什么是區(qū)塊鏈？

區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€技術(shù)術(shù)語，解決（或者說顛覆）了現(xiàn)有的依賴第三方中心的交易體系：如果有一個水果市場，我們在市場上用100新臺幣購買了一個芒果，其實是新臺幣的發(fā)行方（央行）為這一張薄薄的紙作了信用背書--因為水果銷售者信任這100新臺幣可以在他需要的時候，購買等值的其他用品。

第三方中心的存在，解決了交易雙方的信任問題，但是帶來了新的問題，如果第三方作惡（比如說央行濫發(fā)貨幣）怎么辦？最終極的解決項目就是不需要第三方，這個就是區(qū)塊鏈產(chǎn)生的根本動機(jī)。

在沒有第三方的情形下，怎么實現(xiàn)交易？區(qū)塊鏈實現(xiàn)了一個去中心化的帳本實現(xiàn)項目：

1. 我們有一個公開的帳本，任何人都可以獲取這個帳本，帳本上有每個人的余額；
2. 當(dāng)Alice向Bob購買商品的時候，Alice向Bob開具一張有一定數(shù)額的支票；
3. Alice向所有人公示這個支票，大家確認(rèn)確實是Alice的簽名后，在賬本上記錄 Alice的余額減，Bob的余額加；
4. 每隔一段時間，大家交換一下帳本的內(nèi)容，讓大家的帳本信息同步。

可以看出，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€完全自治的體系，但是現(xiàn)在有幾個問題：

1. 為什么會記帳，每個人都可以指望別人記帳，自己使用別人的帳本才是最節(jié)省成本行為；
2. 當(dāng)交易帳本內(nèi)容的時候，如果兩個人的帳本不一致，該以誰的為準(zhǔn)；
3. Alice如果賬戶里只有10塊錢，在市場的這一側(cè)花了8塊購買后，飛速跑到另外一頭購買另外一件8塊的商品，這時候另外一側(cè)的帳本還沒有來得及記錄前面的購買記錄，同樣的錢Alice是不是可以花了兩次？

為了解決這些問題，區(qū)塊鏈作了最基本的設(shè)計：

1. 把所有的交易按時間段組織成區(qū)塊；
2. 區(qū)塊內(nèi)使用一個哈希防止修改；
3. 每個區(qū)塊內(nèi)記錄前一個區(qū)塊的哈希，保證永久無法修改；
4. 當(dāng)同時有多個區(qū)塊出現(xiàn)時，按某種指定的算法選擇一個區(qū)塊為準(zhǔn)。

使用此項目后，每次交換帳本，只需要交換總帳本中的一個區(qū)塊，大大減少的交換的數(shù)量；當(dāng)多個區(qū)塊同時出現(xiàn)時，使用某種約定的算法--這個算法在區(qū)塊鏈中被稱為共識，以符合算法條件的某個區(qū)塊為準(zhǔn)；而Alice同樣的錢花兩次的想法也會落空：商戶只有在支票信息被納入到共識后的區(qū)塊里時，才會向Alice提交商品。至于大家為什么愿意記帳呢？注意圖上區(qū)塊中有個記帳人，每個被共識承認(rèn)的區(qū)塊的記帳人都會得到一定的獎勵。

這時候，貨幣只是一個數(shù)字了（類似于銀行內(nèi)的存款數(shù)字），由于帳本是公開的，因此可以在帳本開始前，大家約定好總共的貨幣數(shù)字和記帳人的獎勵項目，在任何一個時間點上，可以流通的數(shù)字都是可預(yù)測的，而且是不可更改的。

區(qū)塊鏈的共識機(jī)制

當(dāng)區(qū)塊進(jìn)行同步時，有可能會同時產(chǎn)生多個區(qū)塊，需要一種預(yù)先定義的項目來確定使用哪一個區(qū)塊，這個項目在區(qū)塊鏈中稱為共識機(jī)制。而在在一個去中心化的系統(tǒng)中，有什么是可信的？每個人信自己嘛，交易和出塊的結(jié)果數(shù)據(jù)到達(dá)我這里的時刻，是無法作假的：數(shù)據(jù)可能會延時到達(dá)（由于網(wǎng)絡(luò)延時），但絕對不會提前到達(dá)（除非時光倒流）。我們可以設(shè)計一種機(jī)制，讓每個節(jié)點的記賬結(jié)果必須達(dá)到某個條件，每個節(jié)點都認(rèn)第一個達(dá)到這個條件的節(jié)點的記錄。

PoW機(jī)制

Proof-Of-Work，工作量證明機(jī)制。

每個節(jié)點在記賬的同時，按照某種規(guī)則找一個隨機(jī)數(shù)，通過這個隨機(jī)數(shù)可以算出某個符合條件的（哈希）值，誰第一個找到的，他就出塊成功。這個找隨機(jī)數(shù)的過程就是不斷調(diào)整隨機(jī)數(shù)-->計算的過程，只要這種算法能夠足夠離散（這一次和下一次的計算沒有任何關(guān)聯(lián)，隨機(jī)數(shù)的變化導(dǎo)致計算結(jié)果變化足夠離散），那么就能夠?qū)崿F(xiàn)出塊節(jié)點的隨機(jī)化。

舉個簡單的例子，如果算法得到的哈希值總是在0-10000之間，而算法要求得到的（哈希值）小于1，一臺機(jī)器如果一秒鐘能夠計算一次,那么平均計算一萬次，就有一次值可能小于1；或者反過來說，每次計算，有萬分之一的機(jī)會小于1. 如果有一萬臺節(jié)點同時在計算，那么每秒都有可能有一臺節(jié)點得到符合條件的結(jié)果，得到符合條件結(jié)果的節(jié)點就是出塊成功。而每一秒，得到結(jié)果的機(jī)器都可能不一樣。這樣就獲得了足夠隨機(jī)的結(jié)果。

POS

Proof-Of-Stake，權(quán)益證明機(jī)制。

PoW機(jī)制很好用，但是有個問題，軍備競賽后，太耗電了，都是做些無意義的計算，除了這個結(jié)果和到達(dá)時間之外，還有什么可信的數(shù)據(jù)作為隨機(jī)值的呢？有想到一個新的點子，每個人存在賬號里的幣的數(shù)量是不一樣的么，是不是可以用來作為一種隨機(jī)數(shù)呢？

想想也可以啊，每一次出塊的時候，出塊節(jié)點（賬號）里誰的幣最多，就認(rèn)誰的。但這樣有個問題：幣最多的豈不是一直在出塊？