【51CTO.com原創(chuàng)稿件】

[[314435]]

  區(qū)塊鏈從小圈子走向大眾視野，雖早已人人皆知，但其實(shí)相當(dāng)一部分人對涉及到區(qū)塊鏈的一些名詞是不了解的；下面帶大家認(rèn)識一些常見的名字，比如錢包，哈希等等。

區(qū)塊鏈相關(guān)（About BlockChain）：

區(qū)塊鏈其實(shí)就是一種鏈表結(jié)構(gòu)，鏈表中的元素就是一個(gè)區(qū)塊，每一個(gè)區(qū)塊結(jié)構(gòu)如下：

· timestamp: 每個(gè)區(qū)塊產(chǎn)的生時(shí)間戳

· nonce: 與區(qū)塊頭的hash值共同證明計(jì)算量（工作量）

· data: 區(qū)塊鏈上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)皆

· prevHash: 上一個(gè)區(qū)塊的hash

· hash: 該個(gè)區(qū)塊鏈的hash，由上述幾個(gè)屬性進(jìn)行哈希計(jì)算而得

區(qū)塊鏈本質(zhì)上來說一種分布式的交易賬本，所有用戶都在本地存有完整賬本信息。當(dāng)有用戶想改變某一個(gè)區(qū)塊信息，由于區(qū)塊 hash 的計(jì)算過程使用了 prevHash 作為參數(shù)，那么該區(qū)塊后的所有區(qū)塊，都會(huì)變得不合法，需要重新計(jì)算 hash ，想讓系統(tǒng)承認(rèn)這個(gè)更改，必須同步更改 51% 的用戶的賬本信息，所以篡改區(qū)塊鏈上的賬本信息十分困難，這就保證了它的安全性。

工作量證明（PoW）

上面提到，挖礦的過程中，礦工必須更快的計(jì)算出一個(gè) nonce，那這個(gè) nonce 是如何計(jì)算呢？nonce 是一個(gè)整數(shù)值，一般先把區(qū)塊頭信息后面加上nonce得到的字符串，進(jìn)行 SHA256 哈希運(yùn)算，得到的結(jié)果如果開頭0的個(gè)數(shù)小于設(shè)定的難度值，則驗(yàn)證不通過，把 nonce 值加1重復(fù)上述操作，直到計(jì)算出來的 nonce 滿足得到的哈希值開頭0的個(gè)數(shù)不小于設(shè)定的難度值。而nonce的值，就是挖礦過程中工作量的證明。在工作量證明中，一個(gè)成員要想成為領(lǐng)導(dǎo)者并選擇下一個(gè)要添加到區(qū)塊鏈的區(qū)塊，他們必須要找到解決一個(gè)特定數(shù)學(xué)問題的方法；而能首先解決上述問題的成員是擁有最大計(jì)算能力的成員。這些成員也被稱為礦工。每當(dāng)一個(gè)數(shù)學(xué)問題被解決的時(shí)候，礦工就會(huì)獲得一些貨幣獎(jiǎng)勵(lì)，而整個(gè)系統(tǒng)機(jī)制為了鼓勵(lì)更多礦工參與進(jìn)來，會(huì)給參與挖礦的每個(gè)礦工一定代幣的獎(jiǎng)勵(lì)。回到工作證明中，其他節(jié)點(diǎn)會(huì)通過檢查區(qū)塊的散列是否小于預(yù)設(shè)數(shù)字來驗(yàn)證區(qū)塊的有效性。

股權(quán)證明(PoS)

在繼續(xù)之前，讓我把領(lǐng)導(dǎo)者選舉（選擇下一個(gè)區(qū)塊的成員）比喻為抽獎(jiǎng)：

在抽獎(jiǎng)中，如果Bob比Alice有更多的票，他就更有可能獲勝。

與此類似：在工作量證明中，如果Bob比Alice擁有更多的計(jì)算能力和能量，從而可以輸出更多的工作 — — 他就更有可能獲勝（開采下一個(gè)區(qū)塊）。

再一次，類似的：在股權(quán)證明中，如果Bob比Alice擁有更多股權(quán)，他就更有可能獲勝（“開采”下一個(gè)區(qū)塊）。

股權(quán)證明去掉了工作量證明對于能源和計(jì)算能力的要求，并用股權(quán)替代。股權(quán)就是在一段時(shí)間內(nèi)成員愿意鎖定的貨幣數(shù)量。作為回報(bào)，他們有和他們的股權(quán)成比例的機(jī)會(huì)成為下一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)者，并選擇下一個(gè)區(qū)塊?，F(xiàn)在有一些幣種只用股權(quán)證明如Nxt和Blackcoin。

礦工（minner）與挖礦（mining）

挖礦本質(zhì)上是一組節(jié)點(diǎn)（礦機(jī)）使用他們的計(jì)算資源去創(chuàng)建一個(gè)包含有效交易的區(qū)塊的過程，參與這個(gè)過程的節(jié)點(diǎn)（礦機(jī)）被稱為礦工。一個(gè)礦工想要提交一個(gè)區(qū)塊到區(qū)塊鏈上，就必須更快的計(jì)算出一個(gè)nonce，nonce 和 區(qū)塊頭信息能共同證明，一個(gè)區(qū)塊是有效的。

錢包（Wallet）

錢包本質(zhì)是一個(gè)包含私鑰的文件。通常會(huì)包含一個(gè)軟件客戶端，錢包的地址，是由私鑰計(jì)算出來的，也就是公鑰。每一次交易，發(fā)送方必須要提供私鑰，才能把該公鑰地址下所擁有的代幣轉(zhuǎn)帳到其他公鑰地址，所以私鑰決定了比特幣的所有權(quán)。這里要注意一點(diǎn)，一個(gè)錢包地址擁有多少代幣，不是存儲(chǔ)在私鑰里，而是存在區(qū)塊鏈上，區(qū)塊鏈上有著所有歷史交易賬目，可以根據(jù)賬目計(jì)算出每個(gè)地址所擁有的代幣。

區(qū)塊鏈目前最火的兩個(gè)應(yīng)用就是比特幣系統(tǒng)和以太坊系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)都是公共區(qū)塊鏈平臺，都有自己自己的虛擬貨幣（比特幣 和 以太坊）。但是他們是有很多區(qū)別的，

比特幣（Bitcoin）

最原始的加密貨幣，它使用未使用的事務(wù)輸出（UTXO）模型作為分類帳。它使用簡單的 POW 算法猜測隨機(jī)字符串，這個(gè)字符串與最后一個(gè)事務(wù)區(qū)塊組合的 SHA-256 哈希值在數(shù)值上應(yīng)該小于一個(gè)小的閾值。

成功猜到答案的參與者等于是“挖到了一個(gè)區(qū)塊”，并且該區(qū)塊中包含的交易被添加到分類帳中。這樣可以形成一種非常簡單的確定共識的方法——參與者只需同意最長鏈應(yīng)被視為挖掘下一個(gè)交易區(qū)塊的基礎(chǔ)。比特幣不是為了智能合約而設(shè)計(jì)的。因此，可用的功能非常有限，由此產(chǎn)生的功能絕對不是圖靈完備的，而是比特幣的大多數(shù)分析都會(huì)忽略它。因此，最終的系統(tǒng)純粹是安全加密的分類帳。除了使用加密簽名來驗(yàn)證交易的來源之外，它沒有身份語義，并且是完全無信任的。

以太坊（Etherum）

以太坊的分類記帳也是參考了一些比特幣的設(shè)計(jì)模型，但模擬了單個(gè)全局虛擬機(jī)的狀態(tài)，而不是使用 UTXO 模型。以太坊相比比特幣的關(guān)鍵創(chuàng)新是增加了圖靈完備的智能合約能力。以太坊虛擬機(jī)（EVM）——一種專門用于在具有智能合約的分布式賬本環(huán)境中使用的虛擬機(jī)。在以太坊中，程序狀態(tài)是私有的，屬于單個(gè)合約地址，并且通過一系列 EVM 字節(jié)碼指令進(jìn)行修改，這些指令就是智能合約的內(nèi)容。然后，通過聚合每個(gè)合約地址的程序狀態(tài)來得到整體的全局狀態(tài)。以太坊網(wǎng)絡(luò)中所有完整的節(jié)點(diǎn)都遵循這個(gè)模型規(guī)則。它們可以在自己的機(jī)器上為任意合約地址狀態(tài)計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)，只要它們使用了相同的交易（構(gòu)成以太坊模型中的輸入數(shù)據(jù)），就會(huì)得到相同的結(jié)果。

但是由于以太坊使用了全局一致性算法，并且具有全局最新區(qū)塊的概念，因此以太坊虛擬機(jī)的總體交易處理速率受區(qū)塊生成速率的限制。為以太坊網(wǎng)絡(luò)添加更多硬件和計(jì)算能力并不能使其更快或更強(qiáng)大，只是增強(qiáng)了防篡改性。

使用圖靈完備的智能合約可以在網(wǎng)絡(luò)上添加額外的功能，而不需要所有參與者都知道它們。例如，以太坊網(wǎng)絡(luò)因此可以發(fā)布在以太坊虛擬機(jī)中作為附加狀態(tài)的軟件代幣。這構(gòu)成了所謂的初始數(shù)字貨幣發(fā)行（Initial Coin Offering，ICO）的基礎(chǔ)。

從表面上看，EVM 類似于 JVM 和其他類似的環(huán)境，但在一些重要方面進(jìn)行了不同的設(shè)計(jì)。特別是 EVM 字節(jié)碼的設(shè)計(jì)使得對編譯代碼的靜態(tài)分析變得更加困難。對于需要高度透明性和可驗(yàn)證性的執(zhí)行環(huán)境而言，這并不是一個(gè)賣點(diǎn)。底層 EVM 環(huán)境也不是特別人性化的編程環(huán)境，所以出現(xiàn)了一些可以編譯為 EVM 字節(jié)碼的高級語言。其中，最著名的是 Solidity。受更多主流編程語言（如 JavaScript 和 Java）的啟發(fā)，Solidity 語言還融入了可以與以太坊區(qū)塊鏈發(fā)生交互的新特性。

從某種程度上說，以太坊是其自身成功的犧牲品。它作為 ICO 的首選平臺導(dǎo)致了 2018 年初 ETH（以太坊代幣）的價(jià)格走高。因?yàn)橐蕴粓F(tuán)隊(duì)本身擁有大量的這種加密貨幣，導(dǎo)致了很多主要參與者對既得利益的極大興趣，并希望能夠?qū)⑵渥儸F(xiàn)。

【51CTO原創(chuàng)稿件，合作站點(diǎn)轉(zhuǎn)載請注明原文作者和出處為51CTO.com】