我们将教你区块链的基础知识：它是什么，它是如何工作的，以及它在加密货币领域的意义。我们解释区块链的概念从何而来，如何用于比特币和其他加密货币，对其设计进行了哪些改进，它如何改变的不仅仅是金融界，还有其他许多工业和社会领域以及整个世界。

00-1010为了理解什么是区块链，你首先要熟悉一些基本的加密货币术语；

Block，应用于加密货币时，是指存储单元，包含加密货币网络(如比特币、莱特币、以太网等)中交易的所有数据。)在给定的时间内。对于比特币来说，封锁时间大约是10分钟。莱特币大约2分钟。对于以太坊来说，大概是10-19秒。在矿商将其加入区块之前，货币网络中的交易无法得到确认或核实。冻结时间越短，交易确认的速度越快，其货币被释放给交易接收方。

链条。虽然它只是用来比喻加密货币的网络软件所执行的动作，但“链”将所有块链接在一起，几乎总是以线性方式。这意味着块按顺序排序(# 1、# 2、# 3、# 4等。)，并且每个新块在被添加到区块链之前被放置在该块之前。使用块随机数链接到链，或者矿工在采矿时发现的重要数字。在成功发现一个随机数后，矿工将因其为链中添加新块所做的贡献而获得一定金额的金钱。

此示例涵盖30分钟的时间跨度，由三个10分钟的时间段表示。

因此，区块链是一系列按线性时间顺序排序的块，它保存了加密货币网络的所有交易信息。区块链被设计成防篡改的，这意味着它们的内容很难改变。通过驻留在多个源中，它们是分布式的，并且它们通过包含所有货币交易的连续历史来充当分布式账户。以上是区块链的三个区块的可视化，每个区块包含10分钟的交易信息，总时间跨度为一个半小时。

区块链简介

数字发行账户，其中比特币或其他加密货币的交易按时间顺序公开记录。

区块链是所有加密货币交易的数字化、去中心化的公开发行账户。随着越来越多的“已完成”块(最近的交易)按时间顺序记录和添加，它允许市场参与者跟踪数字货币交易，而无需集中记录。每个节点(连接到网络的计算机)将获得区块链的副本，该副本将被自动下载。

基本上，区块链是加密货币网络中所有加密货币交易的分发账户(或记录)。每个网络参与者(称为节点)在其计算机上保存一份区块链的副本。所有节点不断地相互通信，不断地验证、更新和下载区块链到每个参与者的计算机(或服务器)。

任何人都可以成为一个节点，只要他们连接到互联网，运行加密的货币网络软件，并将整个区块链的货币下载到他们的硬盘上。这就是为什么加密货币被允许分散或不受任何一个人或一群人控制的原因。如果一个节点关闭，或者一堆节点同时关闭，只要至少有一个活动节点仍然存在并运行货币软件，加密货币就可以继续运行，使区块链保持最新和存活。

一旦记录在区块链中，在不改变所有后续块的情况下，任何给定块中包含的事务数据都不能被改变，这需要网络中大多数节点的一致同意(所有节点中至少50%需要同意区块链做出的任何改变)才能实现。这可以防止单个节点(或节点组)将区块链改变为对自己有利，从而使区块链可以抵御恶意活动，或者“坏玩家”试图操纵交易信息以获得自己的经济利益。

区块链究竟是什么？

区块链的概念是由神秘的密码学家和计算机程序员中本聪(中本聪)在2008年发明的。虽然中本聪一直保持匿名，并在2012年彻底消失，但他不仅发布了世界上第一种加密货币(比特币)，还首次成功使用了区块链。作为一种机制，它不仅可以保护比特币，还可以使其工作如下。

中本聪发明了区块链来解决这个问题：如何制造一种不被其他程序员(或黑客)伪造、伪造或操纵的数字货币？中本聪在他的世界上第一种加密货币的原始白皮书中将其称为“比特币：点对点电子现金系统”，中本聪概述了他的想法，其中涉及创建一个用户网络，他们都在硬盘上保留了区块链的副本，并受到计算机密码术的保护。

比特币网络于2009年1月3日上线，其创建块(block # 0)包含50个比特币奖励和元数据中的以下消息，也称为coinbase:

时代杂志03/1/2009总理即将面临银行的第二次救援计划。

截至2018年6月，比特币区块链增加了52.6万块。比特币区块链的总容量现在接近175 GB。自2009年推出以来，比特币的受欢迎程度呈指数级增长，其区块链的规模也一直呈指数级增长，这使得大多数用户无法下载整个区块链并运行自己的节点。相反，他们依靠三个第三方服务(如比特币基地这样的在线钱包和菌丝体这样的移动钱包)为他们维护区块链，从个人钱包和交易副本更新。

由于比特币网络中的每个区块都有1 MB交易数据的最大容量，因此指数区块链增长的趋势无法持续，上图中描绘的曲线在未来可能会变得平坦且更具线性。

区块链的起源

由于区块链实际操作的技术细节非常冗长和复杂，需要复杂的数学、计算机科学和密码学知识，我们将为本文列出基础知识。区块链的想法实际上非常具有革命性。它不仅解决了数字货币的双重支出问题，还允许同时提供公共检查(开源软件)、安全(加密保护)和不受监管的控制/访问(去中心化)。比特币和大多数其他加密货币通过使用区块链提供了所有三个要素。

要理解区块链是如何工作的，你必须首先掌握以下概念：

密码学。在计算机甚至电力发明之前，密码学已经存在很长时间了。基本上，加密是使信息不可读的过程(也称为加密)，而不是每个人都有转录(解密)它所需的代码或密钥(称为密码)。这样做的原因是从第三方、罪犯或不良行为者那里获取敏感信息，他们会将这些信息用于意想不到的目的。

加密最成功的例子之一是纳瓦霍语码说话者。第二次世界大战期间，美国军方动用了数百名美国原住民。他们的工作是通过无线电频率用母语传递绝密信息，这是敌人无法理解的。众所周知，纳瓦霍密码是唯一一种永远不会被敌人破译的口头军事密码。它在20世纪60年代和70年代的越南战争中被用完了。

哈希算法。哈希算法(也称为哈希函数)基本上是一个数学公式，用于将任意大小的数据以有序的格式转换为固定大小。比特币的创始人中本聪使用NSA开发的哈希算法作为比特币钱包和交易的密码保护基础。比特币安全哈希算法256(SHA-256)已经成为数百种货币效仿的基础，至今被证明是不可动摇的。比特币地址源自其私钥，该私钥是在密钥生成过程中生成的(与公钥一起)。这个过程的规范包含在比特币核心客户端中，更好的叫法是维护一个完整的比特币钱包(包括区块链的完整副本)所需的软件，或者运行比特币节点。

哈希函数的示例

比特币加密是单向的，也就是说可以从私钥数学上确定比特币的地址，但不可能从地址确定私钥。比特币私钥长度为51或52个字符，包括AZ中的任何字母(大写和小写)以及0-9中的任何数字。因为这个字符组合是如此的长且多变，所以在生成新的私钥时有2.96种可能性。从透视的角度来看，估计地球上所有的海滩上只有2.63粒沙子结合在一起，所以你可以更好地正确猜测彩票号码，而不是猜测确切的私钥。一个比特币地址。

采矿。加密货币挖掘是发现随机数或秘密数字的过程，需要将输入块与区块链连接起来。在经典的挖掘方法(PoW，比特币和许多其他货币使用的方法)中，一台计算机(或ASIC)生成哈希幂，以找到货币哈希算法生成的正确随机数。一旦找到正确的随机数，链中会增加一个新的区块，区块中的交易会被验证(或确认)，矿工会获得区块中一定数量的新生成货币(加上包含的所有交易的交易费)。

这样，矿工对于加密货币区块链的生存是绝对必要的。如果没有矿工向金钱网络提供散列能力，新的块就不能被添加到链中。因此，新的交易无法验证，所有货币都停滞不前，有效地拼写了加密货币的死亡(或休眠)。加密挖矿是一项非常有利可图的业务。矿工每年花费数十亿美元购买ASIC、显卡和其他可用于寻找随机数的计算机硬件。2009年比特币刚开始的时候，可以用自己的电脑开采比特币(在这个过程中叫做单独开采)，但在相当长的一段时间里并不是这样。

创世街区.创建块允许在加密货币网络中初始创建货币，而在它之前没有任何块或交易。在区块链，它通常被称为“0号区块”(有时称为“1号区块”)，尚未被开采；而是将它的部分指令硬编码到客户端软件中(比如钱包)，通过向它提供第一组货币来建立加密货币网络。然后，在开采过程中，开采者将未来区块与生成的区块相链接。之后产生的钱都是挖掘过程的结果，我们后面会解释，可以通过各种方法进行。

块中包含的数据。每个块包含以下信息，所有这些信息都是加密货币网络持续运行所必需的：

时间戳：根据UTC时区将块添加到链中的确切时间和日期。

高度：按顺序分配的块号。

输入：块中包含的交易的所有发送方地址。

输出：块中包含的所有事务接收者的地址。

交易金额：每笔交易发送的加密货币金额和总交易输出金额。

交易费金额：分配给区块中每项交易的总成本，由矿工收取，作为矿工奖励的一部分。

随机数：矿工在采矿过程中发现的数字，它允许新的区块绑定到区块链的最后一个区块。

元数据：添加新块所需的其他信息，以及由交易发送方附加的可选用户定义数据(如中本聪在比特币的创建块中添加的消息)。

散列：用于识别块的数字，也用作签名。

最后一个块散列：区块链中前一个块的散列号。

区块链如何运作？

简而言之，答案是“是”，虽然直到最近才说“不是”。比特币区块链——以及最受欢迎的假币——在运行了九年多之后，并没有受到影响。比特币区块链被黑的可能性仍然很小，理论上很高，但我们将回顾两种最常用的方法：

51%攻击力。由于正确版本的区块链总是被超过50%的所有哈希力量使用，加密货币网络被允许运行，这意味着黑客需要至少51%的控制货币的网络才能实施攻击。在最长的时间里，这种类型的攻击只存在于理论上，但在2018年6月，一些不太受欢迎的货币(包括比特币叉子)遭受了这种类型的攻击。

中本聪认为这种类型的攻击在成功的投币网络上是极其不可能的，因为这种攻击所耗费的资源量会超过这种攻击的经济收益。在51%的攻击中，攻击者控制了大多数货币的网络，并用对他们经济有利的区块链替换了正确版本的区块链。通过这样做，攻击者可以获得大量资金，然后他们可以在交易所出售。但是，攻击很快就会被注意到，再加上黑客在交易所倾倒大量货币，货币的价格会迅速降低，使得黑客持有的剩余货币几乎一文不值。

量子计算攻击。如果区块链本身的内容没有被篡改，理论上，要“破解”强大的区块链(如比特币)的安全性，唯一的方法就是暴力破解装有钱的钱包的私钥。如前所述，可能的比特币私钥比世界上的沙粒还要多，因此简单地猜测一个比特币钱包的私钥是一项不可能完成的任务，即使使用目前最快的超级计算机。

而一台量子计算机，理论上每秒可以进行足够的计算，成功破解私钥，这是普通人类技术无法企及的。针对这种理论上的威胁，许多向公众发布的新货币都声称它们是“抗量子的”，这意味着它们的私钥是以这样的方式生成的，即使使用所有的量子计算机，也无法被破解。目前还不需要担心，因为这种电脑到2018年甚至都不会存在。

区块链可以被黑客攻击吗？

在本文中，我们广泛地讨论了一种用于挖掘加密货币的方法；这是工作证明(PoW)。使用电力系统的其他主要货币包括莱特币(LTC)、以太坊(ETH)和比特币现金(BCH)。PoW money依靠电脑电源和电源的“工作”来正确地找到即将到来的块的随机数。但是从比特币开始，这种想法就被延伸到鼓励减少用电量，因为现在比特币网络的用电量比很多中小国家都多。由于难度越来越大，这使得其在寻找随机数量的区块和鼓励形成其他采矿方法方面的持续增长不可持续。其中一些包括：

所有权证书(PoS)(NXT，BLK，PPC)。采矿奖励被分配到开放的钱包中，钱包是一个称为“下注”的过程中的节点。奖励与每个钱包里的钱数成正比。因此，钱包“盯住”的钱越多，他们找到下一块的机会就越大，他们会把得到的钱作为赌注报酬。

保护执行中的缓冲区(PoB)(XCP)。预先存在的货币(通常是比特币)被存入一个没有私钥的地址，这些货币以新加密货币的形式按照发送到“受保护”地址的金额比例发送给存款人。一般来说，在关闭指定的“烧钱期”后，不会为新的加密货币创造新的货币，但在交易对手(XCP)的情况下，该货币运行在另一种加密货币(BTC)的网络背面。

重要性证明(PoI)(XEM)。节点下注的金额和节点产生的活动量(给定时间段内的交易次数)的组合决定了节点找到下一个区块并获得矿工奖励的可能性。

“无块”区块链(MIOTA，GBYTE)。这些第三代加密货币使用类似于区块链的替代记录保存系统，但不要求网络参与者维护网络交易的全部历史以进行操作。通常，他们可以使用从以前的交易和一些其他节点获得的加密信息来实现与网络安全相当的数量，以保持正确和可验证的帐户余额。

什么是不同类型的区块链？

区块链技术的益处现在正吸引企业、公司、政府和其他实体寻找更高效和安全的方式来执行交易和维护记录或数据库。简而言之，中本聪不仅成功创造了第一种可行的数字货币，还创造了一种新方法来彻底解决传统记录方法的固有问题。除了跟踪各行业的数字货币，区块链现在还被用来寻找其他问题的解决方案。其中一些包括以下方面的改进：

政府服务：例如

保护系统和基础设施免受网络攻击，降低运营成本，美化繁文缛节，改善社会服务福利和资格的记录，提高预算支出的可追溯性，减少税务欺诈。健康记录：健康和人寿保险公司使用私人方式提供防篡改信息来存储敏感的客户数据和医疗信息。土地所有权/房地产：政府和房地产代理用于维护产权、所有权、合同、发行人和承办人的准确记录。物流：精确确定食品、药品、运输物品和货物。

区块链的其他用途是什么？

总之，区块链已经成为在网络中保存数字交易记录的一种非常可靠的方法。通过将它存储在多个服务器上，它是分散的、难以伪造的并且不受不必要的干扰。通过使用加密哈希函数，它非常安全，几乎无懈可击。事实证明，中本聪的发明对于比特币和数百种其他货币来说非常可靠。比特币的成功促使世界各地成千上万的人探索区块链在无数领域解决社会面临的其他问题的潜力。事实上，正如我们所知，区块链目前正在面部世界产生变革性的影响，彻底改变了古老的流程，扰乱了几个不同行业的商业模式。