最通俗的区块链图解

来自：机器学习研究院

导读：区块链本质上是解决信任问题、降低信任成本的技术方案，目的就是为了去中心化，去信用中介。区块链是比特币的底层技术。

我们以比特币交易为例来看看区块链具体是如何操作的

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把每笔交易在全网广播。让全网承认有效，必须广播给每个节点

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矿工节点接收到交易信息后，都要拿出账簿本记载该次交易

一旦记录，就不可撤销，不能随意销毁。

矿工节点是通过电脑运行的比特币软件对交易的进行确认的。

为了鼓励矿工的服务，对于其所记录和确认的交易，

系统为矿工提供25个比特币作为奖励。(这个奖励数量，系统设定每4年减半)

奖励只有一份，那就看谁记录的快呗。

为了减少这种情况，系统会出一道十分钟的运算题，

谁能最快解出值，谁就将获得记录入账权利，并赢得奖励。

对了，这里可以给大家看一道据说是徐汇区幼儿园升小学的运算题。

别急啊，你试试看，我第一次反正是做错了。

……，好吧，我无力反驳。 

说远了，我们再说回来。

前述区块链中所运用算法并不是简单的计算题，而是使用哈希散列(Hash)算法。

哈希散列是密码学里的经典技术，可以用来验证有没有人篡改数据内容。

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获得记账权的矿工将向全网广播该笔交易，账簿公开，其他矿工将核对确认这些账目。交易达到6个确认以上就成功记录在案了

矿工记录的时候，还会将该笔交易盖上时间戳，形成一个完整时间链。

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当其它矿工对账簿记录都确认无误后，该记录就确认合法，矿工们就进入了下一轮记账权争夺战

矿工的每个记录，就是一个区块(block)，会盖上时间戳，每个新产生的区块严格按照时间线形顺序推进，

形成不可逆的链条(chain)，所以叫做区块链(Blockchain)。

而且每个区块都含有其上一个区块的哈希值，确保区块按照时间顺序连接的同时没有被篡改。

这时候我们再看对区块链的原始定义就能理解了：区块链是一种分布式数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每个数据块都包含了一次网络交易信息，用于验证其信息的有效性和生成下一个区块。

若两个人同时上传，虽然这个概率很小，但是若发生，我们就看最后的区块链哪条更长，短的那条就失效。这就是区块链中的“双花问题”(同一笔钱花两次)。对于要制作虚假交易，除非你说服了全网里超过51%的矿工都更改某一笔账目，否则你的篡改都是无效的。

网络中参与人数越多，实现造假可能性越低。

这也是集体维护和监督的优越性，伪造成本最大化。

说服51%的人造假还是灰常灰常难的。

好了，我们总结下，区块链主要有以下核心内容：

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去中心化

这是区块链颠覆性特点，不存在任何中心机构和中心服务器，所有交易都发生在每个人电脑或手机上安装的客户端应用程序中。

实现点对点直接交互，既节约资源，使交易自主化、简易化，又排除被中心化代理控制的风险。

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开放性 

区块链可以理解为一种公共记账的技术方案，系统是完全开放透明的，账簿对所有人公开，实现数据共享，任何人都可以查账。开放效果类似这样：

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不可撤销、不可篡改和加密安全性

区块链采取单向哈希算法，每个新产生的区块严格按照时间线形顺序推进，时间的不可逆性、不可撤销导致任何试图入侵篡改区块链内数据信息的行为易被追溯，导致被其他节点的排斥，造假成本极高，从而可以限制相关不法行为。

以下专为一些细节控，强迫症提供七个基础扫盲问题，认真看喔！

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区块链就是数据库？

其实，如果我们将整个区块链的底层架构看作是一个数据库，可以说对，也可以说不对。“对”的一点在于其实区块链技术本身就是一个建立在互联网技术之上的新兴概念。那么互联网是如何构建的呢？通俗地理解，其实就是来自各种数据的整合，我们可以在互联网上搜索到任何所需的数据信息。而区块链技术则更是将数据整合的优化。着眼点就在于字面意思——“区块链”三个字上。任何数据通过不同节点的梯次的验证之后，以打包的形式永久地保存在区块链系统上，这就是“区块”；再以时间戳的“链式结构”链接起来，这就是“链”。因此，在区块链上，其实正是所有数据的验证、传递、保存的过程。

“不对”的一点则在于区块链技术绝不仅仅只是简单的数据库。可以这样理解，数据库只是区块链技术中最基础的功能的体现，它还包括着其他很多优势。区块链其实更像是一个“分布式账本”。在这个账本上我们可以完成任何交易的“线性列表”。并且，这个列表还是“不可篡改的、公开透明的、永久存在的“。而为这个列表提供真实性和可靠性的验证，就是分散在对等网络里的每个节点。

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只存在一个区块链？

这样的认知显然是不对的。它把区块链看作了是一个具象的表现，就和我们生活中看到的一个苹果，一串葡萄一样。但是，却忽略了后两个字”技术“。完整来说，是”区块链技术“。我们可以从“互联网技术”这个前辈的历程来类比，你能说只存在一个互联网吗？互联网是一种底层技术的架构，是我们看不见摸不着的。同理使然，区块链技术亦是如此。作为一种底层技术架构，它不以具体的表达形式出现在人们面前。我们常常都说的是基于区块链技术开发的某某项目，这样其实就好理解多了。

另外，探讨了区块链技术是一种底层技术架构之后，我们再来分析是不是只存在一个区块链这样的说法。其实，区块链分为公有链、私有链、联盟链等版本。根据不同的企业和公司的要求，我们可以基于区块链技术开源不同的区块链架构，一般都是针对特定的解决方案进行区块链的定制。我们熟知的比特币、以太坊，其实它们都是在不同的区块链上进行运作。因此，这样的说法无论是从本质，还是体现来说，都是不恰当的。下面一起来了解一下公有链、私有链、联盟链的含义。

公有链：任何节点都是向任何人开放的，每个人都可以参与到这个区块链中参与计算，而且任何人都可以下载获得完整区块链数据（全部账本）。

私有链：有些区块链的应用场景下，并不希望这个系统任何人都可以参与，任何人都可以查看所有数据，只有被许可的节点才可以参与并且查看所有数据。

联盟链：是指参与每个节点的权限都完全对等，大家在不需要完全互信的情况下就可以实现数据的可信交换。

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比特币就是区块链？

其实在很多人眼中，比特币就是区块链，这是一个非常普遍存在的误区，包括小编身边的很多朋友都是这样认为的。因此，纠正这一误区对区块链技术的认知是非常有必要的。其实，就目前大众的认知度而言，比特币是比区块链技术更加出名的，因此才有很多人将这二者混为一谈。

其实，这也不无道理，因为比特币的底层技术架构就是由区块链技术提供的，可以这样理解，比特币是目前为止最成功的基于区块链技术的项目，而区块链技术正因比特币得到了验证与发展。随着比特币在全球范围内引起了火热的追捧，才使得区块链技术开始逐渐走向人前，受到业界一直的认可和支持。

比特币可以被看作一种数字货币体系或者投资产品，而区块链技术是一种底层技术。区块链技术允许比特币通过”点对点交易“、”分布式账本“、”非对称加密技术“等完成运作。被记录在比特币这条链上的所有交易信息都可以被打包存储在”区块“中，并且与之前的”区块“相链接，形成了比特币的链上结构。再利用时间戳的”链条“将所有区块包含在一个完整的、透明的、永久的架构上，这就是比特币的运作模式。

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区块链是免费的吗?

其实，单纯就一种技术而言，我们很难给以其准确的定性。还是以互联网技术为例子吧。在你眼中，你会觉得互联网技术是免费的吗？也许有人说是啊，互联网技术肯定是免费的啊，我们上网浏览网页、查找资料、下载文件大都是免费的呀。其实不然，因为在我们看不见的背后，已经有很多利益链条在运作。并且，可以很负责任地说，互联网是当今社会的高薪领域之一。我们熟知的世界首富、中国首富里，很多都是从事互联网领域起家的人物。

因此，区块链技术也是一样。虽然我们看起来它作为一种技术，诚然是免费的，可以带给很多行业一种底层架构。但是，开发、运维、测试这些都是需要耗费大量的财力资源的。也许区块链技术是免费的，但是当我们使用基于区块链技术打造的各类项目之时，就不会是免费的了。总需要有人来为区块链技术的发展支付费用吧。

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区块链可以运用在任何领域吗？

迄今为止，区块链技术在金融领域的运用可谓是最广的。我们熟知的比特币、以太坊等都是区块链技术在金融领域对接的典范。其中，高盛集团、巴克莱银行、花旗银行等在区块链技术的动作无疑都是最抢眼的。这些金融领域的巨头公司都试图在区块链热潮中霸占制高点。

我们可以说，目前区块链技术与金融行业显然是对接最为契合的。但这并不代表区块链技术只能运用在金融领域，我们可以把金融领域看作区块链技术的试水点。如果你经常看小编的文章，会发现小编曾经撰文写过区块链技术在医疗、法律、物流等行业的项目的启动。据悉，现在来自各领域的很多大型公司都在抢占区块链技术这片新兴沃土。

那么，这是否意味着区块链技术可以运用到社会的任何领域呢？小编对于这点还是不敢认同的。从来在小编的措辞里，一直都是指的大多数领域。而这些大多数领域都有这样的共同点，就是基于”信任体系“的领域。因此，这样措辞会比较妥当，即凡是需要”建立信任体系”的领域，区块链技术都是有颠覆这些行业的可能性的，而并不是说所有领域。

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区块链技术就真的绝对安全吗？

世界上没有任何东西是绝对安全的，很多事物都是基于某个参照物而言的。当我们一直赞扬区块链技术的安全性时，也需要辩证地思考。这样的说法仅仅是针对于当前互联网上众多不安全因素潜伏而言的。区块链技术的出现我们不能冠名以”绝对“，而是相对能够改变当前互联网某些不安全因素。

就以我们常说的区块链技术的”去中心化“举例吧。这里的”去中心化“是不是就真的完全没有”中心“存在了呢？肯定不是这样的，这里的”去中心化“重点在于一个”去“字。在区块链技术体系里，还有一个”共识机制“的问题，也就是我们常常说的”51%攻击“。其指的是当算力作为竞争条件时，使用算力优势即可撤销已发生的交易。如果在整个区块链体系里，有某个节点掌握了5１%以上的算力，那这个节点实际上就拥有了绝对的某个区块的有效权利。但是在彼此互不认识的分散的节点中，这其实是非常难发生的，因此我们往往都愿意去相信区块链技术的安全性。

区块链技术的显著特性里的”永久性“和”透明性“，在人们的潜意识里，通常会以为区块链技术面对攻击时是无懈可击的。但是网络是如此庞大复杂，任何数据库都无法能够绝对保证安全，我们只是更愿意去相信相对来说，安全的区块链技术。其实从频繁发生的黑客盗取数字货币的事件，也从侧面验证了区块链技术并不是绝对安全的”保险箱“。

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区块链技术真的可以改变世界吗？

是的，这个问题是肯定的。我们人类社会的进步其实一直都是围绕着”信任“而展开的。社会上大多数行业也都是基于信任体系维护的。那么区块链技术能够做到的就是将信任体系交给没有任何情感的程序代码来维系。人类是感性动物，总会趋利避害。而计算机程序就是”铁面无私“的。加之区块链技术的不可篡改性、公开透明性、永久储存性都是保证信任体系架构的基石。

既然能够改变社会上的大多数行业，那就是意外着未来的很大一部分经济都会和区块链技术挂上钩。很多业界专家都非常看好区块链技术，他们坚信这项技术将改变世界和全球经济，就像90年代初出现的互联网技术一样，彻底摧垮以前的架构，建立起一个新的社会体系。如果我们说互联网技术是改变了人类传递和获取信息的方式，那么区块链技术则是改变人类信任搭建的体系。这其中所蕴含的意义，相信不用小编再强调。

区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、互联网之后，下一代颠覆性的核心技术。如果说蒸汽机释放了人们的生产力，电力解决了人们基本的生活需求，互联网彻底改变了信息传递的方式，那么区块链作为构造信任的机器，将可能彻底改变整个人类社会价值传递的方式，当然这一切只是猜测，区块链想要改变未来，还需要经过时间和各个应用领域的考验。

来自：机器学习研究院

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