老妈下午屁颠屁颠买菜回来，刚进家就宣称自己钱包里多了500块钱，欢兴雀跃。我不禁呵呵一笑，告诉她其实这钱是两周前我补贴家用的。老妈和我争了一下午，硬要说明这是意外之财，令人哭笑不得。
往小了讲，这是家庭缺少公共账本，记账不清。往大了讲，这种事情在金融组织间清算结算也偶有出现，双重支付，单边账等问题归于此类。
近期很火的区块链，要解决的就是此类问题。
昨日爆料称腾讯将发布区块链白皮书，央妈也公然力推区块链技术发展虚拟货币。这个家伙对银行，证券，保险等多个领域都会带来颠覆性冲击。恰巧近期正阅读区块链的书籍，现对区块链的认识记录如下。抛钻引玉，还望大家指出其中错误的地方。
【区块链干什么的】
区块链是基于区块技术形成的公共账本。其中：
公共账本的理解：东先生全家，包括东先生，东夫人，东爷爷，东奶奶，都各自有个账本（比如随手记）只记自己的开支，这种账本叫做私人账本。而如果各自的账本上都记录了大家的开支，这种账本就叫做公共账本。
区块技术的理解：光有公共账本可不行，因为东先生全家互相不信任。东先生觉得自己勤勤恳恳每个月养老婆，可东夫人可能会收到1000块钱却记收到100，自己却记录的是支出1000给老婆，那岂不亏大了。区块技术就是基于现代密码学和协议来约束大家实打实记账的。
如果上述成立，能给东先生一家带来的好处包括：
1、简化流程：东先生全家再也不用每个月互相对账来确认家里还有多少资产了。
2、降低交易对手风险：东先生全家再也不用担心互相的信任问题了。
3、增加流动性：以前每月对账有一段时间（比如一天）全家的资金要冻结，保证占账本与账户一致性，现在这个问题也解决了。
4、提高透明度：这个公共账本不可撤销不可抵赖，谁都可以查，再也不用考虑监管问题。
【区块链是怎么做到的】
假如某天东先生给了1000老婆大人，他只要在向全家人大吼一声——东先生给了东夫人1000，请大家在各自的账本上记下“东先生给了东夫人1000”，就OK了。
这个系统完全不需要银行（$银行B(SZ150228)$ 默泪），也不需要借贷协议和收据，严格来说，甚至不需要人与人长久的信任关系。比如东夫人某天忽然说东先生没给她1000，全家人都会站起来斥责她。
于是东先生全家每个人都成了一个节点，每次东先生家的交易都会被每个人（每个节点）记录下来，形成一个公共的账本（东先生全家人手一份）。可这为什么叫区块链呢。
原因是这样的：东先生全家人手一份的公共账本，每10分钟（以比特币为例）内的交易记录打包起来形成一个块，这个账本是由一个接一个的块链接起来的（可以简单理解成账本的每一页）。于是命名为区块链。
两个概念：
1、区块链中的块：公共账本中每10分钟打包起来的交易包。
2、节点：参与交易的区块链中的网络节点。
剩下两个问题：
1、公共账本的每个交易包结构保证不被篡改，凭什么？
2、每个人（每个节点）都参与打包，凭什么？
【问题一：保证不被篡改】
问题的答案为：非不可，是不能也。改起来太难，所以改不了。
为什么呢？看交易包的结构：
每个交易包都包含了4部分内容，其中有一个限制区块生产时间的参数（每个区块不一样）限制了最新每个区块需全网计算能力大约10分钟（以比特币为例）时间才能形成这个模块。
如果东夫人需要就“东先生支付1000”这条信息伪造出一条“东先生支付50”的记录，那么她必须在随后的时间内伪造其他全网的交易记录，以保证她伪造出来的伪区块链的长度能长过真实的区块链长度，全网的计算力才会向伪区块链倾斜，否则鸟都不会鸟她。
换句话说，在她伪造的区块链未完成超越前（此时全网其他交易记录还在进行），东夫人需要蜉蝣撼大树，以一己之力完成全网计算力的超越。
理论上，除非东夫人拥有全网计算力的51%以上，否则很难控制区块链的记账权。
【问题二：每个人都参与打包】
问题的答案为：可以不参与，等别人打包好复印一份就行，但参与有好处。
交易包打包的过程在区块链中被称为“挖矿”。
参与挖矿的人（节点）被称为“矿工”。
每当有一个新的区块即将形成前，矿工们（比如东先生，东夫人，东奶奶）可以参与挖矿。挖矿的过程实际上就是解一道数学题。题解出来了，交易包就打好了，新的区块就建成了。解出来的那个人就有钱拿。
当然，解完题的人（节点）需要大吼一声：“我解完了，你们可以验证，验证完没事就赶紧把这个交易包也复制到你们账本上，然后我们一起去搞下一个吧。”
懒人如东爷爷（没参与解题），也可以在这时候参与验证，再把交易复制过去。验证可比亲自打包容易多了，以比特币为例，就有一个简化确认（SPV）机制。
看到这，区块链的工作原理就差不多了。
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【延伸阅读】
当然，可能阅读完上文后还存在许多细节上的困惑。在此前，需要额外介绍三种东西：
1、哈希算法；2、数字签名；3、工作量证明
【哈希算法】
1、介绍：
这家伙有点像压缩工具。它能将两个输入交易消息压缩成一个哈希值（一串没有任何意义的数据）。别看它功能简单，它可是美国国家标准与技术研究院发布的。具备以下特性：
A、抗碰撞性：两个不同的消息在同一个哈希函数作用下的输出不可能相同。
B、原像不可逆：不可能经过哈希值倒推输入消息。
C、难题友好性：没有便捷的方法产生一个指定的哈希值。
2、应用：
A、结合“挖矿难度随机数”卡住每个区块的生成时间。
还记得前面提及的“限制区块生产时间的参数”和“矿工们”吗？
当矿工们在挖矿时，实际上就是用计算机从0开始遍历，寻找一个数（图中？？？）来和挖矿难度随机数搭配，经过哈希算法后，能得出前面N个0的数（多少个0由全网动态调整）。调节哈希值的前面0的个数，就能在越来越多人参与挖矿时，卡住平均10分钟的节奏。
B、压缩交易信息
在区块构成中，包含了一个叫MERKLE根的家伙，这个家伙本包含了该段时间（比特币：10分钟）内发生的全部交易记录。压缩过程如下：
3、至此，一个区块的所有内容浮出水面。
【数字签名】
这家伙和现实中的签名有点像。现实中签名是对某份文件，它可以做到对一条交易信息。
签名前，东先生需输入两个要素：要签名的信息，私有钥匙；
签名后，东先生可以得到经过签名的信息摘要；
随后，东先生将摘要及签名的信息告诉全家人，全家人可以用东先生的公用钥匙（东先生在全网的唯一标志）进行真实性验证。
每条信息都经过签名后，矿工们（东先生，东夫人，东奶奶）才能安心地进行挖矿，最后将该时间段内的交易写入区块。
【工作量证明】
这家伙其实说的就是东先生全家如何在挖矿一事上达成一致。
当东先生挖矿得出对应挖矿随机数的解时，会广播全家，请求大家验证。
一旦验证通过，全家就会放弃对该区块的挖矿，区块就形成。借助于上节的数字签名，东先生也会对该区块进行签名，并且获得对应的系统奖励。
【各种链】
私有链：私有组织所使用的区块链，比如上面的东先生一家。目前很多金融组织在研究。
联盟链：仅限于联盟内使用的区块链，比如当前央妈在研究的。
公共链：全球范围内的区块链，比如比特币。
各种链之间并非是完全隔绝的，可以利用类似沪港通深港通等互联互通机制进行打通，这个也被称为互联链。
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