关于区块链和比特币的实时技术帖子 | 新春特辑：区块链投资学习5

通俗地说，区块链就是一个记录所有历史交易的总账，每个区块包含若干笔交易记录。 如果区块链是账本，那么一个区块就是账本的每一页。 交易详情记录在公共分类账中，网络上的任何人都可以看到。

区块是交易数据的集合比特币算力超过51的情况，这些数据带有时间戳和来自前一个区块的唯一签名。 有效区块经全网共识通过后，将被追加到主链上。 区块链是一种数据结构，其中包含交易信息的区块从后向前顺序链接。

这里，我用一个与比特币相关的栗子来说明一下。

在比特币领域，有“矿工”这样一个概念。 矿工是指通过不断重复哈希运算产生工作量的各种网络节点。 （每个节点都是路由、区块链数据库、挖矿、钱包服务的功能集合）

矿工需要竞争完成一道基于加密哈希算法的数学题。 答案存在于一个新块中。 谁先解出答案，谁就可以在p2p网络中广播，宣告自己获得了这个区块。 其他缺席者会意识到自己在这场比赛中输了，他们会立即开始挖掘下一个区块。 每个矿工在他的区块中都有一笔特殊的交易，他们会使用新产生的比特币（目前每个区块25个比特币，2016年减半，今年减半），然后支付给自己的比特币。 在货币地址中。 一旦这个区块被识别和验证，即添加到区块链中，他的奖励就可以变得可用和可消费。

在比特币系统中，平均每十分钟可以找到一个新区块。 在完全去中心化的比特币网络中（即不受任何第三方控制），难度调整在每个完整节点中独立自动发生。 将新块的输出速率保持在平均每十分钟一个。

一个区块的生成时间=难度值x2的32次方/算力

（哈希率是每秒计算的哈希数）

难度值difficulty = 最大目标值/当前目标值

让我拟人化地解释一下。

单身求女票，果果婆婆说我有很多女儿，我给大家提个问题，如果我解决了一个，给其中一个姑娘的微信号。

单身狗疯狂竞争，想办法开动脑筋解决问题。 只要其中一只狗解决了一个问题，它就会立刻得意洋洋地向全世界宣布，向所有单身狗表明，这姑娘是我的，你们放弃吧。 其他单身者有不满也无计可施，郁闷不高兴也不是问题，我们马上进入下一题。 这位喜欢赢女孩子的幸运小王，得到婆婆的认可后，能得到25个货币单位的礼物，堪称人生赢家。

婆婆会通过做题的速度来调整出题难度。 有时，问题太难了。 小伙子已经很久没有本事上门提亲了。 降低题目的难度。 有时难度太容易，不到10个时间单位就结婚了。 对了，今年是2016年，婆婆的彩礼钱要减半。 . .

. . 别闹了 . 回到主题。 .

上面的描述其实就是“挖矿”的概念

所谓挖矿就是猜测一个nonce值，使得区块的摘要值小于一个目标值，这个目标值会根据难度线性调整，也就是所谓的工作量证明。 简单来说，就是反复计算区块头的哈希值，不断改变参数，直到与哈希值相匹配的过程。

当一个节点创建一个候选区块时，该矿工就可以开始挖矿了。 矿机开始超高速运行SHA256算法。 这些硬件会通过USB连接到电脑上的挖矿节点，然后挖矿节点会将区块头信息传输给这些硬件，让它们进行非常高频的nonce测试。

当交易包含在区块中时，可以将其视为确认。 在这个区块之后每产生一个区块，这个项目的交易数量就会增加一个。 当确认次数达到六次以上时，一般认为交易是相对安全且不可逆的。 所以现在，这笔交易已经在比特币网络上传播开来，但是只有当它被验证并添加到一个区块中时，这笔交易才能成为区块链的一部分。

新的交易不断涌入比特币网络。 节点在查看这些交易时，会将这些交易暂时放入自己维护的临时交易池中。 当矿工创建一个区块时，他们可以把这些交易从交易池中取出并放入这个新的区块中，然后通过解决一个非常困难的问题来证明这个区块的合法性。

下图是我在blockchain.info网站上随机截取的一个区块。

一般来说，在这样的竞争环境下，个体矿工想要独立挖矿几乎是不可能的。 因为他们的计算能力，他们很难自己挖区块来平衡他支付的硬件设备成本和相关的电费。 所以在这种时候，他们会选择加入矿池。 很多矿工组成一个矿池，聚集大家的算力，然后一起分享奖励。 所以如果没有意外的话，最后一行中间绿色大箭头后面的字符串是一个矿池的地址，而不是单个矿工的地址。 矿池已获得25个比特币奖励，更多部分用于参与挖矿。 矿场赚取的矿工费。

现在我们点开收货地址，看看里面的信息。

1CK6KHY6MHgYvmRQ4PAafKYDrg1ejbH1cE（二维码自动识别）

蓝色方框内的31confirmation表示这笔交易被验证了31次，当次数达到120次时，证明这笔交易成立。

您也可以打开终端并运行

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

您还可以查询

像这样：

复活节彩蛋

我们可以识别比特币领域的创世区块

右边是比特币创始人中本聪留下的一句话。

“泰晤士报 03/Jan/2009 Chancellor on through the second bailout for banks”是当天泰晤士报头版文章的标题。

让我们回到区块链。

正如我上面提到的，每个区块头都会用 SHA256 哈希加密生成一个哈希值。 通过这个值，我们可以在区块链中识别出一个特定的区块，每个区块头还包含其父区块的哈希值。

（图片来自《精通比特币》）

每个子块只有一个父块，但一个父块可以临时有多个子块。 这种情况称为区块链分叉。 这只有在不同的矿工同时找到不同的区块时才会发生。 此时的解决方案是每个节点总是选择并尝试扩展具有最大工作量证明（最长或最大难度）的区块链。

例如：

（图片来自《掌握比特币》）

我们现在有一个区块链 - 蓝色

（图片来自《精通比特币》，可爱的小女孩来自我）

X区的矿工和Y区的矿工同时发现了两个区块。

我们假设：

缺席的熊猫君A找到了方块——红色比特币算力超过51的情况，

矿工兔 B 找到了区块 - 绿色。

熊猫王A和兔王B节点在比特币网络上广播时，有的节点会先收到熊猫王A的广播，有的会先收到兔王B的广播，然后分成两个阵营的节点会分别开始使用他们收到的区块作为父区块来进行进一步的挖矿活动。 （这里节点的地理意义指的是网络拓扑上的位置，不是真正的地理位置。）

（图片来自《精通比特币》，可爱的小女孩来自我）

就在大家火力全开解决问题的关键时刻，收到兔子B广播的节点的兔子C率先发现了下一个区块——粉色，也就是绿营小兔子们的区块链。 下一步可以延长，会比小熊猫长，可惜小熊猫出局了。 这样，分叉问题就解决了。

（图片来自《精通比特币》，可爱的小女孩来自我）

这里需要提一个词，“共识攻击”。 一个非常著名的场景是“51% 攻击”。 如果一群矿工拥有全网51%的算力，那么只要他们联合起来，就可以攻击整个比特币网络。 他们可以想到创建一个分叉的区块链来实现双重支付。 以我们上面的例子为例，攻击者在block-red做了一笔交易，结果他强行创建了block-green，Block-Green区域用另一笔交易替换了原来的交易（把本该存入的钱已经给卖家打入他同伙的钱包），然后根据Block-Green计算出一个block-pin，其中包含伪造的区块的区块链高于包含真实交易的区块。 此时，包含双重支付的恶意区块链将取代真实的区块链，从而实现欺诈。

51%的概念并不是说攻击者需要全网51%的算力才能进行攻击。 理论上，用不到 51% 的算力就可以实现攻击。 我们只是说我们几乎可以用超过 51% 的算力进行攻击 决定它会成功。

以上都是比特币背景下的讨论

那么区块链技术会应用到哪些领域呢？

1.银行业

区块链作为数字化、安全、抗干扰的账户，实现了银行业的核心功能：价值的安全存储和转移中心。 换句话说，未来几年，一波基于区块链技术的公司可能会影响到银行业。

2. 支付与转账

区块链技术可以避免复杂的系统，并在付款人和收款人之间创建更直接的支付流程。 无论是国内转账还是跨境转账，这种方式都具有成本低、速度快的特点，并且不需要中间手续费。

3. 网络安全

区块链系统虽然是公开的，但在验证、传输等数据交换过程中采用了先进的加密技术。 该技术既保证了数据来源的正确性，又保证了数据不会在中间过程中被拦截。 如果区块链技术得到更广泛的应用，被黑客攻击的概率也可能会降低，因此人们认为区块链系统比传统系统更安全。 区块链系统之所以能够降低传统网络的安全风险，原因之一是它省去了中间商。

4.选举

你的投票“永远不能被我们修改、删除——即程序员、学校管理人员或学生。”

5. 智能合约

智能合约实际上是对另一个对象的行为起作用的计算机程序。 与普通计算机程序一样，智能合约是一个“如果-那么”函数，但区块链技术使这些“合约”能够自动填写，无需人工干预。 此类合同最终可能会取代法律行业在商业和民事领域起草和管理合同的核心业务。

6.股票交易

多年来，公司一直在寻找简化股票买卖和交易流程的方法，而新兴的区块链技术初创公司认为，他们可以通过自动化整个流程、提高安全性和效率来超越这一点。

（参考源自比特币的区块链技术，但现在要改变这12个行业）

国内互联网金融长期观察人士表示，“区块链的现状类似于TCP/IP（1969年出现的技术，30年后应用全面开花）或者HTML刚出来的时候，有没有现实应用，在比特币之外，缺乏杀手级应用，比特币只是区块链1.0，而智能合约是2.0，区块链更高的应用对应物联网，实现实时信用确认。”

我个人认为区块链技术是一个很有前途的领域，值得大家有兴趣的去学习和研究。

区块链真正得到广泛应用还有很长的路要走。 大家要做的就是积累技术，等待成熟机会的出现。