很久以前就有個想法，把區塊鏈的技術和概念整理成一個體系化的知識圖譜，方便大家查閱和學習，大話已說出去很久，卻一直沒有踐行（papa打臉!），每天的文章釋出零散而缺乏規律，相信你們看了也有點丈二和尚的感覺。

那麼從今天開始立下一個flag，每天（週一到週五）一篇文章，整合資料，介紹一個點，系列命名《區塊鏈100講》，今天先從什麼是區塊鏈開始吧~

本文摘自《白話區塊鏈》，作者以一個通俗的例子介紹了什麼是區塊鏈，講真，這是目前為止看到的最好理解的解釋了。小編曾經用這個例子跟很多圈外人介紹過什麼是區塊鏈，灰常好用，看到大家崇拜的眼神心裡美滋滋~!

小哥哥小姐姐們可以學起來，展（撩）露（妹）才（撩）學（漢）的機會來了~!

當然不能忘記，感謝作者蔣勇老師，感謝機械工業出版社華章分社提供內容。

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從一本賬本說起

早些時候，農村一般都會有個賬房先生，村裡人出個工或者買賣些種子肥料等，都會依靠這個賬房先生來記賬，大部分情況下其他人也沒有查賬的習慣，那個賬本基本就是這個賬房先生保管著，到了年底，村長會根據賬本餘額購置些瑣碎物件給村裡人發發，一直以來也都是相安無事，誰也沒有懷疑賬本會有什麼問題。賬房先生因為承擔著替大家記賬的任務，因此不用出去幹活出工，額外會有些補貼，僅此一點，倒也是讓一些人羨慕不已。下圖便是當時賬本的記賬權圖示：

終於有一天，有個人無意中發現了賬房先生的那本賬。看了下賬面，發現數字不對，最關鍵的是支出、收入、餘額居然不能平衡。對不上，這可不行，立即報告給其他人，結果大家都不幹了，這還得了。經過一番討論，大家決定，輪流來記賬，這個月張三，下個月李四，大家輪著來，防止賬本被一個人拿在手裡。於是，賬本的記賬權發生瞭如下圖所示的變化：

通過上圖我們可以看到，村裡的賬本由大家輪流來保管記賬了，一切又相安無事了，直到某一天，李四想要挪用村裡的公款，可是他又怕這個事情被後來記賬的人發現，怎麼辦呢？李四決定燒掉賬本的一部分內容，這樣別人就查不出來了，回頭只要告訴大家這是不小心碰到蠟燭，別人也沒什麼辦法。

果然，出了這個事情以後，大家也無可奈何。可是緊接著，趙六也說不小心碰到蠟燭了；王五說不小心掉水裡；張三說被狗啃了……終於大家決定坐下來重新討論這個問題。經過一番爭論，大家決定啟用一種新的記賬方法：每個人都擁有一本自己的賬本，任何一個人改動了賬本都必須要告知所有其他人，其他人會在自己的賬本上同樣地記上一筆，如果有人發現新改動的賬目不對，可以拒絕接受，到了最後，以大多數人都一致的賬目表示為準。

果然，使用了這個辦法後，很長一段時間內都沒有發生過賬本問題，即便是有人真的不小心損壞了一部分賬本的內容，只要找到其他的人去重新複製一份來就行了。

然而，這種做法還是有問題，時間長了，有人就偷懶了，不願意這麼麻煩地記賬，就希望別人記好賬後，自己拿過來核對一下，沒問題就直接抄一遍。這下記賬記得最勤的人就有意見了。最終大家開會決定，每天早上擲骰子，根據點數決定誰來記當天的賬，其他人只要核對一下，沒問題就複製過來。

我們可以看到，在這個時候，賬本的記賬權變成了這樣：

通過上圖，我們可以看到，經歷了幾次風雨之後，大家終於還是決定共同來記賬，這樣是比較安全的做法，也不怕賬本損壞丟失了。後來大家還決定，每天被擲到要記賬的人，能獲得一些獎勵，從當天的記賬總額中劃出一定獎勵的比例。

實際上，最後大家決定的做法，就是區塊鏈中記賬方法的雛形了，接下來我們就來了解一下區塊鏈的技術理念。

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區塊鏈技術理念

區塊鏈在本質上就是一種記賬方法，當然了，並不是通過人來記賬的，而是通過一種軟體，我們暫且簡稱為區塊鏈客戶端。以上面的例子來說，張三、李四、王五、趙六等人，就相當於一個個的區塊鏈客戶端軟體，它們執行在不同的裝置上，彼此之間獨立工作。通常我們把執行中的客戶端軟體稱為“節點”。這些節點執行後，彼此之間會認識一下。它們彼此之間是這樣認識的：張三認識李四也認識王五，趙六聯絡到了張三，讓張三把他認識的人的聯絡方式發給自己，這樣趙六也認識了李四和王五，通過這樣的方式，大家就形成了一張網，有什麼事只要招呼一聲，立馬訊息就會傳遍整個網路節點。這種方式跟新聞轉發差不多，不需要依靠某一個人，大家就能互通訊息了，在區塊鏈軟體的結構中，這種互相通訊的功能稱為“網路路由”。

在這個網路中，每個節點都維護著自己的一個賬本，賬本中記錄著網路中發生的一筆筆賬務。具體是什麼樣的賬務呢？這得看具體是什麼樣的功能網路。區塊鏈技術屬於一種技術方法，可以用來實現各種不同的業務功能，小到如上例中的日常記賬，大到各種複雜的商業合約，等等，記錄的資料也就不同了。網路中的節點是獨立記賬的，可是記賬的內容要保持彼此一致。所用的方法就是設定一個遊戲規則，通過這個規則選出一個記賬的節點，就如上例中的擲骰子。在區塊鏈系統中，這個所謂的“擲骰子”稱為“共識演算法”，就是一種大家都遵守的篩選方案，我們可以先這麼簡單地理解。選出一個節點後，則一段時間內的賬務資料都以這個節點記錄的為準，這個節點記錄後會把資料廣播出去，告訴其他的節點，其他節點只需要通過網路來接收新的資料，接收後各自根據自己現有的賬本驗證一下能不能接得上，有沒有不匹配和不規範的，如果都符合要求，就儲存到自己的賬本中。

在有些系統中，會考慮到被骰子投中的節點的勞動付出，畢竟它要負責整理資料，驗證資料，打包資料，還要再廣而告之，這個活還是挺辛苦的。於是會設計一種激勵機制，負責打包資料的那個節點可以獲得系統的獎勵，這個獎勵類似於論壇積分，站在軟體技術的角度，就是一個數據。這個資料可以視為獎金，有時候大家會很積極地去爭取那個獎金，於是就希望骰子能投中自己，有些區塊鏈系統在這個環節會設計出一種帶有競爭的機制，讓各個節點去搶，誰能搶到這個機會誰就能獲得打包資料的權力並且同時獲得這筆獎勵，在這種情況下，我們會形象地將這個競爭的過程稱為“挖礦”。

那麼，話又說回來了，我們將一個個執行客戶端稱為節點，那到底怎麼標記不同的使用者呢？也是通過使用者名稱註冊嗎？實則不然。在區塊鏈系統中，這個地方的設計很有意思，是通過一種密碼演算法來實現的，具體來說是通過一種叫公開金鑰演算法的機制來實現的。我們知道，對於一種密碼演算法來說，無論演算法過程是什麼樣的，都會有一個金鑰。而公開金鑰演算法擁有一對（也就是兩個）金鑰，跟虎符一樣，是彼此配合使用的，可以互相用來加解密。其中一個叫私鑰，另外一個叫公鑰，公鑰可以公開給別人，私鑰要自己保管好。在區塊鏈系統中，公鑰就是用來使用者身份識別的，一般不會直接使用公鑰，因為不容易讓人記住。公鑰往往都比較長，實際處理的時候都會進行轉換，比如取得公鑰的最後20個位元組或者經過一系列更復雜的轉換，最後得到一個稱為“地址”的轉換結果，這個“地址”就能代表一個使用者。

為什麼在區塊鏈系統中要用這麼一個奇怪的使用者身份表示方法呢？似乎看起來除了有些創意外，也沒特別的用處。這裡我們就得再介紹下這個公開金鑰演算法的特別能力。之前提到說這種演算法有兩個金鑰，那麼這兩個金鑰是怎麼配合工作的呢？我們來簡單說明一下：用公鑰加密的資料必須用對應的私鑰來解密，而用私鑰加密（通常稱為“簽名”）的資料必須用對應的公鑰來解密。這個特點可是能發揮很大用處的，就如上述的例子中，如果張三要傳送給李四一張支票，那怎麼傳送呢？就這麼發過去，會被那個記賬的人拿到，風險可就大了。於是張三想了一個辦法，他在支票上用李四的公鑰加了個密，然後再簽上自己的名字（使用自己的私鑰簽名），這個時候其他人就算拿到支票也沒用，因為只有李四才有自己的私鑰，也只有李四才能解開這張支票來使用。這種功能設計在區塊鏈系統中稱為“腳本系統”。

現在我們知道了，區塊鏈的技術理念，其實就是大家共同來參與記賬，通過一種規則不斷地選出賬務打包者，其他節點接收驗證，並且每個使用者都有一對金鑰表示自己，通過腳本系統的功能實現在公共網路中定向傳送有價值的資料。

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一般工作流程

通過上面的例子，相信讀者朋友對區塊鏈已經有了基本認識。區塊鏈系統有很多種，第一個應用區塊鏈技術的軟體就是比特幣，事實上區塊鏈的概念就是比特幣帶出來的。到現在為止，已經出現了相當多的基於區塊鏈技術的衍生系統，比如閃電網路、公證通、以太坊、超級賬本專案等。每一類系統都有自己的特點，例如汽車設計，有的設計成跑車，有的設計成運輸車，有的設計成商務車，但是有一點，無論是什麼型別的車，它的工作方式或者說工作流程都是類似的，在本質上它們都是同一類技術結構的產物。在這一小節，我們從一般性的角度闡述一下區塊鏈系統的工作流程，為了便於說明，我們會選取一些場景例子。

我們先來看一個轉賬交易的流程。轉賬交易本質上就是傳送一筆資料，這個資料可以表示為資產，也可以表示為訂單或者其他各種形式的資料，我們看一下下面的圖示。

從圖中我們可以看到，整個資料的傳送過程其實還是很簡單的，資料傳送出去後，會被打包進區塊，然後廣播出去給所有的節點確認，確認沒有問題後就寫入到各自的本地區塊鏈賬本中，當網路中的大多數節點都確認寫入後，這個轉賬過程就算是完成了。有朋友可能會問，在這種分散式的網路中，怎麼能知道是被大多數節點確認寫入了呢？這裡並沒有什麼伺服器登記呀？這個問題我們先留著，在下面講到區塊鏈分類的時候會有詳細的解釋，大家可以先思考一下。

這個工作流程圖是有代表性的，其他各種系統都是在這個基礎上進行衍生和擴充套件。比如有些會增加身份認證功能，以確保只有符合身份驗證的使用者才能傳送資料；有些則擴充套件交易資料的表達能力，不但能用來表示一般的交易轉賬，還能表示更復雜的商業邏輯。各種應用很多，但是萬變不離其宗。

實際上，說一千道一萬，整個區塊鏈網路，就是大家共同來維護一份公共賬本。注意了，這個公共賬本是一個邏輯上的概念，每個節點各自都是獨立維護自己賬本資料的，而所謂的公共賬本，是說各自的賬本要保持一致，保持一致的部分就是公共賬本，我們看下圖示：

如圖所示，有些節點在廣播新的資料，有些節點在接收資料，大家共同維護一個賬本，確保達成一致。區塊鏈技術其實就是圍繞如何保持資料的一致、如何讓這個公共賬本的資料不被篡改來展開的。

本期就講到這裡，下期繼續。什麼是區塊鏈，你明白了嗎？找個身邊的人演練一下吧~

本文內容節選自《白話區塊鏈》一書的第1章《例說區塊鏈》。

本書作者：蔣勇、文延、嘉文

感謝機械工業出版社華章分社的支援和分享。

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