区块链技术公共账本

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摘要： 区块链就是一种特殊的、去中心化的“公共账本”技术，它解决了传统账本在信任、安全和透明度方面的核心痛点，第一部分：什么是“公共账本”？“账本”是记录交易或事件的记录本，“公共账本”意...

区块链就是一种特殊的、去中心化的“公共账本”技术，它解决了传统账本在信任、安全和透明度方面的核心痛点。

第一部分：什么是“公共账本”？

“账本”是记录交易或事件的记录本。“公共账本”意味着这个账本不是由某一个机构或个人独占的，而是公开的、对所有人可见的。

想象一下：

传统账本 (银行账户)： 你的银行账户记录只存在于银行的数据库里，只有你和银行能查看和修改（在规则允许下），银行是中心化的权威，它说你的账户有多少钱就是多少钱，你信任银行，但你也必须承担银行可能出错、被黑客攻击或倒闭的风险。
公共账本 (区块链)： 想象一个巨大的、在互联网上公开的电子表格，每一页代表一个“区块”，里面记录了很多笔交易，这一页会链接到前一页，形成一本“链”式的账本。网络中的每一个参与者（全节点）都拥有这个完整账本的副本。

公共账本的核心特征：

区块链技术就是实现这种“公共账本”的具体技术方案，它通过一系列精巧的设计，确保了公共账本的安全、不可篡改和可追溯。

我们可以把它拆解成几个关键点来理解：

区块： 账本中的一页，它包含了三样东西：
1. 多笔交易数据： A转给B 1个比特币”。
2. 前一个区块的哈希值： 这相当于一个“指纹”或“数字指纹”，唯一地指向前一个区块，这是链接成“链”的关键。
3. 时间戳： 记录了该区块被创建的时间。
链：每个区块都通过其包含的“前一个区块的哈希值”像链条一样连接起来，这种结构使得整个账本形成一个连续、不可分割的整体。

打个比方： 想象一串火车车厢（区块），每个车厢都连着前一节车厢（哈希值链接），你不能只从中间一节车厢下手去修改，因为你必须同时修改它之后所有的车厢，并且要伪造一个与前一节车厢完全匹配的连接（哈希值），这在计算上是几乎不可能的。

哈希函数是区块链的基石,它能把任意长度的数据转换成一个固定长度的、独一无二的字符串（哈希值），就像身份证号一样。

特性：
- 单向性： 可以轻易地从数据算出哈希值，但无法从哈希值反推出原始数据。
- 抗碰撞性： 几乎不可能找到两个不同的数据，它们的哈希值是相同的。
- 雪崩效应： 原始数据哪怕只修改一个微小的字符（比如一个标点），算出的哈希值也会面目全非。

作用：

链接区块： 如上所述，每个区块都包含前一个区块的哈希值，形成链条。
确保数据完整性： 任何人想篡改一个区块里的交易数据，都会导致该区块的哈希值发生改变，这会使得它与后一个区块里存储的“前一个区块的哈希值”不匹配，整个链条就会断裂，篡改行为会立刻被网络中的其他节点发现。

既然是公共账本,网络中可能有成千上万的参与者，如何确保大家对新加入的区块达成一致，而不是有人乱写一气？这就需要“共识机制”。

常见的共识机制有：

工作量证明： 这是最早由比特币使用的机制，简单说，谁算得快，谁就有权记账”，网络中的“矿工”们互相竞争，去解决一个极其复杂的数学难题，第一个解出来的矿工，就可以将新的交易打包成区块，并得到一定的奖励（比如比特币），这个过程需要消耗大量的计算电力和硬件，使得攻击者想要控制网络（进行“51%攻击”）的成本高到天文数字，从而保证了网络的安全。
权益证明： 为了解决PoW能源消耗大的问题，PoS应运而生，它不再比拼“算力”，而是比拼“权益”，你持有的加密货币数量（即“权益”）越多，你被选为“验证者”并获得记账奖励的概率就越大，这种方式更节能，效率也更高。

这是区块链技术（尤其是以太坊之后）的一大飞跃，智能合约是部署在区块链上的、自动执行的计算机程序。

工作原理： 它像一个“自动售货机”，当预设的条件被满足时，合约会自动执行约定的操作，无需任何第三方干预。
例子： 保险理赔，可以设置一个智能合约：“如果气象局的数据显示某地在今天下午3点后降雨量超过50毫米，则自动向所有投保人支付10元理赔款。”一旦条件触发，理赔款会自动打到你的账户，无需你提交申请，也无需保险公司审核。