大話區塊鏈與位元幣

區塊鏈（blockchain）是分布式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。

區塊鏈是位元幣的乙個重要概念，它本質上是乙個去中心化的資料庫，同時作為位元幣的底層技術。

2023年由中本聰第一次提出了區塊鏈的概念。位元幣***英文原版其實並未出現 blockchain 一詞，而是使用的 chain of blocks。最早的位元幣***中文翻譯版中，將 chain of blocks 翻譯成了區塊鏈。這是「區塊鏈」這一中文詞最早的出現時間。

區塊鏈的本質是乙個分布式的公共賬本，任何人都可對這個賬本進行核查，但不存在單一的使用者可以對它控制。在區塊鏈系統中的參與者共同維持賬本的更新：它只能按照嚴格的規則和共識進行修改。

舉例：如果張三借了李四100塊錢，這個時候，張三在人群中大喊「我是張三，我借給了李四100塊錢！」，李四也在人群中大喊「我是李四，張三借給了我100塊！」此時路人甲乙丙丁都聽到了這些訊息，因此所有人都在心中默默記下了「張三借給了李四100塊錢」。這個系統中不需要銀行，也不需要借貸協議和收據，嚴格來說，甚至不需要人與人長久的信任關係（比如李四突然又改口說「我不欠張三錢！」，這個時候人民群眾就會站出來說「不對，我的小本本上記錄了你某天借了張三100塊錢！」）。

這是乙個去中心化的系統，整個系統中沒有了權威的中心化**，資訊的可信度和準確性便會面臨問題。

可能你已經發現了，在上述的模型中，所謂的「100塊錢」已經不重要了。換句話說，任何東西都可以在這個模型中交換，甚至你可以憑空杜撰乙個東西，只要大家承認，你就可以讓你杜撰的東西流通。比如：我在人群中高喊一聲「我創造了10個查克拉！」，我甚至不需要知道查克拉是什麼，也不需要關心世界上是不是真的有查克拉，只要大家都聽到，然後在自己的小本本上記下「某某有10個查克拉」，於是我就真的有10個查克拉了。從此以後，我便可以聲稱我給了某人1個查克拉，只要路人甲乙丙丁都收到並且承認了這一資訊，那我就算完成了這次交易，哪怕世界上沒有查克拉。又比如：「位元幣」，區塊鏈是位元幣的底層技術，真正的區塊鏈和位元幣比上述的模型複雜太多，細節也豐富太多。

為了防止這種現象發生，決定在我創造查克拉的時候給我的查克拉打上標記（更準確地說，我是給我喊的那句「我創造了10個查克拉」打上標記，比如標記為001），這樣以後在每一筆交易的時候，我在高喊「我給了某某1個查克拉！」的時候，會附加上額外的一句話：「這1個查克拉的**是記為001的那條記錄，我的這句話標記為002！」。我們再抽象一點，某人喊話的內容的格式就變成了：「這句話編號***，上一句話的編號是yyy，我給了某某1個查克拉！」，這樣就解決了偽造的問題。其實上述模型就變成乙個簡化的中本聰第一版位元幣區塊鏈協議。

「憑啥你喊一句話我就幫你記？我的小本本不要錢麼？」。為了激勵大家幫我傳話和記賬，我決定給第乙個聽到我喊話並且記錄在小本本上的人一些獎勵：第乙個聽到我喊話並記錄下來的人，你就憑空得到了1個查克拉，這個查克拉是整個系統對你幸苦記賬的報酬，而你記錄了這句話之後，要馬上告訴其它人你已經記錄好了，讓別人放棄繼續記錄這句話，並給你自己的記錄編號讓別人有據可查，然後你再把我的話加上你的記錄編號一起喊出來，供下乙個人記賬。

當這個規則定下以後，這個系統中一定會出現一批人，他們開始豎著耳朵監聽周圍發出的聲音，以搶占第乙個記賬的權利。比如概念 「位元幣挖礦」。畢竟2023年5月1位元幣=45000元。

在這個系統中，如果我和張三幾乎同時地喊出一句：「為了艾澤拉斯！」。由於聽眾所處的位置不同，一定會有人先聽到我說的那句話，而另外一些人則先聽到張三的那句話，如果我們規定只能有乙個人說出這句話，那到底這句話是誰說的？

如果不加任何條件，那麼上述的情況一定會這樣發展：一部分人認為這句話是我說的，在聽到這句話之後開始記賬，之後他們所做的所有事情都是基於這個事實，並且隨著這個資訊一次次的傳下去，這條資訊鏈會越來越深；而另外一群認為是張三先說這句話的人，也會按照這樣的趨勢發展。這樣，原本是一條唯一的資訊鏈，在我們喊出「為了艾澤拉斯」這句話之後，分叉了？

現在的規則是，新節點總是採用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉，將看哪個分支在分叉點後面，先達到6個新區塊（稱為」六次確認」）。按照10分鐘乙個區塊計算（後面會講為什麼是10分鐘），一小時就可以確認。

從前的信任靠的是信譽、靠百年老店、權威機構等，如果運用上區塊鏈的技術，就能從技術的角度實現的，例如：個人信用，防偽溯源手段、貨幣等。同時區塊鏈具有多方共識，交易溯源，不可篡改等技術特點，使它在確保資訊可信、安全、可追溯等方面具有傳統技術不可比擬的優勢。

(1) 區塊鏈的本質

區塊鏈是一種特殊的分布式資料庫。

首先，區塊鏈的主要作用是儲存資訊。任何需要儲存的資訊，都可以寫入區塊鏈，也可以從裡面讀取，所以它是資料庫。

其次，任何人都可以架設伺服器，加入區塊鏈網路，成為乙個節點。區塊鏈的世界裡面，沒有中心節點(去中心化)，每個節點都是平等的，都儲存著整個資料庫。你可以向任何乙個節點，寫入/讀取資料。

(2) 區塊鏈的最大特點

區塊鏈沒有管理員，它是徹底無中心的。其他的資料庫都有管理員，但是區塊鏈沒有。如果有人想對區塊鏈新增審核，也實現不了，因為它的設計目標就是防止出現居於中心地位的管理當局。

沒有了管理員，人人都可以往裡面寫入資料，怎麼才能保證資料是可信的呢，這就是區塊鏈奇妙的地方。

(3) 區塊

區塊鏈由乙個個相連的區塊（block）組成。區塊很像資料庫的記錄，每次寫入資料，就是建立乙個區塊。

每個區塊包含兩個部分：

區塊頭（head）：記錄當前區塊的元資訊

區塊體（body）：實際資料

(4) hash 的不可修改性區塊與 hash 是一一對應的，每個區塊的 hash 都是針對」區塊頭」（head）計算的。

區塊頭包含很多內容(包括上乙個區塊的hash、當前區塊體的hash等，見上圖)。這意味著，如果當前區塊的內容變了，或者上乙個區塊的 hash 變了，一定會引起當前區塊的 hash 改變。

如果有人修改了乙個區塊，該區塊的 hash 就變了。為了讓後面的區塊還能連到它，必須同時修改後面所有的區塊，否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。hash 的計算很耗時，同時修改多個區塊幾乎不可能發生。

正是通過這種聯動機制，區塊鏈保證了自身的可靠性，資料一旦寫入，就無法被篡改。這就像歷史一樣，發生了就是發生了，從此再無法改變。

(5) 採礦

區塊鏈的發明者故意讓新增新區塊，變得很困難。他的設計是，平均每10分鐘，全網才能生成乙個新區塊，一小時也就六個。

這種產出速度不是通過命令達成的，而是故意設定了海量的計算。也就是說，只有通過極其大量的計算，才能得到當前區塊的有效 hash，從而把新區塊新增到區塊鏈。由於計算量太大，所以快不起來。

這個過程就叫做採礦，因為計算有效 hash 的難度，好比在全世界的沙子裡面，找到一粒符合條件的沙子。計算 hash 的機器就叫做礦機，操作礦機的人就叫做礦工。

原文出自：

區塊鏈與位元幣

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