最近經常看到或聽到區塊鏈和比特幣的關鍵詞，但是對于像我這中菜鳥級別的如何簡單通俗的理解區塊鏈呢？

　　1.區塊鏈的舉例

　　區塊鏈的本質是一個分布式的公共賬本，任何人都可對這個賬本進行核查，但不存在單一的用戶可以對它控制。在區塊鏈系統中的參與者共同維持賬本的更新：它只能按照嚴格的規則和共識進行修改。

　　舉例：如果A借了B 100塊錢，這個時候，A在人群中大喊“我是A，我借給了B 100塊錢！”，B也在人群中大喊“我是B，A借給了我100塊！”此時路人甲乙丙丁都聽到了這些消息，因此所有人都在心中默默記下了“A借給了B100塊錢”。這個系統中不需要銀行，也不需要借貸協議和收據，嚴格來說，甚至不需要人與人長久的信任關系（比如B突然又改口說“我不欠A錢！”，這個時候人民群眾就會站出來說“不對，我的小本本上記錄了你某天借了A100塊錢！”）。

　　這是一個去中心化的系統，整個系統中沒有了權威的中心化代理，信息的可信度和準確性便會面臨問題。

　　可能你已經發現了，在上述的模型中，所謂的“100塊錢”已經不重要了。換句話說，任何東西都可以在這個模型中交換，甚至你可以憑空杜撰一個東西，只要大家承認，你就可以讓你杜撰的東西流通。比如：我在人群中高喊一聲“我創造了10個查克拉！”，我甚至不需要知道查克拉是什么，也不需要關心世界上是不是真的有查克拉，只要大家都聽到，然后在自己的小本本上記下“LaiW3n有10個查克拉”，于是我就真的有100個查克拉了。從此以后，我便可以聲稱我給了某人1個查克拉，只要路人甲乙丙丁都收到并且承認了這一信息，那我就算完成了這次交易，哪怕世界上沒有查克拉。又比如：“比特幣”，區塊鏈是比特幣的底層技術，真正的區塊鏈和比特幣比上述的模型復雜太多，細節也豐富太多。

　　但是存在以下問題：

　　假設過了很長一段時間，憑空創造的查克拉已經在這個系統中流通了起來，大家都開始認可了查克拉。但是這個系統中一共就只有10個查克拉，于是有人動了壞心思，他在人群中高呼“我有10個查克拉！”怎么辦？大家是直接在本本上記下他有10個查克拉么，這樣不是人人都可以偽造查克拉了么？

　　為了防止這種現象發生，決定在我創造查克拉的時候給我的查克拉打上標記（更準確地說，我是給我喊的那句“我創造了10個查克拉”打上標記，比如標記為001），這樣以后在每一筆交易的時候，我在高喊“我給了某某1個查克拉！”的時候，會附加上額外的一句話：“這1個查克拉的來源是記為001的那條記錄，我的這句話標記為002！”。我們再抽象一點，某人喊話的內容的格式就變成了：“這句話編號xxx，上一句話的編號是yyy，我給了某某1個查克拉！”，這樣就解決了偽造的問題。其實上述模型就變成一個簡化的中本聰第一版比特幣區塊鏈協議。

　　看到這里基本已經能夠生動形象又不涉及任何細節地解釋區塊鏈了。但是任然存在以下疑問：

　　“憑啥？”

　　“憑啥你喊一句話我就幫你記？我的小本本不要錢么？”。為了激勵大家幫我傳話和記賬，我決定給第一個聽到我喊話并且記錄在小本本上的人一些獎勵：第一個聽到我喊話并記錄下來的人，你就憑空得到了1個查克拉，這個查克拉是整個系統對你幸苦記賬的報酬，而你記錄了這句話之后，要馬上告訴其它人你已經記錄好了，讓別人放棄繼續記錄這句話，并給你自己的記錄編號讓別人有據可查，然后你再把我的話加上你的記錄編號一起喊出來，供下一個人記賬。

　　當這個規則定下以后，這個系統中一定會出現一批人，他們開始豎著耳朵監聽周圍發出

　　的聲音，以搶占第一個記賬的權利。比如概念 “比特幣挖礦”。畢竟1比特幣=1K-nK美元。

　　比特幣挖礦機，就是用于賺取比特幣的電腦，這類電腦一般有專業的挖礦芯片，

　　多采用燒顯卡的方式工作，耗電量較大。用戶用個人計算機下載軟件然后運行特定算法，

　　與遠方服務器通訊后可得到相應比特幣，是獲取比特幣的方式之一。

　　“聽誰的？”

　　在這個系統中，如果我和另一個人C幾乎同時地喊出一句：“為了艾澤拉斯！”。由于聽眾所處的位置不同，一定會有人先聽到我說的那句話，而另外一些人則先聽到C的那句話，如果我們規定只能有一個人說出這句話，那到底這句話是誰說的？

　　如果不加任何條件，那么上述的情況一定會這樣發展：一部分人認為這句話是我說的，在聽到這句話之后開始記賬，之后他們所做的所有事情都是基于這個事實，并且隨著這個信息一次次的傳下去，這條信息鏈會越來越深；而另外一群認為是C先說這句話的人，也會按照這樣的趨勢發展。這樣，原本是一條唯一的信息鏈，在我們喊出“為了艾澤拉斯”這句話之后，分叉了？

　　這會導致怎樣的情況呢？按照我們的設想，應該每個人的小本本上記錄的東西都是一樣的，都是一條可以把所有信息串聯起來的鏈條。但是在這一刻，他們小本本上記錄的東西不一樣了？以后還怎么確定交易和信息的真實性？

　　為了解決這個問題，又追加了新的規則，增加記錄編碼的難度，即比特幣挖礦難度，保證記錄的唯一性（保證節點之間的同步）。”不知道用唯一性是否準確？

　　2.區塊鏈的應用

　　區塊鏈幾乎可以應用到任何領域，在金融、物流、公共服務等領域都有大量案例。中國央行早在2016年就表態支持區塊鏈。2016年11月，中國政府正式把區塊鏈列入十三五規劃綱要中。　　比如貴州超過3000億的脫貧脫貧攻堅基金，要通過300多個單位的運作，惠及493萬貧困人口，如何確保扶貧資金募款，投資，使用管理等環節正確運作呢？區塊鏈具有多方共識，交易溯源，不可篡改等技術特點，使它在確保信息可信、安全、可追溯等方面具有傳統技術不可比擬的優勢。以城市為單位，第一個發布區塊鏈白皮書的就是貴陽市。

　　如果仔細觀察，我們會發現馬云最近兩年在公共場所提及最多的概念便是信用體系。互聯網在未來不會是創業主體，而是像空氣一樣成為我們生活的一部分。

　　螞蟻金融便是馬云最為看重的業務體系，在馬云的構想下，未來人們的生活將無現金，并可以用信用兌換商品。這一實現，十分需要一種革命性的信用機制。這一機制在2016年的支付寶App里已經悄然 上線---螞蟻區塊鏈

　　3.從技術角度簡單理解區塊鏈

　　（1）區塊鏈的本質

　　區塊鏈是一種特殊的分布式數據庫。

　　首先，區塊鏈的主要作用是儲存信息。任何需要保存的信息，都可以寫入區塊鏈，也可以從里面讀取，所以它是數據庫。

　　其次，任何人都可以架設服務器，加入區塊鏈網絡，成為一個節點。區塊鏈的世界里面，沒有中心節點（去中心化），每個節點都是平等的，都保存著整個數據庫。你可以向任何一個節點，寫入/讀取數據，因為所有節點最后都會同步，保證區塊鏈一致。

　　（2）區塊鏈的最大特點

　　區塊鏈沒有管理員，它是徹底無中心的。其他的數據庫都有管理員，但是區塊鏈沒有。如果有人想對區塊鏈添加審核，也實現不了，因為它的設計目標就是防止出現居于中心地位的管理當局。

　　沒有了管理員，人人都可以往里面寫入數據，怎么才能保證數據是可信的呢，這就是區塊鏈奇妙的地方。

　　（3）區塊

　　區塊鏈由一個個相連的區塊（block）組成。區塊很像數據庫的記錄，每次寫入數據，就是創建一個區塊。

　　每個區塊包含兩個部分：

　　區塊頭（Head）：記錄當前區塊的元信息

　　區塊體（Body）：實際數據

　　區塊頭包含了當前區塊的多項元信息

　　生成時間

　　實際數據（即區塊體）的 Hash

　　上一個區塊的 Hash

　　。。.。。.

　　Hash 就是計算機可以對任意內容，計算出一個長度相同的特征值。區塊鏈的 Hash 長度是256位，不管原始內容是什么，最后都會計算出一個256位的二進制數字。而且可以保證，只要原始內容不同，對應的 Hash 一定是不同的。

　　舉例來說，字符串123的 Hash 是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0（十六進制），轉成二進制就是256位，而且只有123能得到這個 Hash。

　　（4）Hash 的不可修改性

　　區塊與 Hash 是一一對應的，每個區塊的 Hash 都是針對”區塊頭”（Head）計算的。

　　Hash = SHA256（區塊頭）

　　區塊頭包含很多內容（包括上一個區塊的Hash、當前區塊體的Hash等，見上圖）。這意味著，如果當前區塊的內容變了，或者上一個區塊的 Hash 變了，一定會引起當前區塊的 Hash 改變。

　　如果有人修改了一個區塊，該區塊的 Hash 就變了。為了讓后面的區塊還能連到它，必須同時修改后面所有的區塊，否則被改掉的區塊就脫離區塊鏈了。Hash 的計算很耗時，同時修改多個區塊幾乎不可能發生，除非有人掌握了全網51%以上的計算能力。

　　正是通過這種聯動機制，區塊鏈保證了自身的可靠性，數據一旦寫入，就無法被篡改。這就像歷史一樣，發生了就是發生了，從此再無法改變。

　　（5）采礦

　　由于必須保證節點之間的同步，所以新區塊的添加速度不能太快。試想一下，你剛剛同步了一個區塊，準備基于它生成下一個區塊，但這時別的節點又有新區塊生成，你不得不放棄做了一半的計算，再次去同步。因為每個區塊的后面，只能跟著一個區塊，你永遠只能在最新區塊的后面，生成下一個區塊。所以，你別無選擇，一聽到信號，就必須立刻同步。

　　所以，區塊鏈的發明者故意讓添加新區塊，變得很困難。他的設計是，平均每10分鐘，全網才能生成一個新區塊，一小時也就六個。

　　這種產出速度不是通過命令達成的，而是故意設置了海量的計算。也就是說，只有通過極其大量的計算，才能得到當前區塊的有效 Hash，從而把新區塊添加到區塊鏈。由于計算量太大，所以快不起來。

　　這個過程就叫做采礦（mining），因為計算有效 Hash 的難度，好比在全世界的沙子里面，找到一粒符合條件的沙子。計算 Hash 的機器就叫做礦機，操作礦機的人就叫做礦工。

　　（6）難度系數

　　你可能會有一個疑問，人們都說采礦很難，可是采礦不就是用計算機算出一個 Hash 嗎，這正是計算機的強項啊，怎么會變得很難，遲遲算不出來呢？（比特幣挖礦機，就是用于賺取比特幣的電腦，一般有專業的挖礦芯片，多采用燒顯卡的方式工作）

　　原來不是任意一個 Hash 都可以，只有滿足條件的 Hash 才會被區塊鏈接受。這個條件特別苛刻，使得絕大部分 Hash 都不滿足要求，必須重算。

　　區塊頭包含一個難度系數（difficulty）這個值決定了計算 Hash 的難度。舉例來說，第100000個區塊的難度系數是 14484.16236122。

　　區塊鏈協議規定，使用一個常量除以難度系數，可以得到目標值（target）。顯然，難度系數越大，目標值就越小。

　　Hash 的有效性跟目標值密切相關，只有小于目標值的 Hash 才是有效的，否則 Hash 無效，必須重算。由于目標值非常小，Hash 小于該值的機會極其渺茫，可能計算10億次，才算中一次。這就是采礦如此之慢的根本原因。

　　區塊頭里面還有一個 Nonce 值，記錄了 Hash 重算的次數。第 100000 個區塊的 Nonce 值是 274148111，即計算了 2.74 億次，才得到了一個有效的 Hash，該區塊才能加入區塊鏈。

　　（7）難度系數的動態調節

　　就算采礦很難，但也沒法保證，正好十分鐘產出一個區塊，有時一分鐘就算出來了，有時幾個小時可能也沒結果。總體來看，隨著硬件設備的提升，以及礦機的數量增長，計算速度一定會越來越快。

　　為了將產出速率恒定在十分鐘，區塊鏈發明者還設計了難度系數的動態調節機制。他規定，難度系數每兩周（2016個區塊）調整一次。如果這兩周里面，區塊的平均生成速度是9分鐘，就意味著比法定速度快了10%，因此難度系數就要調高10%；如果平均生成速度是11分鐘，就意味著比法定速度慢了10%，因此難度系數就要調低10%。

　　難度系數越調越高（目標值越來越小），導致了采礦越來越難。

　　（8）區塊鏈的分叉

　　即使區塊鏈是可靠的，現在還有一個問題沒有解決：如果兩個人同時向區塊鏈寫入數據，也就是說，同時有兩個區塊加入，因為它們都連著前一個區塊，就形成了分叉。這時應該采納哪一個區塊呢？

　　現在的規則是，新節點總是采用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉，將看哪個分支在分叉點后面，先達到6個新區塊（稱為”六次確認”）。按照10分鐘一個區塊計算，一小時就可以確認。　　現在的規則是，新節點總是采用最長的那條區塊鏈。如果區塊鏈有分叉，將看哪個分支在分叉點后面，先達到6個新區塊（稱為”六次確認”）。按照10分鐘一個區塊計算，一小時就可以確認。

　　為了保證數據的可靠性，區塊鏈也有自己的代價。一是效率，數據寫入區塊鏈，最少要等待十分鐘，所有節點都同步數據，則需要更多的時間；二是能耗，區塊的生成需要礦工進行無數無意義的計算，這是非常耗費能源的。