从“心”认识区块链
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1.1.1. 区块链：新技术诞生新概念
2008 年底中本聪在网络上发布区块链白皮书，正式提出了区块链的概 念，2009 年比特币系统上线标志着区块链技术正式投入应用。这一全新 的技术也诞生了一些全新的概念。
区块：一组数据的集合，包含区块头和区块主体两部分。每一个区块中 包含从上一区块生成起至今的网络中全部交易信息
矿工：网络中努力生成新区块的交易支持者。矿工以矿机的形式存在于 网络中，以自身强大的计算资源对区块生成提供支持。
挖矿：矿工通过一套算力竞争机制竞争权利并努力生成区块的过程。矿 工在挖矿成功的同时能过获得一定的报酬。
1.1.2. 各司其职，网络节点功能独立
在一个公有网络中分布着无数的计算机节点，这些节点看上去是一个独 立的个体，但节点担负的功能却不尽相同。以现有的比特币网络来分析， 区块链中节点主要包含四中功能：钱包功能、挖矿功能、存储功能、路 由功能。
钱包功能：发起交易请求；
挖矿功能：矿工生成区块添加到区块链；
存储功能：存储现有的完整区块链数据；
路由功能：通过自身节点将数据传递给更多节点的过程。
图 1 比特币网络节点承担复杂功能
节点不一定要包含上述四种功能的全部，但每一个节点都需要有路由功 能，以保证数据能够通过该节点传递到更多节点。
1.1.3. 理解区块链之“心”
通常，我们可以将区块链想象成一个去中心化的网络数据库（也叫分布 式网络数据库）。在这个数据库中，所有的节点都有添加数据区块的权 利，节点间通过一套共识机制达成协议由谁来生成数据区块。但区块只 能被添加，而不能被删除或修改。
图 2：区块内部结构设计精妙
区块链是由多个区块以链式结构保存形成。区块可以分为两部分：区块 头和区块主体。区块头则包含如下信息：
头哈希：标记区块
父哈希：指向链中上一区块的头哈希
Merkle 根：由本区块中所有交易信息生成的哈希值，用以验证信息是否 被篡改
难度：记录算力竞赛中数学题的难度，并且会动态调整使得区块生成时 间间隔保持在 10min 左右
1.1.4. 区块链结构类型丰富
区块链的本意是实现一种在完全公开、对等的网络条件下实现大规模协 作的工具。在现实中，还没有构建这样一套体系的条件，而根据现有的 可能的应用，区块链又衍生出了四种不同的结构类型：公有链、私有链、 联盟链、侧链。
私有链：中心化系统，由中心控制者指定参与人员，系统只对特定主体 内不开放（主要用于内部研发测试） ；
联盟链：多中心结构。参与主体、交易由联盟中成员事先确认，可用于 建立银行业区块链组织等；
目前，区块链技术应用最成熟的领域是比特币。这种数字货币发行七年 来一直保持着稳定的运行。通过对于比特币发行、和交易过程的观察， 也可以更直观的理解区块链的技术逻辑。
比特币交易的核心是矿工挖矿的过程。奖励合作机制的应用保障了系统 中工作矿工的数量以维持系统的正常运行。同时节点的共同参与维护和 认证则最大程度的保证了交易的可靠性和完整性。
2008 年底中本聪在网络上发布区块链白皮书，正式提出了区块链的概 念，2009 年比特币系统上线标志着区块链技术正式投入应用。这一全新 的技术也诞生了一些全新的概念。
区块：一组数据的集合，包含区块头和区块主体两部分。每一个区块中 包含从上一区块生成起至今的网络中全部交易信息
矿工：网络中努力生成新区块的交易支持者。矿工以矿机的形式存在于 网络中，以自身强大的计算资源对区块生成提供支持。
挖矿：矿工通过一套算力竞争机制竞争权利并努力生成区块的过程。矿 工在挖矿成功的同时能过获得一定的报酬。
P2P（Peer to Peer）网络：允许单个节点与其他节点直接交互的网络
1.1.2. 各司其职，网络节点功能独立
在一个公有网络中分布着无数的计算机节点，这些节点看上去是一个独 立的个体，但节点担负的功能却不尽相同。以现有的比特币网络来分析， 区块链中节点主要包含四中功能：钱包功能、挖矿功能、存储功能、路 由功能。
钱包功能：发起交易请求；
挖矿功能：矿工生成区块添加到区块链；
存储功能：存储现有的完整区块链数据；
路由功能：通过自身节点将数据传递给更多节点的过程。
图 1 比特币网络节点承担复杂功能
节点不一定要包含上述四种功能的全部，但每一个节点都需要有路由功 能，以保证数据能够通过该节点传递到更多节点。
1.1.3. 理解区块链之“心”
通常，我们可以将区块链想象成一个去中心化的网络数据库（也叫分布 式网络数据库）。在这个数据库中，所有的节点都有添加数据区块的权 利，节点间通过一套共识机制达成协议由谁来生成数据区块。但区块只 能被添加，而不能被删除或修改。
图 2：区块内部结构设计精妙
区块链是由多个区块以链式结构保存形成。区块可以分为两部分：区块 头和区块主体。区块头则包含如下信息：
头哈希：标记区块
父哈希：指向链中上一区块的头哈希
Merkle 根：由本区块中所有交易信息生成的哈希值，用以验证信息是否 被篡改
难度：记录算力竞赛中数学题的难度，并且会动态调整使得区块生成时 间间隔保持在 10min 左右
Nonce：本次算力竞赛的结果值，同时会用作下次算力竞赛的初始条件 区块主体则主要保存上一区块生成到本区块生成的这段时间内，网络中 全部的交易信息
1.1.4. 区块链结构类型丰富
区块链的本意是实现一种在完全公开、对等的网络条件下实现大规模协 作的工具。在现实中，还没有构建这样一套体系的条件，而根据现有的 可能的应用，区块链又衍生出了四种不同的结构类型：公有链、私有链、 联盟链、侧链。
私有链：中心化系统，由中心控制者指定参与人员，系统只对特定主体 内不开放（主要用于内部研发测试） ；
联盟链：多中心结构。参与主体、交易由联盟中成员事先确认，可用于 建立银行业区块链组织等；
公有链：全公开的区块结构，在网络中的每一节点权利均等，且可以与 网络中任意节点交互。
图 3：区块链私有链、联盟链、公有链形态多样
侧链：在主区块链之外的另一区块链，锚定与主区块链的一个节点，并 可以与主区块链进行一定的数据交互
图 4：区块链侧链结构
1.1.5. 通过比特币交易理解区块链
图 3：区块链私有链、联盟链、公有链形态多样
侧链：在主区块链之外的另一区块链，锚定与主区块链的一个节点，并 可以与主区块链进行一定的数据交互
图 4：区块链侧链结构
1.1.5. 通过比特币交易理解区块链
目前，区块链技术应用最成熟的领域是比特币。这种数字货币发行七年 来一直保持着稳定的运行。通过对于比特币发行、和交易过程的观察， 也可以更直观的理解区块链的技术逻辑。
比特币交易的核心是矿工挖矿的过程。奖励合作机制的应用保障了系统 中工作矿工的数量以维持系统的正常运行。同时节点的共同参与维护和 认证则最大程度的保证了交易的可靠性和完整性。
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