别害羞自己落伍了，几分钟让你认识什么是区块链｜刘兴亮别害羞自己落伍了，几分钟让你认识什么是区块链｜刘兴亮刘兴亮百家号文/刘兴亮（微信公众号：刘兴亮时间）一月，寒风凛冽。万众流感中，迎来了2018年第一个热门话题：区块链。导火索是徐小平老师的一次朋友圈乌龙事件。随着时间蔓延，一次简单的内部讨论泄密，变成了一次业界广泛的讨论和关注。一时间，所有的投资群都在聊区块链，甚至股市上区块链概念都又迎来一次爆发……虽然这玩意在技术界已火了好几年，也热闹过好几次了，我还是不确定现在是否时机成熟。只是这次，区块链随着八卦从专业领域向民间普及开来，连我的小学同学都来询问区块链的有关问题了。这是个很好的科普时机。区块链，Blockchain，用英文解释起来比较顺，是基于互联网的一项技术创新，技术含量有限，架构精美。它是互联网货币王者「比特币」的技术基础。今天，区块链从幕后走向前台，这是互联网技术的一个进步，虽然它还不成熟。区块链技术诞生开始就充满了神秘感和传奇色彩，因为至今发明人并没有露面，至少目前还没有明确的证据。传说是一位名叫「中本聪」的日本人发明了这个技术。区块链是一个精心设计，彻底去中心化，保障绝对可信为目的加密账本。这个账本每10分钟产生一个账目记录的块（Block），并与上一个10分钟和下一个10分钟链接起来，这就构成了Blockchain，区块链。事实上Blockchain在2014年前并不是一个专用的单词，文件中大部分都还保留中间的空格，即block chain。区块链的账本是分布式的，所有人都可以作为记账机构来记录这10分钟内网络上所有的交易记录，最后大家竞争，谁的账本记录的最好，谁就成为大家公认的Block，并广泛认可，然后大家放弃自己的计算结果，接受记录这个Block，并进入下一个10分钟账本记录的竞争。
当然这个「好」，是简单的解释，如果想了解技术细节请搜索「智能账本」。作为对竞争胜利者的奖励，系统分配一定量的比特币作为胜利者的奖励，这就是我们所说的挖矿。这样就构成了一个全球参与的彻底去中心化而可靠可信并永续的信用系统。基于这个技术架构的虚拟货币比特币，就成了全球通兑的虚拟数字货币，而2009年中本聪先生创立了第一个Block就是创世区块，并延续至今，这条Blockchain就成为人类历史上第一个不被任何人管理，但是可以被所有人信任的一个账本系统。他发行了比特币，使得这个Blockchain成为事实上的全球央行。区块链不会被任何人控制，因为区块互相连接且上下相关，并且，每一个挖矿者都记录一份完整的历史，篡改伪造记录几乎是不可能的。这种难度，也就是这种信用度随着时间推移，链条的增长是逐渐增加的。比特币的价格暴增的背后，就是这个信用的价值。另外，比特币的数量是有限的，总计2100万个，随着时间增加，挖矿难度会越来越大，而得到的比特币数量会越来越小。这也是币值增长的另一个动力。在过去的2017年，比特币的价格冲破2万美金。按此计算，整个链条价值只有4千亿美金，虽然很惊人，但如果真的这条区块链成为全球央行，那这个价值并不高。2017年虚拟货币交易额达到1 万亿美金。区块链，作为如此可靠的通用分布式加密账本，除了开银行出比特币，还可以做很所事情，版权，审计，甚至股票发行（ICO）等等，这个就不展开了。区块链成熟了吗？这是个大问题。从技术，到产品，到商业模式和标准，这是一条漫长而且充满了风险和机遇的路，过去出现过很多技术投机者，当年投资ipv6、水变油、永动机等，无数赌徒很多现在还在哭。今天轮到区块链和比特币了。你敢赌吗？ 我对区块链技术绝对信任，这是一个超级完美的技术架构，当前运行的这个发行比特币的区块链实例，也工作的不错。至于未来是否有更好的竞争者，这谁也不能保证，但是技术一旦成为了事实标准，就谁也没办法，市场惯性是巨大的。tcp/ip 并不完美，但今天的互联网已经无可动摇，ipv4早就捉襟见肘，目前ipv6也还在路上（据说这次真的快了，因为物联网需要大量IP地址）。 很多人把区块链比喻成下一代的tcp/ip，会彻底重新塑造今天的互联网。最后说说我的忠告：如果是用户或者非专业人士，关注就好，想玩玩也可以，控制风险，商业介入永远有时机问题，就算你在1969年就接入了只有4个节点的ARPANET， 你也做不了什么大生意。本文由百家号作者上传并发布，百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点，不代表百度立场。未经作者许可，不得转载。刘兴亮百家号最近更新：简介:知名互联网学者、DCCI互联网研究院院长作者最新文章相关文章区块链入门教程 - 阮一峰的网络日志
区块链入门教程
区块链（blockchain）是眼下的大热门，新闻媒体大量报道，宣称它将创造未来。
可是，简单易懂的入门文章却很少。区块链到底是什么，有何特别之处，很少有解释。
下面，我就来尝试，写一篇最好懂的区块链教程。毕竟它也不是很难的东西，核心概念非常简单，几句话就能说清楚。我希望读完本文，你不仅可以理解区块链，还会明白什么是挖矿、为什么挖矿越来越难等问题。
需要说明的是，我并非这方面的专家。虽然很早就关注，但是仔细地了解区块链，还是从今年初开始。文中的错误和不准确的地方，欢迎大家指正。
一、区块链的本质
区块链是什么？一句话，它是一种特殊的分布式数据库。
首先，区块链的主要作用是储存信息。任何需要保存的信息，都可以写入区块链，也可以从里面读取，所以它是数据库。
其次，任何人都可以架设服务器，加入区块链网络，成为一个节点。区块链的世界里面，没有中心节点，每个节点都是平等的，都保存着整个数据库。你可以向任何一个节点，写入/读取数据，因为所有节点最后都会同步，保证区块链一致。
二、区块链的最大特点
分布式数据库并非新发明，市场上早有此类产品。但是，区块链有一个革命性特点。
区块链没有管理员，它是彻底无中心的。其他的数据库都有管理员，但是区块链没有。如果有人想对区块链添加审核，也实现不了，因为它的设计目标就是防止出现居于中心地位的管理当局。
正是因为无法管理，区块链才能做到无法被控制。否则一旦大公司大集团控制了管理权，他们就会控制整个平台，其他使用者就都必须听命于他们了。
但是，没有了管理员，人人都可以往里面写入数据，怎么才能保证数据是可信的呢？被坏人改了怎么办？请接着往下读，这就是区块链奇妙的地方。
区块链由一个个区块（block）组成。区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。
每个区块包含两个部分。
区块头（Head）：记录当前区块的特征值
区块体（Body）：实际数据
区块头包含了当前区块的多项特征值。
实际数据（即区块体）的哈希
上一个区块的哈希
这里，你需要理解什么叫（hash），这是理解区块链必需的。
所谓"哈希"就是计算机可以对任意内容，计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位，这就是说，不管原始内容是什么，最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证，只要原始内容不同，对应的哈希一定是不同的。
举例来说，字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1cf01b13d11d7fd0（十六进制），转成二进制就是256位，而且只有123能得到这个哈希。（理论上，其他字符串也有可能得到这个哈希，但是概率极低，可以近似认为不可能发生。）
因此，就有两个重要的推论。
推论1：每个区块的哈希都是不一样的，可以通过哈希标识区块。
推论2：如果区块的内容变了，它的哈希一定会改变。
四、 Hash 的不可修改性
区块与哈希是一一对应的，每个区块的哈希都是针对"区块头"（Head）计算的。也就是说，把区块头的各项特征值，按照顺序连接在一起，组成一个很长的字符串，再对这个字符串计算哈希。
Hash = SHA256( 区块头 )
上面就是区块哈希的计算公式，SHA256是区块链的哈希算法。注意，这个公式里面只包含区块头，不包含区块体，也就是说，哈希由区块头唯一决定，
前面说过，区块头包含很多内容，其中有当前区块体的哈希，还有上一个区块的哈希。这意味着，如果当前区块体的内容变了，或者上一个区块的哈希变了，一定会引起当前区块的哈希改变。
这一点对区块链有重大意义。如果有人修改了一个区块，该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它（因为下一个区块包含上一个区块的哈希），该人必须依次修改后面所有的区块，否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因，哈希的计算很耗时，短时间内修改多个区块几乎不可能发生，除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。
正是通过这种联动机制，区块链保证了自身的可靠性，数据一旦写入，就无法被篡改。这就像历史一样，发生了就是发生了，从此再无法改变。
每个区块都连着上一个区块，这也是"区块链"这个名字的由来。
由于必须保证节点之间的同步，所以新区块的添加速度不能太快。试想一下，你刚刚同步了一个区块，准备基于它生成下一个区块，但这时别的节点又有新区块生成，你不得不放弃做了一半的计算，再次去同步。因为每个区块的后面，只能跟着一个区块，你永远只能在最新区块的后面，生成下一个区块。所以，你别无选择，一听到信号，就必须立刻同步。
所以，区块链的发明者中本聪（这是假名，真实身份至今未知）故意让添加新区块，变得很困难。他的设计是，平均每10分钟，全网才能生成一个新区块，一小时也就六个。
这种产出速度不是通过命令达成的，而是故意设置了海量的计算。也就是说，只有通过极其大量的计算，才能得到当前区块的有效哈希，从而把新区块添加到区块链。由于计算量太大，所以快不起来。
这个过程就叫做采矿（mining），因为计算有效哈希的难度，好比在全世界的沙子里面，找到一粒符合条件的沙子。计算哈希的机器就叫做矿机，操作矿机的人就叫做矿工。
六、难度系数
读到这里，你可能会有一个疑问，人们都说采矿很难，可是采矿不就是用计算机算出一个哈希吗，这正是计算机的强项啊，怎么会变得很难，迟迟算不出来呢？
原来不是任意一个哈希都可以，只有满足条件的哈希才会被区块链接受。这个条件特别苛刻，使得绝大部分哈希都不满足要求，必须重算。
原来，区块头包含一个（difficulty），这个值决定了计算哈希的难度。举例来说，的难度系数是 22。
区块链协议规定，使用一个常量除以难度系数，可以得到目标值（target）。显然，难度系数越大，目标值就越小。
哈希的有效性跟目标值密切相关，只有小于目标值的哈希才是有效的，否则哈希无效，必须重算。由于目标值非常小，哈希小于该值的机会极其渺茫，可能计算10亿次，才算中一次。这就是采矿如此之慢的根本原因。
前面说过，当前区块的哈希由区块头唯一决定。如果要对同一个区块反复计算哈希，就意味着，区块头必须不停地变化，否则不可能算出不一样的哈希。区块头里面所有的特征值都是固定的，为了让区块头产生变化，中本聪故意增加了一个随机项，叫做 Nonce。
Nonce 是一个随机值，矿工的作用其实就是猜出 Nonce 的值，使得区块头的哈希可以小于目标值，从而能够写入区块链。Nonce 是非常难猜的，目前只能通过穷举法一个个试错。根据协议，Nonce 是一个32位的二进制值，即最大可以到21.47亿。第 100000 个区块的 Nonce 值是，可以理解成，矿工从0开始，一直计算了 2.74 亿次，才得到了一个有效的 Nonce 值，使得算出的哈希能够满足条件。
运气好的话，也许一会就找到了 Nonce。运气不好的话，可能算完了21.47亿次，都没有发现 Nonce，即当前区块体不可能算出满足条件的哈希。这时，协议允许矿工改变区块体，开始新的计算。
七、难度系数的动态调节
正如上一节所说，采矿具有随机性，没法保证正好十分钟产出一个区块，有时一分钟就算出来了，有时几个小时可能也没结果。总体来看，随着硬件设备的提升，以及矿机的数量增长，计算速度一定会越来越快。
为了将产出速率恒定在十分钟，中本聪还设计了难度系数的动态调节机制。他规定，难度系数每两周（2016个区块）调整一次。如果这两周里面，区块的平均生成速度是9分钟，就意味着比法定速度快了10%，因此接下来的难度系数就要调高10%；如果平均生成速度是11分钟，就意味着比法定速度慢了10%，因此接下来的难度系数就要调低10%。
难度系数越调越高（目标值越来越小），导致了采矿越来越难。
八、区块链的分叉
即使区块链是可靠的，现在还有一个问题没有解决：如果两个人同时向区块链写入数据，也就是说，同时有两个区块加入，因为它们都连着前一个区块，就形成了分叉。这时应该采纳哪一个区块呢？
现在的规则是，新节点总是采用最长的那条区块链。如果区块链有分叉，将看哪个分支在分叉点后面，先达到6个新区块（称为"六次确认"）。按照10分钟一个区块计算，一小时就可以确认。
由于新区块的生成速度由计算能力决定，所以这条规则就是说，拥有大多数计算能力的那条分支，就是正宗的区块链。
区块链作为无人管理的分布式数据库，从2009年开始已经运行了8年，没有出现大的问题。这证明它是可行的。
但是，为了保证数据的可靠性，区块链也有自己的代价。一是效率，数据写入区块链，最少要等待十分钟，所有节点都同步数据，则需要更多的时间；二是能耗，区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算，这是非常耗费能源的。
因此，区块链的适用场景，其实非常有限。
不存在所有成员都信任的管理当局
写入的数据不要求实时使用
挖矿的收益能够弥补本身的成本
如果无法满足上述的条件，那么传统的数据库是更好的解决方案。
目前，区块链最大的应用场景（可能也是唯一的应用场景），就是以比特币为代表的加密货币。下一篇文章，我将会介绍。
十、参考链接
, by Sean Han
, by Ken Shirriff
分布式系统（distributed system）正变得越来越重要，大型网站几乎都是分布式的。
域名是互联网的基础设施，只要上网就会用到。
学习编程其实就是学高级语言，即那些为人类设计的计算机语言。
现在，各种加密货币（cryptocurrency）不计其数。区块链人才有多贵？看完你可能想转行_网易科技
区块链人才有多贵？看完你可能想转行
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（原标题：区块链人才有多贵？看完你可能想转行）
作者|罗琨 罗焕林21世纪什么最贵？可能是区块链人才。从上海某211大学硕士毕业的张岩(化名)今年暑期开始在一家区块链公司实习，主要负责行业信息的收集，实习期间工资为8000元，转正以后月薪将达到22000元。张岩的起薪已经远高于应届毕业生首次就业的工资水平。根据上海市人社局的统计，2017届上海高校毕业生中，本科学历毕业生的平均月薪为4793元，硕士及以上学历毕业生的平均月薪为8001元。业内人士分析指出，目前行业人才紧缺度高，符合招聘要求的人才少，供需失衡导致人才溢价较高，预计两到三年后，待到区块链技术落地应用、全面开花时，市场的供求关系会进入一个稳定阶段。区块链人才有多贵？“我们招人一直都不顺利，一个季度可能能进来5-8个人，只能达到我们预期的20%。”云象区块链创始人邓旭一直希望将团队迅速扩充到拥有100人的技术人员的队伍，但却苦于找不到合适的人才。他向中新经纬指出，目前区块链底层技术人才一般年薪在50-80万之间，而应用方面的人才则在30-50万之间，能够主持区块链项目的还会给予期权激励。但即便如此，还是难以招到合适的人才。求贤如渴，这四个字用来形容当下企业对区块链人才的渴求再合适不过。李思鸿(化名)在一家上市公司工作，今年上半年，这家上市公司也上线了区块链项目。近期，他所在的团队需要招聘一名区块链分析师。他在朋友圈上发了一个招聘广告，要求做过金融行业卖方分析师，最好了解区块链行业但不强求。“推荐成功我愿意给1000元奖励。”没过几天，李思鸿便把这个奖励升级到了一台iPhone X。在某招聘网站上，搜索“区块链+技术”两个关键词，跳出来的职位年薪多数在30万以上，上百万的也不少见，一些金融投资公司和网络游戏公司给出的薪资甚至可以达到200万。以矿机霸主比特大陆为例，其招聘的CTO(首席技术官)岗位给到了60-96万年薪，但对学历要求并不高，“计算机等相关专业本科以上”，但要求熟悉链圈/币圈实际运用规则，曾参与某个区块链或交易所开发项目优先。某招聘网站截图研究岗位的薪水也同样不菲。火币网近期招聘一位区块链研究院院长，年薪最高可达140万，并称将优先考虑知名证券公司专业大咖和区块链行业的自媒体专栏作者。值得注意的是，在这些招聘公司中，既有京东等互联网巨头公司，也有中国平安、德勤、复星这样的老牌金融企业。区块链相关人才的薪酬已超过以往薪酬最高的金融和互联网行业，猎聘网发布的《2018Q1中高端人才薪酬与流动大数据报告》显示，金融和互联网行业的平均年薪突破20万元，而区块链的平均年薪则超过30万元。上述报告也同样指出，与人工智能等在金融创新领域中亟需的人才相比，目前招聘企业对区块链人才在学历、经验等方面的要求相对较低。Boss直聘的数据则指出，截至2018年2月，区块链相关岗位占到互联网行业总岗位量的0.41%，但专业区块链技术人才的供需比仅为0.15，供给严重不足。高薪找不到人的尴尬局面如何破？“我理想中的区块链人才主要有两个标准，一是有计算机基础，二是有算法基础。”邓旭说。据算力智库创始人燕丽介绍，区块链的人才分三种类型：一是做内容研究方面，这类人才原来大多从事财经资讯类、传统研究类等工作，经过一到两个月的培训适应就可以上手岗位；二是产品的技术开发类，这一块需要成熟的计算机技术人才，如研究底层数据开发、数据存储等方面，他们需要在区块链的场景中重新分配自身的工作领域，经过两到三个月可以适应岗位需求；三是产品需求的提炼师，这是最难找的人才，他们既需要懂区块链的业务逻辑、挖掘痛点，又需要懂技术，能够将客户的需求与技术开发人员的能力沟通串联。亿欧智库分析师尚鞅也向中新经纬指出，区块链本质是分布式的加密数据库，核心思路是去中心化。区块链是从比特币演变而来的，此前高校里几乎没有开设相关课程，所以今天的区块链技术从业人员大多是自学，客观上凡是计算机专业背景的都有条件能学会。但是技术不是关键，关键是找到合适的应用场景。只有当某个场景下，将数据进行分布式存储能够具备不可替代性和为企业带来显著效益的提升，才算是好的应用场景，所以链上的应用目前仍属于探索阶段。“应用型人才太少了，”尚鞅说，任何新技术的应用转化都需要一个过程，而目前很多技术人员不懂产品。邓旭分析当前造成区块链人才短缺的原因主要有三个：一方面，区块链普及速度快，而技术人员数量较少，造成了供需失衡；另一方面，区块链实际上是综合性技术，囊括了计算机语言、算法、通信、密码学等四大块，目前高校培养的人才一般只具备一两方面的知识储备。此外，随着去年ico的火热，诞生了一大批新的区块链公司，进一步加剧了区块链供需失衡的局面。
随着区块链概念的大火，一些高校开始开设课程，培训机构也纷纷入场分羹。燕丽建议，偏理工科的顶尖高校可以继续发挥优势，培养区块链技术应用人才；而在业务方面上，仍然主要依靠传统行业转型过来的人才进行填补；社会组织、研究中心等机构可以组织区块链行业人才的职业培训，但好的职业培训必须要持续两到三个月，而非两三天的“速成”培训。不过，邓旭指出，现阶段培训只能为行业补充一些中低端的技术人才，但解决不了高端人才的问题。尚鞅也指出，开设了相关课程的大学也面临难以留住师资的问题。“一方面容易被企业挖走，另一方面，真正懂技术和应用的人大多选择自己开公司，或者去炒币了。”“区块链技术是一门离钱最近的技术，因此很多人沉不下心来做技术，而且技术很复杂，又比较枯燥。”邓旭说。
本文来源：中新经纬
责任编辑：曹慕凡_NBJS6670
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区块链是什么，怎样用通俗的话解释区块链？
来源：网优雇佣军物联网智库 整理发布转载请注明来源和出处------ 【导读】 ------这应该是目前对区块链最通俗易懂的解释了...区块链如何运作的?下面这篇文翻译自“How Does the Blockchain Work?”全文。作者Michele D'Aliessi用通俗易懂的文字阐述了区块链（Blockchain）的工作原理，是一篇非常不错的入门文章。先举个例子，我和你打赌50元明天的天气。我赌它会是晴天，你赌它会是雨天。我们会有三种方式来完成交易：①我们信任彼此。不论结果是晴天，还是雨天，输家要给赢家50元。如果我们是朋友，这会是一个好的交易方式。然而，即便是朋友，也有可能会赖皮不认输而不愿付钱，更何况是陌生人。②我们可以订定合约，如果有任何一方不愿付钱，赢家可以告输家。但要花钱花时间打官司，只为了讨回50元，实在是得不偿失。③我们找一个中立的第三者，每人分别先给她50元，结果揭晓后，她再把所有的钱100元给赢家。无奈的是，这个第三者有可能卷款潜逃。我们无法信任陌生人，也觉得打官司劳神伤财。区块链技术很有趣，因为它帮我们实现第③种交易方式，而且安全、快速和便宜。我们只需写几行程序代码，让它执行在区块链网络(Blockchain Network)上，进行交易。以打赌天气的例子，这个程序会确保100元的安全，并且一到明天会自动确认天气状况，结果揭晓后，也会自动将100元汇到赢家的帐户里。在区块链网络上的交易，是无法被篡改或终止的，而且适合于大型交易，如卖一间房子或一家公司。比特币是人们最熟知的采用区块链技术的应用。我们先来说明比特币是如何工作的，在说明过程中一点一点带入区块链的概念。什么是比特币?一块比特币就是一个单位的电子比特货币(BTC)，并且就像真实的一块钱货币一样，本身是没有价值的，只有在进行物品交易时才会产生价值。在比特币系统里，有一本帐本(ledger)，它是一个电子档案，记录着所有的交易纪录。▲图1 比特币电子帐本这帐本不是存放在一个中央机构（比如银行），或者一个数据库。它拥有无数份副本，散布存放在区块链网络上的每一台电脑里，而每台电脑我们称为“节点(node)”。如果David想用比特币转帐给Sandra，他就发送一个信息告诉网络说：他的帐户减5 BTC，然后Sandra的帐户加5 BTC。在网络中的每个节点都会收到信息，并且将这笔交易记录到自己的帐本里，然后更新帐户的余额。▲图2 请求交易信息说到这里，关于帐本是由一组电脑共同维护，而不是由一个类似银行的中心机构来掌管，有三个启发：·在银行系统中，我们只知道自己的交易纪录和帐户余额，而在区块链网络里，每个人可以知道任何人的交易纪录。·一般来说你信任你的银行，而比特币是分布式系统，运行在网络上，任何事情发生错误，是没有客服人员可以帮你的。·区块链不是建构在信任情感的基础上，其安全性和可靠性是通过特殊的数学函数和程序代码达到的。我们可以将区块链定义为一个系统，它让一组互联的电脑安全地共同维护一份帐本。为了能在区块链网络里进行交易，你需要一个钱包(wallet)，它让你可以存放和交易你的比特币。只有你可以花费你的比特币，所以每个钱包被特殊的加密法保护着，使用一对独特且配对的钥匙：公钥和私钥，才能解锁。如果一个信息被公钥加密，只有配对的私钥才能解密读到信息。反之，如果你用你的私钥加密信息，只有配对的公钥可以解密。所以当David想要转帐，他需要用他的私钥将转帐信息加密后，送到网络里，然后每个节点使用David的公钥将信息解开，以确认是由David发送的。在加密完成时会产生一个电子签名，它会被节点们用来确认交易信息的发送来源和真伪。电子签名内容是一串文字，它是由交易信息和私钥所组成的，所以不能用在其他的交易信息上。如果你更改交易信息中任何一个字节，电子签名也会跟着改变，所以黑客很难更改你的交易信息或是得知交易金额。▲图3 电子签名与加密交易钱包的公钥其实是网络里的一个地址(send to address)，所以当你转比特币给某人时，你其实是将比特币转公钥的地址。而且你必须证明你是私钥的所有人，才能进行转帐。请注意，在网络里的交易信息已经是被加密过的，你不用暴露你的私钥。每个节点都保有一份帐本，但节点是如何知道你的帐户余额呢？区块链系统并没有记录每个人的帐户余额（注：所以帐本实际上不是图1那样)，事实上，它只纪录网络上每笔交易纪录（如下图）。为了得知你的帐户余额，你必须分析和验证所有曾经跟你钱包产生交易的纪录。▲图4 区块链网络的帐本“帐户余额”的计算和验证需要靠之前的交易纪录。举个例子，为了转出 10 BTC给John，Mary先发起一个交易信息，它包含了之前部分的转入交易纪录，只要这些纪录的转入金额的总和刚好或大于10 BTC，即可发送信息。这些包含的交易纪录称作输入（inputs），每个节点会验证这些输入的金额的总和是等于或大于10 BTC。这些计算和验证会由钱包和节点自动完成，使用者不需要烦恼。▲图5 区块链的交易信息结构那么，系统如何信任这些输入呢？它要确认你的钱包在之前所有的转入交易纪录中是否真的有这些输入。为了简化和加速验证的过程，每个节点会保留一份特殊的数据来达到目的，也因为这个验证过程，钱不可能会无缘无故多出来。持有比特币代表的是，帐本上你还未变成输入的交易纪录。在比特币网络上执行交易的程序都是开源的，这表示任何人只要有电脑和网络就可以进行交易。然而，程序的错误有可能导致你的比特币会不见。还记得吗？比特币是分散式网络，并没有专属的客服人员替你找回遗失的钱或钱包密码。所以你想要用比特币进行交易，建议使用正式的比特币钱包软件，并且妥善保存你的钱包密码或私钥。嗯，了解，但它真的安全吗？而且它为什么叫做区块链？任何人都可以进到比特币网络，并且只需要出示他的公钥就可以进行交易。如果一直使用同一个公钥，所有的交易纪录就会指向同一个帐户。比特币网络允许你产生多个钱包，每个钱包都拥有自己的公钥和私钥。这么做可以让你用不同的钱包做消费。没有一个公开的方式可以知道你是这多个钱包的拥有者，除非你将每个钱包的比特币转到同一个钱包去。比特币地址(Bitcoin addresses)，也就是钱包，的总数是 2^???或6。在让任何人都可以拥有钱包的情况下，用这么大的数字可以防止一些可能的攻击。话虽如此，仍然有一个安全漏洞会被利用：如果把钱转出后马上取消交易。交易信息会在网络里的节点间传递，所以两个交易信息抵达同一个节点的时间会不一样。黑客送出一个交易信息，在等商家把货物寄出后，再送出一个取消交易的信息。这种情况下，有些节点会先收到第二个信息，而把第一个信息视为非法。如何知道交易信息之间的优先顺序？使用时间戳（timestamp），但它容易被伪造。因此这会发生一些舞弊现象。节点间会为了交易的顺序而意见不合，所以区块链系统设计的一套机制让所有节点可以遵循一致的交易顺序。比特币网络为了将交易信息排出顺序，所以将它们包成一组，称为区块（block），每个区块包含的若干个交易信息和一个连到前个区块的连接。随着时间，一个区块跟着另一个区块，形成一条时间链，这就是区块链。▲图6 区块链的序列结构在时间序列上，同个区块内的交易信息被认为是同时发生，还未被打包进区块的交易信息会被视为未确认状态。每个节点都可以将若干个交易信息打包成区块发送到网络上，并建议其为链上的最新候选区块。因为任何节点都可以发送候选区块，系统如何决定谁才是可以放在链上的最新区块？区块链系统使用加密哈希函数（cryptographic hash function）设计了一道复杂的数学题，候选区块只要有正确答案，就可以成为链上的最新区块。这个答案是由节点计算后一起被打包进区块。答案是一个数字，得到答案的唯一方法就是用猜的，猜到对为止。一台普通配置的电脑需要花一年的时间才能猜对答案。所谓团结就是力量，区块链网络里有很多台电脑（节点），一起猜，只需要平均10分钟就可找到答案。哪个节点先猜到了答案，它就先有权利将它的候选区块放到链上。要找茬的话：如果两个节点同时猜到答案，同时将各自的候选区块放在链上，会怎么样？每个节点都有一份区块链副本，当节点拿到其他节点丢出来的候选区块（已有正确答案的），就会把区块放到副本链上，同时系统会要求节点搜寻网络里有没有比它的副本链更长的链，如果有，舍弃原有的链，取用更长的链。▲图7 解决链模糊逻辑事实上，节点同时猜对答案的发生机率很低，所以整个区块链会很快地稳定下来，收敛成单一条链。话虽如此，不一致的链尾区块仍存在潜在的安全问题。如果区块属于较短的链尾上（如图7的区块B），一旦系统决定采用其他更长的链（如图7的区块A和N），则区块B内的所有交易信息会被设定回到未确认状态。我们来看看Mary如何利用链尾模糊现象来进行攻击。Mary要付钱给John，John要出货给Mary，因为节点总是取用长链执行其上的交易信息，这个时候Mary假造一个更长的链，里面包含了一个取消交易的信息，于是John可能会财货两失。▲图8 Mary的攻击方法系统如何防止这类攻击？刚提到所有节点会合力找到数学题的答案才能把候选区块放到链上，单靠一台电脑去猜是非常困难，Mary必须比网络上所有的节点更快找到答案，才可能把假造的候选区块放到链上。就算她成功假造了第一个区块，还有第二个、第三个区块，每次都要跟整个网络上节点们做竞赛。如果Mary用一台超级快的电脑呢？因为网络上有大量的节点，Mary不可能在确切的时间点假造多个区块来进行攻击。如果她控制了网络上一半的节点，她有50%的机率可以成功假造区块，但如果要连续假造两个区块，机率降到25%。想假造越多的区块，Mary的成功机率越低。比特币区块链系统的交易信息是被数学竞赛保护着：黑客是跟整个网络做竞速。所以，交易信息随着时间越来越安全。越旧的区块比越新的区块更安全。平均10分钟就有一个新的区块加到链上，大概一个小时后，里面的交易信息有很高的机率已经被执行了，而且是不可逆的。▲图9 区块链的交易安全为了转钱出去，你的钱包必须先验证有钱转进来过，网络上所有的交易都会经过这样的验证。鸡生蛋，蛋生鸡，但一开始的比特币从哪来？为了平衡软件错误或钱包密码遗失所造成的通货紧缩，系统会把一些回馈金给解开数学题的节点。为了得到回馈金而去执行软件的行为，称为“挖矿” —— 就像挖金矿一样。回馈金是一种激励，推动人们去建立节点，顺带贡献一些计算效能来帮助整个网络的运算和稳定。因为一台电脑需要花很长的时间解题（大约平均一年），所以几个节点可以组成一个群组一起解题。这种方式会比较快，而且平分得到的回馈金。这种群组称为挖矿池（mining pools）。有些挖矿池很大，可能拥有整个网络超过20%的计算效能。这可能会有安全性问题，就像刚刚Mary那个例子。但就算挖矿池得到50%的计算效能，时间越久，交易信息就越安全。然而，有些挖矿池会限制节点的数量避免过大的计算效能来保障网络的安全。而且随着时间整个网络的计算效能会提升，例如技术的创新或节点数量的增加，区块链网络会重新调整数学题的难度，让产生新的区块的时间保持在10分钟。这么做可以促使网络的稳定和安全。再者，每四年挖矿的回馈金会减半，所以随着时间人们对挖矿的兴趣会减少。为了避免节点停止挖矿，系统允许每笔交易信息可以附带一点回馈金，节点便可以获得额外的利益。因为这个机制，如果交易信息带有较高的回馈金，就会比较快被执行。这表示你想要你的交易快点被执行，就得附加比较高的回馈金。跟银行的手续费来比，比特币的交易回馈金显得比较少，而且跟交易量无关。▲图10 比特币交易现在你已经对区块链有一个初步的了解，我们来快速看一下它为什么有趣。使用区块链技术有几个相当显著的好处： &·你可完全控制自己的身家财产，没有第三方机构组织保管或限制你使用它。·交易成本非常低，让我们可以实现小额支付(micropayments)。·财产可以在几分钟内就完成转移，交易纪录可以在几个小时内获得保障。·任何人可以在任何时间验证每个交易纪录，区块链具有高透明度。·应用区块链技术可以打造任何去中心化的应用软件，它可以快速且安全管理和传送数据。然而，有一些挑战需要克服：·交易纪录都是匿名的。一方面保障了用户的隐私，另一方面管制机构无法追踪非法的交易行为。·即使很多交易平台兴起，仍不容易使用比特币买东西。·比特币就像其他的虚拟货币，非常不稳定：在市场上不容易取得而且需求剧烈变化。比特币的价格很容易受到虚拟货币市场的突发事件影响。·区块链技术还处于起步阶段，每天都有新的发展让区块链更安全且稳定。整体来说，区块链技术在许多行业上也具有潜在的革命性，例如从广告到能源。它的主要影响力是源自于去中心化的概念和无形的信赖，很多的应用正在发展中。
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