什么是区块链的通俗易懂的解释

这几天，区块链再次出现，新闻媒体也大肆报道，声称可能在金融界掀起一波浪潮。甚至有人说，中国很久以前就出现了区块链的产品麻将。那么究竟什么是区块链，麻将和区块链又是什么关系呢？

笔者这两天也阅读了相关的文献资料。下图是我学到的一条路径。这篇文章也是我自己理解区块链路径的一个总结。长度很长。写这篇文章的目的是保持简单。我想把区块链技术介绍给对区块链技术不太了解但想知道什么是区块链的人，因为我也是区块链技术的新手。如果有任何错误，请留言纠正我。

区块链->比特币

首先，我们要知道区块链和比特币是不等价的。如果要谈资历，区块链应该是比特币之父。你为什么这么说？让我们首先了解区块链是什么以及它的用途。

什么是区块链？区块链有什么作用？

说到区块链，相信很多人都会想到去中心化、分布式、不变性等术语。说实话，我第一次看到这些名词的时候，是因为姿势水平不够，有点茫然。《区块链技术发展现状与展望》一文给出了如下定义：

狭义的区块链是一种去中心化的共享账本，将链中的数据块按时间顺序组合成特定的数据结构，并有密码学保证。，它可以安全地存储可以在系统内验证的简单、连续的数据。广义的区块链技术是一种新型数据，它采用加密的链式区块结构来验证和存储数据，采用分布式节点共识算法生成和更新数据，采用自动化脚本代码（智能合约）对数据进行编程和操作。去中心化基础设施和分布式计算范式。

毕竟上面的文字太学术了。如果用一句话来概括，区块链其实是一种数据结构（栈和队列也是一种数据结构）。既然是数据结构，那么区块链就是数据结构。作用不言而喻：组织和存储数据。剩下的“去中心化”、“分布式”等属性，无非是对这个数据结构的修改。比特币是一种使用这种技术制造的数字货币。

区块+链=区块链？

既然是栈一样的数据结构，那我们一定要知道这个数据结构长什么样子。当我们将区块链拆分为“块”和“链”时，我们就会了解区块链是什么样的。

堵塞

上图是一个block的示意图，每个block包含两部分：

因此，块是存储数据的东西，大致可以理解为链表中的一个节点。

链

一条区块链是由多个区块连接而成，如下图所示：

如果你想形成一个链条，你必须有一个头。链头区块的学名叫做创世区块。前一个块称为后一个块的父块，反之称为子块。所以，其实区块链就跟上面说的一样，并没有什么玄机。

说到这里，我想肯定有人要问了，你是说把积木连在一起就可以连在一起吗？它们是如何连接的？

如何链接

我不会在这里卖任何东西。子块和父块通过父块的哈希值链接。这里引入一个新概念，什么是哈希？

所谓“哈希”，是指计算机可以为任何内容计算出一个相同长度的特征值。区块链的哈希长度是 256 位，这意味着无论原始内容是什么，最终都会计算出一个 256 位的二进制数。并且可以保证，只要原始内容不同，对应的hash就一定不同。所以我们可以得到两个推论：

所以我们只需要在每个区块的区块头中存储前一个区块的哈希值即可。就是下图中红线标示的地方。

至于如何计算这个哈希值，不同的区块链有不同的计算方法，这里就不多说了。

下面的文章介绍了比特币是如何计算区块哈希的。如果你有兴趣，你可以阅读它。?

为什么需要区块链？

看完以上内容，相信你应该明白什么是区块链了。但肯定有人会说，毕竟这不只是一个链表，为什么国家还在大力发展区块链产业，甚至到了战略层面？

的确，区块链的技术原理并不复杂，但其“社会意义”却是巨大的。

区块链本质上是解决信任问题、降低信任成本的技术方案，其目的是去中心化。

那么，这里出现了一个新概念，去中心化？每当提到区块链时，必然会提到这个术语，所以你一定想知道真正的去中心化是什么。别着急，在说去中心化之前，我们先说另一个词——信任。

相信

对于信任这个词，维基百科是这样定义的：

可能你还不明白，我们举一个很常见的例子：

近视的人一般都需要手术摘掉眼镜，但你不知道手术是否真的能恢复视力，所以你去找专家。这位专家是国内非常有名的眼科医生。他告诉你这个视力可以在手术后恢复，所以你去做手术。

还有一种情况，你问之前做过这个手术的亲友，都说手术后可以恢复正常视力。你认为他们都成功了，所以你去做手术。.

但是如果一个小诊所的医生告诉你，我们诊所也可以为你做这个手术，还能帮你恢复视力，你信吗？我想你可能需要考虑一下。

这被称为信任的力量。你不会信任没有足够信用的一个人，但你会信任一群人或一个有足够信用的人。

在金融领域，我们通常能接触到的银行就是这个信用充足的个人（中心）。

权力下放

想想上面的例子，为什么我们信任眼科医生而不信任小诊所的医生，因为眼科医生的信用成本比小诊所的医生要多，所以我们经常为眼科医生支付更多的费用。

对于银行来说，做信用中介也是需要成本的，我们老百姓要为这个巨大的信用成本买单。因此，金融行业是最赚钱的行业。

那么如果要取消银行等中央机构的信用背书呢？那么就可以使用我们上面提到的“一群人”，这也是区块链技术的核心——去中心化。

描述去中心化的一个非常洗脑的口号是：没有中间商。

如何实现去中心化——分布式账本

让我们先建立一个去中心化的系统。为了方便理解，我们来看一个简单的去中心化借贷模型：如果A向B借100元，此时A在人群中大喊“我是A，我借给B100元！”，B也在人群中大喊“我是B，A借给我100块钱！” 这时路人甲、乙、丙、丁都听到了消息，于是大家都在心里默默写下了“A借了B100元”。你看，这个时候，一个去中心化的系统就建立起来了。该系统不需要银行，也不需要贷款协议和收据。严格来说，它甚至不需要人与人之间有长期的信任关系（比如B突然变嘴说“我不欠A钱！”这时候人会站出来说“不,

在上面的例子中，A先生、B先生和路人A、B、D在他们的笔记本上有A借给B 100元的记录。这些笔记本是这个去中心化系统中的分布式账本。

如果有很多交易怎么办？很简单，在笔记本上再添加一条记录即可。

久而久之，这个小本子上就会有很多交易记录。它让你想起什么吗？是的，它是一个区块链，一个记录就是一个区块，而这本小书就是一个区块链。看到这里，你应该可以理解为什么一提到区块链就提到分布式账本了。

如何操作区块链？

如上所述，比特币是应用区块链技术制成的数字货币。在这里，我们将以比特币交易为例，看看区块链是如何运作的。在介绍流程之前，我们先来了解一个概念：节点/矿工。

什么是节点？在前面的例子中，路人甲、乙、丙、丁都有一个小账本用于记账，每个记账人是一个节点，绰号为矿工。

操作流程1.挖矿

什么是挖矿？每增加一笔交易，也就是形成一个区块的过程，就称为挖矿。

2. 广播

如果我们要添加一个交易（即向区块链添加一个新区块），我们需要将其广播到整个区块链网络，以便所有节点都识别该记录。那么广播应该如何实现呢？

区块链的广播机制

下图是区块链广播机制的一个流程：

节点 A 接收到一个块，对其进行验证并将其广播到其附近的块；节点 B 收到 inv 消息后，如果之前没有收到该区块，则向节点 A 发送 getdata 消息；节点A收到getdata消息后，会将区块的具体信息和通讯记录发送给节点B。此时节点B也收到一个区块，重复1、2、@的操作>3 到其附近的街区。3. 记录

一旦节点 A 添加一条新记录并将其广播到网络中，网络中的其他节点（例如 B、C、D 等）会将这条记录添加到自己的笔记本中。一经记录，不可撤销，不可随意销毁。为什么不能修改？

区块链的不变性

这导致了区块链的一个特性——不可修改。之所以在介绍区块链的时候没有介绍这个特性，是因为我想结合上面的例子。想象一下，如果有人要修改其中一条记录，必须先修改自己账本中的这条记录以及这条记录之后的所有记录，然后再用同样的方法修改其他人的账本。难度可想而知。

区块链的激励机制

本节将介绍区块链的激励机制，因为比特币已经非常成熟，这里以比特币为例进行说明。

为什么是我的？

整个系统看似很和谐，但也难免有一个问题，“你为什么让我记账，我自己记账？我的小账本不是要钱吗？”

以比特币为例，矿工将每十分钟产生的交易（由比特币系统规定）打包成一个区块。一旦出块成功，矿工将获得两种形式的奖励，即出块奖励和手续费，奖励过程由程序自动完成。

块奖励

为了鼓励矿工的服务，该系统为矿工提供了 25 个比特币作为他们记录和确认的交易的奖励。（此奖励金额由系统设置为每4年减半）

手续费

交易双方将向矿工提供交易费用，作为交易尽快被区块链记录的激励。

谁来发行货币？

既然我可以收到比特币奖励，那么货币究竟是如何发行的？区块奖励是系统生成新币的唯一方式。比特币通过挖矿产生并进入流通。这个过程消耗大量的电力和硬件资源，类似于淘金。产生货币的过程伴随着记账和出块的过程，这就是比特币的记账过程被称为挖矿的原因。每个人都在争先恐后地出块，因为只有最快的人最有可能获得出块的权力并获得经济激励。

谁能获得奖励？

既然我们知道挖矿是为了奖励，奖励从哪里来，那么就会有一个新的问题，奖励会去哪里？

既然没有中心化的奖励分配，而且每个矿工都会增加一个新的区块，那么奖励应该如何发放呢？每个人都可以拥有一个吗？答案当然是否定的！

只有一个奖励。如果要确定奖励对象（即记账权归属问题），这就涉及到区块链中的另一个概念——共识机制。

共识机制

共识机制是区块链网络的核心秘密。简单来说，共识机制就是区块链节点在全网范围内就区块信息达成共识的机制比特币以前是免费挖吗，可以保证最新区块准确上链，节点存储的区块链信息是一致的，非-分叉的，甚至是抗性的。恶毒的攻击。在实践中要达到这种效果，需要满足两个条件：一是选择唯一节点生成区块，二是使分布式数据记录不可逆。

上图为目前主流的共识机制，包括：Proof of Work/POW（Proof of Work）、Proof of Stake/POS（Proof of Stake）、Proof of Work和Proof of Stake（POS+POW）、Proof of Share授权/DPOS（Delegated Proof-of-Stake）、实用拜占庭容错（PBFT）、Ripple Consensus Protocol等。比特币使用工作量证明机制。

POW 机制

这里简单介绍一下 POW 机制的工作流程：

节点监控全网数据记录，通过基本合法性验证的数据记录将被暂存；节点消耗自己的计算能力尝试不同的随机数（nonce），执行指定的哈希计算，并重复该过程，直到找到一个合理的。随机数，这个过程也叫“挖矿”；找到合理的随机数后，生成区块信息（区块头+区块体）；节点将新生成的区块广播到外部，其他节点验证通过后，连接到区块链时，主链高度加一，然后所有节点切换到新区块继续下一个一轮挖矿。

虽然工作量证明机制解决了记账权的归属问题，但上面的描述过于复杂。我们可以简单的理解为，谁记录的最快，谁就可以获得奖励。

如果录制速度一样快呢？

因为整个系统是分布式的，出现相同速度的机会很多，所以为了保证节点之间的同步，添加新区块的速度不能太快。想象一下，你刚刚同步了一个区块，准备根据它生成下一个区块，但此时另一个节点生成了一个新区块，你不得不放弃一半的计算，重新同步。因为在每个区块之后比特币以前是免费挖吗，只能跟随一个区块，并且只能在最新区块之后生成下一个区块。因此，您别无选择，只能在听到信号后立即同步。

因此，区块链的发明者中本聪（此为化名，真实身份未知）故意让新增区块变得困难。他的设计是，平均每 10 分钟，整个网络可以生成一个新块，一个小时可以生成六个。

这种输出速度不是通过命令来实现的，而是故意设置海量计算。也就是说，只有通过极其大量的计算，才能获得当前区块的有效哈希值，才能将新区块添加到区块链中。由于计算量大，不能很快起床。

如果两个人同时上传，虽然概率很小，但是如果发生了，我们会看到最后的哪个区块链较长，较短的会失败。这就是区块链中的“双花问题”（同样的钱被花两次）。

如果你想伪造它怎么办？

如何判断交易是否真实？我们遵循多数原则。进行虚假交易，除非你说服全网超过 51% 的矿工更改某个账户，否则你的篡改是无效的。网络中参与者的数量越多，欺诈的可能性就越低。

这也是集体维护和监管的优势，最大限度地提高了造假成本。要说服 51% 的假人是非常困难的。这通常被称为 51% 攻击。

脑洞顿时打开了。我们每个人不都是一个区块链，一个分布式记账的模型。如果某件事发生了，超过 51% 的人记得它并把它写在脑海中，那么它就真的发生了，它就变成了记忆。相反，如果只有少数人看到这种情况发生，即使发生了，也可能被视为没有发生。

为什么比特币会成功？其他山寨币失败了吗？

比特币网络的计算能力在过去几年里悄悄地增长到无法比拟的数量，这大大增加了比特币成功的可能性。反过来也可以解释为什么山寨币不可靠，太容易被51%攻击。在依赖密码学的数字货币领域，先发者的优秀是非常明显的。因此，51% 攻击对于比特币来说并不是什么大问题（早在 2013 年 7 月，比特币全网算力就已经达到世界 500 强超级计算机算力的 20 倍），即使有政府集中的权力全国人秘密制造了一台超级计算机来打败比特币来拯救自己的货币发行系统。它会发现，利用这种能力挖矿可以垄断比特币的发行权，其收益远大于击败比特币。动力没了。

比特币有限制吗？如果发布结束了怎么办？

比特币是一种无通胀货币，有发行上限。系统规定，比特币的区块奖励每四年减半。到 2140 年，比特币总发行量达到 2100 万后，将不再有区块奖励，手续费将成为唯一的奖励形式。很多人担心，比特币完成2100万发行后，仅靠手续费还不足以弥补矿工的挖矿费用，会给比特币带来危机。这在实践中真的会发生吗？

首先，区块奖励消失的过程非常缓慢。每四年减半，到2020年减半到6.75，直到2140年才真正消失，也就是一百多年后。社区有几十年的时间来逐步适应这个问题，不会一下子引起巨大的网络冲击。其次，比特币持有者也会非常积极地推广比特币，因为他们期望比特币升值，然后继续产生费用并产生收入。

一个有趣的例子

其实以上就是对挖矿过程和一些问题的总结。之前在网上看到一个很有意思的比特币挖矿例子，在这里分享一下：

单身汪正在寻找女性选票。国民婆婆说我有很多女儿，那我给大家提几个问题，我就给一个女孩子的微信账号。单打比赛很激烈，想破脑袋解决问题。只要其中一个王解决了一个问题，他就会立即自豪地告诉全世界，所有的示威者都是单身，这个女孩是我的，你放弃吧。就算其他单身不满意，他们也无能为力，忧郁烦躁也不是什么问题。让我们立即进入下一个问题。得到婆婆认可后，这个喜欢赢女孩的幸运小王还可以获得25个币单位的彩礼，堪称人生赢家。

麻将和区块链

看了这么多，你一定是有些累了。让我们回到文章开头的问题，麻将和区块链有什么关系？

麻将是中国传统的区块链项目。他有以下特点：

去中心化。不像斗牛选手只能赢庄家的钱，麻将是任何人都可以玩的。竞争挖矿。一桌有四个矿工，第一个正确组合13张牌的矿工将获得奖励。不可变。如果你打错了牌，你绝不能后悔，其他人指定不同意。公开透明。都是台面上的现金交易，没有黑箱操作。终于

最后我们得出结论，区块链主要有以下核心内容：

1. 去中心化

这就是区块链的颠覆性特征。没有中央机构和中央服务器，所有交易都在安装在每个人的计算机或手机上的客户端应用程序中进行。

实现点对点的直接交互，不仅节省了资源，使交易变得自主和简化，还消除了被中心化代理控制的风险。

2. 开放性

区块链可以理解为公共会计的技术解决方案。该系统是完全公开透明的。

账簿对所有人开放，实现数据共享，任何人都可以查账。

3. 不可撤销、不可变和加密安全

区块链采用单向哈希算法，每个新生成的区块都严格按照时间线顺序推进。时间的不可逆性和不可撤销性使得任何入侵和篡改区块链中数据和信息的企图都可以轻松追踪。

这导致被其他节点拒绝，欺诈成本极高，可以限制相关的违法行为。