。

區(qū)塊就是很多交易數(shù)據(jù)的集合，它被標(biāo)記上時間戳和之前一個區(qū)塊的獨特標(biāo)記。有效的區(qū)塊獲得全網(wǎng)絡(luò)的共識認可以后會被追加到主區(qū)塊鏈中。區(qū)塊鏈?zhǔn)怯邪灰仔畔⒌膮^(qū)塊從后向前有序鏈接起來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

在這里，我用比特幣相關(guān)知識舉個栗子解釋一下。

在比特幣領(lǐng)域中，存在“礦工”這樣一個概念。礦工是指通過不斷重復(fù)哈希運算來產(chǎn)生工作量的各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。（每個節(jié)點都是路由，區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)庫，挖礦，錢包服務(wù)的功能集合）

礦工們需要競爭完成一種基于加密哈希算法的數(shù)學(xué)難題，答案存在于新的區(qū)塊中，誰優(yōu)先解出這個答案，誰就能在p2p網(wǎng)絡(luò)中廣播聲明自己已經(jīng)獲得這個區(qū)塊，其他的曠工就會意識到在這局里已經(jīng)輸了，就會立馬開始下一個區(qū)塊的挖掘工作。每個礦工在他的區(qū)塊中都有一筆特殊的交易，他們會將新生成的比特幣（當(dāng)前每塊25個比特幣，2016年也就是今年減半）作為報酬，然后支付到自己的比特幣地址中。一旦這個區(qū)塊被認可被驗證，也就是被添加到區(qū)塊鏈中，他的這筆報酬就可以變?yōu)榭捎每上M的狀態(tài)。

在比特幣體系中，平均每十分鐘就可以發(fā)現(xiàn)一個新的區(qū)塊， 在完全去中心化的比特幣網(wǎng)絡(luò)中（即不受任何第三方控制），每個完整節(jié)點中獨立自動發(fā)生難度調(diào)整，讓新區(qū)塊的產(chǎn)出速率維持在平均每十分鐘一個。

一個block產(chǎn)生的產(chǎn)生時間=難度值x2的32次方/hashrate

（hashrate是每秒運算的hash數(shù)量）

難度值difficulty=最大目標(biāo)值/當(dāng)前目標(biāo)值

我來擬人化地解釋一下。

單身汪們要找女票，國民岳母說我有好多女兒，這樣吧我給你們出點題目，解出一個就給其中一個姑娘的微信號。

單身汪們瘋狂競爭，想破腦袋去解題。只要其中一只汪解出一道題，就立馬得意洋洋地昭告天下，示威全部單身汪，這個姑娘是我的啦，你們放棄吧。其他單身汪們即使不服也沒有辦法，惆悵懊惱也不是個事兒啊，還是麻溜地立馬去解下一道題目吧。這只喜贏姑娘的幸運小汪被岳母認可后還能得到25個貨幣單位的彩禮，簡直人生贏家。

岳母會通過解題的速率去調(diào)整題目的難度，有時候吧，出的太難了，好久沒小伙子有能力來上門提親，她一尋思，這可不行，這女兒不能砸手里啊，得把題目難度降一點。有時候難度太簡單，不到10個時間單位就嫁出去一個，這更不行，趕緊使用難度提升技能。對了今年就是2016年，岳母的禮金還會減半。。。

。。不鬧了。?；氐秸}。。

上面所描述的其實就是“挖礦”的概念

所謂挖到礦就是要猜到一個nonce值讓該區(qū)塊的摘要值小于一個會根據(jù)難度而線性調(diào)整的目標(biāo)值，這也是所謂的工作量證明。簡單一點說，就是重復(fù)計算去塊頭額哈希值，不斷地改變參數(shù)，直到與哈希值匹配的一個過程。

當(dāng)節(jié)點創(chuàng)建一個候選區(qū)塊的時候，那曠工就準(zhǔn)備開始進行挖礦。礦機開始超高速運行SHA256算法，這些硬件會通過USB鏈接到存在于電腦上的挖礦節(jié)點上，然后挖礦節(jié)點會將區(qū)塊頭信息傳給這些硬件，讓他們進行非常高頻的nonce測試。

當(dāng)一項交易被區(qū)塊收錄的時候，可以被認為是一次確認。在此區(qū)塊之后每產(chǎn)生一個區(qū)塊，此項的交易數(shù)就再加一。當(dāng)確認數(shù)目到達六次以上的時候，通常就能認為此項交易比較安全并且不可逆轉(zhuǎn)。那么現(xiàn)在，這筆交易已經(jīng)在比特幣網(wǎng)絡(luò)上傳播開，但只有通過驗證且加到一個區(qū)塊中的時候，這筆交易才能成為區(qū)塊鏈的一部分。

新的交易不斷地涌入比特幣網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)節(jié)點們看這些交易的時候，會將這些交易臨時放到自己各自維護的一個臨時的交易池中，當(dāng)曠工創(chuàng)建出一個區(qū)塊以后，便可以把這些交易從交易池中拿出放到這個新區(qū)塊中，然后通過解決一個難度很大的問題去證明這個區(qū)塊的合法性。

下圖是我在http://blockchain.info網(wǎng)站上隨機截取的一個區(qū)塊。

一般來說，個體礦工自己一個人獨立進行挖礦在這樣一個競爭的大環(huán)境中是幾乎沒有可以盈利的可能的。因為他們的算力讓他們很難靠一己之力可以挖到區(qū)塊去平衡他所付出的硬件設(shè)備費用及相關(guān)的電力費用。所以在這樣的時候，他們會選擇加入礦池。眾多礦工組合成礦池，匯聚大家的算力，然后一起分享獎勵。所以不出意外的話最后一行中間那個大的綠箭頭后面的一串字符就是一個礦池的地址而非個人礦工的，該礦池獲得了25個比特幣的獎勵，多的后面的零頭是參與挖礦所得的礦工費。

現(xiàn)在我們點開那個收幣地址，看一下里面的信息。

1CK6KHY6MHgYvmRQ4PAafKYDrg1ejbH1cE （二維碼自動識別）

藍色框的31confirmation就是說明這條交易已經(jīng)被驗證31次，當(dāng)數(shù)目達到120次時，就證明這條交易成立。

你也可以打開終端，運行

$curl https://blockchain.info/unspent？active=1CK6KHY6MHgYvmRQ4PAafKYDrg1ejbH1cE

也可以進行查詢

像這樣：

小彩蛋

我們可以認識一下比特幣領(lǐng)域的創(chuàng)世區(qū)塊

右邊是比特幣創(chuàng)始人中本聰留下的一句話。

“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks” 這句話正是泰晤士報當(dāng)天的頭版文章標(biāo)題。

我們回到區(qū)塊鏈。

上面我提到過，每個區(qū)塊頭都會進行SHA256哈希加密，生成一個哈希值，通過這個值，我們可以在區(qū)塊鏈中識別出特定區(qū)塊，并且每個區(qū)塊頭都還包含它的父區(qū)塊的哈希值。

每一個子區(qū)塊都只有一個父區(qū)塊，但一個父區(qū)塊可以暫時擁有很多子區(qū)塊，這種情況被稱為區(qū)塊鏈分叉。這種只有當(dāng)不同的礦工在同一時刻發(fā)現(xiàn)不同的區(qū)塊時才會發(fā)生。這時解決的方法就是，每一個節(jié)點總是選擇并嘗試延長擁有最大工作量證明（最長或者最大難度）的區(qū)塊鏈。

舉個例子：

我們現(xiàn)在有一個區(qū)塊鏈-藍

位于X地區(qū)的曠工與位于Y地區(qū)的曠工同時發(fā)現(xiàn)了兩個區(qū)塊。

我們假設(shè)：

曠工熊貓君A發(fā)現(xiàn)區(qū)塊-紅，

礦工兔子君B發(fā)現(xiàn)區(qū)塊-綠。

當(dāng)熊貓君A，兔子君B節(jié)點分別在比特幣網(wǎng)絡(luò)廣播的時候，部分節(jié)點會先收到熊貓君A的廣播，部分會先收到兔子君B的廣播，然后分為兩派陣營的節(jié)點會分別開始以他們接收到的區(qū)塊作為父區(qū)塊，進行深一步的挖礦活動。（這里節(jié)點的地理意義指的是網(wǎng)絡(luò)拓撲上的位置，而非真實的地理位置。）

就在大家如火如荼地緊張解題的關(guān)鍵時刻，一個接收到兔子君B所廣播的節(jié)點的兔子君C，優(yōu)先發(fā)現(xiàn)了下一個區(qū)塊-粉，也就是說綠色陣營的小兔子們的區(qū)塊鏈可以進行下一步延伸，就會比紅色陣營的小熊貓們的長度長，紅色陣營小熊貓遺憾出局。這樣的話分叉問題就得到了解決。

這里我們需要提到一個名詞，“共識攻擊”。一個很著名的場景就是“51%攻擊”。如果一群礦工擁有了全網(wǎng)51%的算力，那么只要他們聯(lián)合起來就可以打擊整個比特幣網(wǎng)絡(luò)。他們可以認為地去制造一個分叉的區(qū)塊鏈實現(xiàn)雙重支付，拿我們上文的例子舉例，攻擊者在區(qū)塊-紅中進行過了交易，結(jié)果他強行制造出區(qū)塊-綠，并且區(qū)塊-綠中將原本的交易替換成另一筆交易（把原本應(yīng)該給賣家的錢打入自己同伙的錢包中），然后在區(qū)塊綠的基礎(chǔ)上再計算一個區(qū)塊-粉，這樣包含偽造的區(qū)塊的區(qū)塊鏈就比包含真實交易的區(qū)塊紅高出一個高度，此時，包含雙重支付的惡意區(qū)塊鏈將取代真實區(qū)塊鏈，從而實現(xiàn)詐騙。

51%的概念并不是說攻擊者需要全網(wǎng)51%的算力才能進行攻擊，理論上來說不到51%也是可以實現(xiàn)攻擊的，我們只是說擁有超過51%的算力的攻擊幾乎我們就可以判定它一定會成功。

上面都是在比特幣場景下進行的論述

那么在哪些領(lǐng)域里也會用到區(qū)塊鏈技術(shù)呢？

1.銀行業(yè)

作為一種數(shù)字化，安全防干擾的帳戶，區(qū)塊鏈實現(xiàn)了銀行業(yè)的核心功能：即價值的安全儲存和轉(zhuǎn)移中心。也就是說，在將來的幾年內(nèi)，一波基于區(qū)塊鏈技術(shù)的公司或?qū)⒂绊懙姐y行業(yè)。

2.支付和轉(zhuǎn)賬

區(qū)塊鏈技術(shù)能夠避開繁雜的系統(tǒng)，在付款人和收款人之間創(chuàng)造更直接的付款流程，不管是境內(nèi)轉(zhuǎn)賬還是跨境轉(zhuǎn)賬，這種方式都有著低價、迅速的特點，而且無需中間手續(xù)費。

3.網(wǎng)絡(luò)安全

雖然區(qū)塊鏈的系統(tǒng)是公開的，但其核驗、發(fā)送等數(shù)據(jù)交流過程卻采用了先進的加密技術(shù)。這種技術(shù)不僅確保了數(shù)據(jù)的正確來源，也確保了數(shù)據(jù)在中間過程不被人攔截。如果區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，那么其遭受黑客襲擊的概率也可能會下降，因此人們認為區(qū)塊鏈系統(tǒng)要比傳統(tǒng)系統(tǒng)更為穩(wěn)妥。區(qū)塊鏈系統(tǒng)之所以能降低傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險，一大原因就是它解除了對中間人的需求。

4.選舉

大家的投票“絕不可能被我們——即程序員，學(xué)校管理員或?qū)W生修改、刪除?！?/p>

5.智能合同

智能合同實際上是在另一個物體的行動上發(fā)揮功能的電腦程序。和普通電腦程序一樣，智能合同也是一種“如果-然后”功能，但區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)了這些“合同”的自動填寫，無需人工介入。這種合同最終可能會取代法律行業(yè)的核心業(yè)務(wù)，即在商業(yè)和民事領(lǐng)域起草和管理合同的業(yè)務(wù)。

6.股票交易

許多年來，各個公司都在想方設(shè)法簡化股票的購買、銷售和交易過程，新興的區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)企認為他們能夠超越以往，實現(xiàn)整個流程的自動化，提高安全性和效率。

有國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)金融長期觀察者說，“區(qū)塊鏈目前的情況類似于TCP/IP（1969年出現(xiàn)的技術(shù)，30年后應(yīng)用才全面盛開）或者HTML剛出來的時候找不到落地的應(yīng)用，除了比特幣外，缺乏殺手級應(yīng)用，比特幣只是區(qū)塊鏈1.0，而智能合約是2.0，區(qū)塊鏈的較高應(yīng)用是對應(yīng)到物聯(lián)網(wǎng)，做到實時信用確權(quán)?！?/p>

我個人認為區(qū)塊鏈技術(shù)是很有前景的領(lǐng)域，值得有興趣的各位學(xué)習(xí)研究。

區(qū)塊鏈被真正廣泛運用還有一段很長的路要走，大家要做的，就是積累技術(shù)等待成熟時機的出現(xiàn)。