了解比特币和区块链的原理

比特币，一种特殊的加密货币。

区块链是比特币的技术实现。

比特币是区块链的最佳应用。

因为比特币的出现，人们注意到了它背后优秀的区块链技术，如今区块链的辉煌。

那么比特币到底是什么？

我们将从分类帐开始。常规账本记录每一笔交易，而交易是货币最重要的行为，而货币是我们每个人在这个社会中生存的基础。

目前我们使用的货币比特币的赚钱原理，如美元、人民币、日元等，都是我们信任的中心化机构发行的法定货币（如政府、银行），并为我们每个人记录。然而账户……正是因为信任，才往往容易被消费和背叛。

比如银行职员篡改交易记录，比如银行倒闭，比如增发货币；

虽然很少见，但确实会发生：特朗普增发2.2万亿，拜登疯狂印制1.9万亿，最终买单的是持有货币的普通民众.

有没有一种货币，既可以为我们记账，又可以摆脱中央机构的束缚，可以绝对信任？这就是比特币被创造出来的初衷。

在比特币的世界里，每个人都有一个可以无限记录的大账本。这个账本详细记录了比特币世界中每个人的每一笔交易，所有的交易记录都是公开的，可以随时随地供我们查阅。

账本如下图，内容很简单：交易号、付款人、收款人、金额。

这个数额的单位不是美元，也不是人民币，也不是世界上任何一种法定货币，无论在世界什么地方，都是以比特为单位的数字货币。

那么问题来了，既然是数字货币，那么交易数据必然存在于网络或数据库中，那么万一黑客攻击篡改交易记录呢？比特币如何防止交易记录被篡改？

首先，我们需要了解一个密码学知识，哈希函数。

哈希函数的作用：

如下图所示，使用SHA256函数将任意长度的字符串转换成定长输出，输出的值称为哈希值。

可以看到上面的例子，西游记和西游记1，只有1的区别，但是结果却完全不同但是长度hash值相同。

同样的，即使是整本西游记作为输入，依然是另外一串完全不同但长度相同的hash值。

哈希函数的最大特点：

不同的输入，得到不同的输出。

很难找到两个不同的输入产生相同的输出哈希。

给定输出的哈希值，很难找到对应的输入。

当然，无限数据对应一个固定长度的hash值，所以肯定有两个不同的字符串输入，会得到相同的hash值输出。

但这只是理论上的，实际上要找到两个输出相同的字符串，除了穷举之外别无他法，而且需要无穷无尽的时间（对于SHA256哈希算法的深层原理以及多少输出情况有兴趣的朋友可以百度）。就算以后有超强算力的电脑，也没问题比特币的赚钱原理，只要把输出长度增加一点就好了。

我们说比特币的技术实现是区块链，那么区块链是什么？

首先我们需要了解什么是块。

我们可以把区块理解为一个excel文件，它记录了一段时间内（比如10分钟）内的所有交易，也就是说每10分钟就会产生这样一个记录交易数据的excel。 随着时间的推移，交易量不断增加，最终得到很多excel文件，也就是很多块。

区块通过链一一连接的最终形式是区块链。

这条链到底是什么？让我们看一下下面的区块链示例：

从上图中，我们可以看出区块链具有以下特点：

第一个区块没有区块头（我们称之为创世区块）

每个区块由一个区块头和属于该区块的交易记录组成

区块哈希值=区块头+交易记录组合进行哈希运算

下一个区块的区块头记录前一个区块的哈希值

以上特性是区块链防止交易记录被篡改的原因之一。

结合我们上面提到的哈希值的特性，当区块链形成时，如果我们想要篡改任何一个区块的交易记录，就意味着哈希函数的输入字符。如果字符串发生变化，那么会得到一个完全不同的哈希值输出，这将导致该区块的哈希值与后续区块的区块头中记录的哈希值不一致。最终发现它被篡改了。

当然，我们可以同时修改下一个区块的区块头中的哈希值，但这会导致新的区块头和交易记录的哈希值在下一个区块的区块头中哈希值不一致，最终发现被篡改。

即使我们可以同时修改所有后续区块中的数据，但只要我们记住最后一个区块的哈希值，可以说无论任何篡改都可以被篡改。找到。

以上都是我们正在讨论的块的所有示例。那么真正的方块到底长什么样子呢？

正如我们上面所说，在比特币的世界中，我们所有人都使用同一个分类帐，可以随时查阅。比特币提供了这样一个 API。

当然，我们也可以从各种区块链网站上查看，比如BLOCKCHAIN。让我们看看这里。

解释上图中每一列的含义：

Height：区块的高度，如684103，即区块链中的Block 684103。

Hash：对本区块的区块头和交易记录进行哈希运算的结果。

Mined：表示该块包含多少时间。

Size：块的大小

点击进入其中一个方块。

我们可以看到这个区块的详细信息，包括上面提到的区块的哈希值、区块中包含的交易数量等。