作為一個從業者，每當有人問我區塊鏈是什麼時，我：

通俗來講，區塊鏈就是大家一起維護一個公開的帳本，沒有人固定記帳，每個人都可以記帳，並且記帳有獎勵。每10分鐘形成一個區塊，就比特幣而言，大概包含4000筆交易，並向所有人廣播，後續的區塊會接在該區塊後，形成區塊鏈。

區塊由區塊頭和區塊主體構成。

區塊頭（頭部信息）的構成：

區塊主體

包括挖出該區塊的這10分鐘內的所有交易信息，呈Merkle樹結構排列。（2048玩過嗎？）Merkle樹能夠快速檢驗交易數據的完整性，即數據是否被篡改過。

區塊鏈技術的特徵之一是去中心化，核心技術有：分布式帳本、非對稱加密、共識機制和智能合約。我們一個一個講：

去中心化

去中心化，不是不要中心，而是由節點來自由選擇中心、自由決定中心。簡單來說，中心化的意思，是中心決定節點，節點依賴中心，節點離開了中心就無法生存。而去中心化，是節點決定中心，中心依賴節點，中心離開了節點就無法存在。在去中心化系統中，任何人都是一個節點，任何人也都可以成為一個中心。任何中心都不是永久的，而是階段性的，任何中心對節點都不具有強制性。這就是中心化。

三大優勢

容錯——去中心化系統很少會因為某個局部故障而導致整個系統崩潰，因為它依賴於很多獨立工作的組件。

阻止攻擊——想要攻擊或操縱去中心系統的成本更高，因為他們基本上沒有敏感薄弱的"中心弱點"，而中心化系統的攻擊成本則要低得多。

抵制合謀——去中心化系統參與者們很難合謀勾結在一起，而對於傳統企業和政府領導者而言，他們通常會為了自己的利益互相勾結，最終損害的是公民、客戶、員工和廣大人民。

01分布式帳本

大家都用過石墨文檔嗎？類似的，分布式帳本是一種在網絡成員之間共享、複製和同步的資料庫。沒有中間的第三方仲裁機構（比如金融機構或票據交換所）的參與。分布式帳本中的每條記錄都有一個時間戳和唯一的密碼簽名，這使得帳本成為網絡中所有交易的可審計歷史記錄。

區塊鏈就是一種防篡改的、共享的數字化帳本。順序鏈中，永久記錄網絡中的對等節點之間發生的資產交易的歷史記錄。

02非對稱加密

對稱加密只有一把鑰匙，非對稱加密有一對鑰匙，公鑰加密，私鑰解密。

那麼區塊鏈技術加密的是什麼呢？

1.信息。信息發送者(記為A)使用接受者(記為B)的公鑰對信息加密後再發送給B，B利用自己的私鑰對信息解密。比特幣交易的加密即屬於此場景。

2.數字簽名。由發送者A採用自己的私鑰加密信息後發送給B，B使用A的公鑰對信息解密，這可以用來確定信息是由A本人發送的。

3.登錄認證。客戶端使用私鑰加密登錄信息後發送給伺服器，後者接收後採用該客戶端的公鑰解密並認證登錄信息。

03共識機制

共識機制的目標：

一致性：所有誠實節點所保存的區塊鏈前綴部分完全相同。

有效性：由誠實節點發布的消息終將被所有其他誠實節點記錄到自己的區塊鏈中。

如何評價一個共識機制的優劣：

安全性：能否有效防止二次支付，私自挖礦

擴展性：當系統成員和待確認交易數量增加時，所帶來的系統負載和網絡通信量的變化，通常以網絡吞吐量來衡量

性能效率：每秒可以處理的交易數量

資源消耗：達成共識過程中，所要消耗的CPU、內存等計算資源

共識機制的類型

PoW（Proof-of-Work）工作量證明機制

結果證明貢獻，按貢獻分配獎勵。獲得記帳權的幾率取決於礦工工作量占比全網的比例。

PoW的優點是，完全去中心化，公平公正，不需要中心化的管理機構，用戶（即節點）之間實現了公平競爭。

其主要缺點是浪費能源、共識達成的周期較長，不適合商業應用。

應用：BTC、現階段的ETH、LTC，SC，門羅幣等

PoS（Proof-of-Stake）權益證明機制

0/5

持有的數字貨幣的數量越多、時間越長，記帳的權力越大。

PoS的優點有三個：一是耗能少；二是作惡成本高昂，想要攻擊網絡的話，必須要有51%的幣齡（幣齡=貨幣數量*持有時長）；三是達成共識的時間短，可實現毫秒級速度。

PoS的缺點有兩個，一是持幣趨於集中化，強者愈強；另一個是流動性變差，持幣同樣產生收益，用戶沒有套現動力。

應用：PoS：點點幣（PPC），OMG，量子鏈等

DPoS委託權益證明機制

在PoS基礎上優化而來，持幣者投出一定數量的節點，代理他們進行驗證和記帳。為了激勵更多人參與競選，系統會生成少量代幣作為獎勵。

DPoS的優點是，記帳節點數量少，協作高效，記帳效率高。

其缺點是減弱了去中心化的程度，由選出的代表進行記帳，存在一定的中心化控制。

應用：EOS等。

04智能合約

傳統的合約會受到各種維度的影響，自動化維度、主客觀維度、成本維度、執行時間維度、違約懲罰維度、適用範圍維度等。而智能合約是你只需要提前規定好合約內容，程序就會在觸發合約條件的時候自動執行合約內容。

更重要的是，基於區塊鏈技術的智能合約不僅可以發揮智能合約在成本效率方面的優勢，而且可以避免惡意行為對合約正常執行的干擾。將智能合約以數字化的形式寫入區塊鏈中，由區塊鏈技術的特性保障存儲、讀取、執行整個過程透明可跟蹤、不可篡改。同時，由區塊鏈自帶的共識算法構建出一套狀態機系統，使智能合約能夠高效地運行。

了解這些後，我們再來梳理一下：

區塊是包含前一區塊哈希值、當前10分鐘交易數據、時間戳、難度和隨機數的信息塊。各區塊鏈式相接，形成區塊鏈。前面說過挖礦可以看做一個爭奪記帳權的過程，區塊的前四部分（前一區塊哈希值、當前10分鐘交易數據、時間戳和難度）是不可改動的，所以密碼的破解就是尋找合適的隨機數，哈希碰撞成功後，該礦工即獲得記帳權，他將該區塊打包，系統給予出塊獎勵，即比特幣，而其他礦工放棄自己的區塊，轉而破解新的密碼。

去中心化作為區塊鏈的核心特徵之一，相較於中心化，擁有容錯、阻止攻擊、防止合謀三大優勢，毋庸置疑的是，去中心化將是大勢所趨，它使得個人和個人可以直接繞過大公司和平台，實現點對點的連接。

區塊鏈的核心技術：分布式帳本、非對稱加密、共識機制和智能合約。

分布式帳本使得數據完全公開透明，且易於同步和共享；

非對稱加密主要應用於：加密數字貨幣的交易過程、數字簽名和認證登錄；

共識機制幫助在沒有中心控制的情況下、在互相沒有信任基礎的個體之間，就交易的合法性等達成共識；

智能合約不僅提高效率，更保證合約不可篡改。