揭秘区块链：定义、原理与核心技术解析

区块链是一种数据结构，把数据按时间顺序存储在可以无限伸长的链表中，就像一个账本。区块链数据结构通过分布式，无中心“主”节点，点对点的计算机网络来维护。链表中的每个区块包含一定数量的交易，交易代表数据库状态的改变, 例如，钱从一个帐号转到另一个。交易由网络中的多个节点验证，并且最终存储在区块链的区块里面。每个区块包含一个签名哈希(Signed Hash)，包含的是链表中前一个区块的内容。遍历整个区块链可以验证：某个区块的哈希确实是存储在链表中后一个区块里。区块链用图来表示是这样子的： The Genesis Block是最原始的区块。H()是哈希。Transaction是交易。Time是时间轴，从原始区块链到无限。

区块链包含一系列价值的转移，从一个地址转到另一个。一个地址代表系统中唯一的一个帐号。 地址实际上是一个公钥，它的对应私钥属于创建账号的那个用户。没有用账户的私钥做数字签名，价值就不能从那个账户中转移。 在加密保护交易的同时，区块链还提供数据库状态的分布共识。它保证价值转移要么发生一次，要么不发生。应用开发人员可以放心：因为数据一旦存储，就不能修改，可以信赖。区块链网络抽取一个计算机节点，在区块链中产生下一个区块，这个节点要花费大量地算力解决一个数学任务，这个节点是事先未知的。这个节点找到了问题的解答，可以命名下一个区块并发布，网络中的其它节点验证这个发布的区块。由于证明了工作量(Proof of Work), 赢得发布的节点得到两种奖励: 获得新铸成的加密货币，以及从创建交易的一方收取费用。这个过程称为“挖矿”，它的目的是： 1. 铸成新的加密货币，而产生货币的速率是受严格控制的 2. 奖励“矿工”，“矿工”验证了交易以及在网络中达成共识

实践中，有非常快的特殊硬件，挖矿就有优势，所以就有了“军备竞赛”：矿工们采用越来越多的硬件，来维持同样的获取货币的速率。比特币是最有名的区块链的实用例子。比特币是可以交换真实货币的加密货币。它可以通过区块链交易，在比特币账号(钱包)之间转移。本文写作时，比特币点对点网络有7000个节点。

以太坊和智能合约

区块链吸引应用开发人员的主要特性质有： 1. 区块链由别人运营。如果你的应用把数据存在大家都用的区块链，它就不需要为数据提供存储机制。区块链中的节点提供存储有激励：收交易费和有机会铸新币。 2. 区块链提供分布共识机制，你自己做很难。 3. 区块链为用户提供匿名机制。一个账号身份标识(ID)是个公钥,它不一定和人直接相关。 4. “价值”可以从一个账号转移到另一个，但是费用要小于传统的真实货币转账机制。 5. 如果某个区块链受信赖，那么存储在那个区块链的交易也受信赖。

以太坊采用区块链的原理，又增加了在区块链上创建智能合约：智能合约是一种应用，它能保存价值，存储数据，封装代码，执行计算任务。类似比特币，以太坊也含有货币，称为以太(ether)。以太是计算机节点挖出来的，由节点验证交易，交易存储在分布共识的区块链中。以太可以在账户(公钥)之间以及智能合约之间转移。 智能合约允许匿名的几方进入约束协议，每个参与方对交易完全知情。价值可以在账户间转移，或者放在智能合约中的第三方托管（escrow ）。由于合约就是代码，开发者想做什么应用，就能做得出，你的想象力是唯一的限制

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