区块链如何运作

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什么是区块链？

简单来说，区块链相当于一个去中心化的数字账本，记录着一系列的电子数据。这些加密数据被组织成块并按时间顺序排列。

最早的区块链模型形成于 1990 年代初期，当时计算机科学家 Stuart Haber 和物理学家 W. Scott Stornetta 使用加密来保护数据不被篡改。

Haber 和 Stornetta 的这一成就激发了当时许多计算机科学家和密码学爱好者研究区块链工作，这也导致了世界上第一个数字货币比特币的诞生。

虽然区块链技术先于数字货币，但也是在 2008 年比特币诞生之后，区块链技术才开始被认可。

此后，人们对区块链技术的兴趣逐渐增强，数字货币也开始流行起来。

区块链技术主要用于记录数字货币交易，但也适用于其他数据，甚至可以

应用于更广泛的领域。最古老、最安全、最大的区块链网络是比特币网络，它基于密码学和博弈论的完美结合。

区块链如何运作

在数字货币领域，区块链可以看成是一系列稳定的区块，每个区块都存储着一系列之前确认过的交易数据。由于区块链网络由无数计算机共同维护，其主要功能是一个去中心化的数据库（或账本）。换句话说，区块链中的每个参与者（即节点）都维护着一份区块链数据的副本，并且他们之间相互沟通良好，以确保他们都在同一个区块上。

因此，区块链交易发生在点对点的全球网络环境中，这使得比特币成为一种去中心化、无国界和抗审查的数字货币。然而，大多数区块链系统被认为是不可靠的，因为它们不需要任何信任机制。比特币也没有单独的监管机构。

几乎每个区块链都有一个核心部分——“挖矿”，它依赖于哈希算法。比特币使用 SHA-256 算法，可以输入任意长度的字符串，得到相同长度的输出。每当您输出一个字符串时，您都可以将其称为“哈希”比特币怎么产生的原理，并且在 SHA-256 算法下，您最终会得到 64 个字符。

也就是说，无论这个“挖掘”步骤重复多少次，相同的输入总是会产生相同的输出。但是，如果输入稍有变化，输出就会完全不同。因此，哈希函数是常数，大多数数字货币被设计为单向哈希函数。

单向哈希函数也意味着输入字符串不能从其输出中计算出来。唯一的办法就是猜，但猜对的概率很低。这是比特币区块链安全的原因之一。

现在我们知道了使用什么算法，让我们用一个简单的交易示例来说明区块链是如何工作的。

假设 Alice 和 Bob 持有两个比特币，而 Alice 欠 Bob 两个比特币。

为了实现从 Alice 向 Bob 转移两个比特币的交易，Alice 将这个交易信息广播给全网的矿工。

在此交易中，Alice 向矿工提供 Bob 的地址和正在交易的比特币数量，以及数字签名和她的公钥。这个签名是由 Alice 的私钥生成的，同时矿工也可以用它来验证 Alice 是这些比特币的实际所有者。

一旦矿工确认交易有效，就可以将交易和其他交易放在一个区块中，并尝试“挖掘”该区块，这是一个通过SHA -256算法加密挖掘区块的过程，运算的结果必须以一定数量的0开头才能判断为有效，0的数量根据操作的“难度”确定，“难度”以全网为准。计算能力的变化。

为了能够计算出正确的哈希数，矿工在执行加密算法之前，会在区块中添加一个“随机数”，因为“随机数”稍有变化就会完全改变计算结果。必须尝试不同的随机数，直到他们得到正确的哈希值。

每次挖出一个区块，矿工都会向全网其他矿工公布新的区块信息，让其他矿工确认该区块是否有效，然后再将有效区块信息添加到自己身上，这样，交易完成。但是，矿工仍然需要将前一个块的哈希添加到新块中，以便所有块可以链接在一起，因此得名区块链。

每个矿工都有自己的区块链信息副本存储在他们的计算机上，计算能力最强的必须是最长的链。如果有人想改变前一个区块中的交易信息，那么这个区块的哈希值也会发生变化，这会导致这个区块之后的所有区块的哈希值都发生变化，他不得不改变前一个区块。所有的操作都是为了让别人相信他的区块信息是正确的。所以，如果有人想要篡改区块信息，那么他就得付出全网50%以上的算力，这几乎是不可能的，类似的网络攻击也称为51%攻击。

这种使计算机操作产生块的模型称为工作证明（PoW）。除此之外，还有其他一些机制，比如权益证明（PoS），它不需要大量的计算能力，这意味着它消耗的电力资源更少，可以让更多的用户参与进来。

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