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1.通俗地说什么是区块链？
最近，我更新了八篇分布式文章。 准备写第九篇的时候，发现跟区块链的关系非常密切，所以先写一篇区块链的科普文章吧。
紫霞仙子：听说你最近在学区块链，说说吧~
1.通俗地说什么是区块链？
1.我是至尊宝，我爱紫霞仙子你，此时此地，我对你紫霞说：至尊宝爱紫霞万年。
2.现在我把这句话写在纸上：
3. 但是如果我把这张纸交给紫霞你，你怕我反悔。 而如果我把这张纸给月老，恐怕月老会修改内容比特币图解，改成只爱你一年。
4、为了防止类似的事情发生，我把这些爱咒给师父、二师弟武能、三师弟武净、白龙马、牛魔王等人讲了一遍，他们都给我们记录了信息.
5、现在这个信息是安全的，我不能否认，我会爱你一万年。
6.为了感谢他们帮忙记录资料，我给他们每人发了一个红包。
7. 而帮我们记录的，就叫做节点。
8、至尊宝艾紫霞万年+时间+地点的文字打包形成一个信息包，是区块链中的一个区块。 并且多个区块连接在一起形成区块链。
9. 去中心化意味着月老不需要统一记录这些信息。
10.新婚那天，答应了紫霞的三个条件，还需要再录一次，而师弟都很忙，不想浪费时间录，所以决定择人帮助大家记录这些信息。
12.选择谁录制，会不会不安全？ 那我们来一道算术题，谁能算出来就记录下来，我给记录的人一个大红包，就是比特币。 做数学被称为工作量证明。
13. 而记录的人就叫矿工。 矿工们不断地计算和争夺记录信息的权利。 获取信息记录奖励。
2、什么是区块链？
区块链的英文为Block Chain，其技术的产生和发展与比特币有着千丝万缕的联系。
3、为什么会有区块链？
区块链解决了以下两个问题：
交易确认和资金清算问题
现实世界中的各种经济活动都涉及到资金结算，除了直接的现金交易外，交易双方还需要进行以下步骤：
但由于公民在多家开户机构开立账户，甚至是跨境开户，当事人的交易必须在开户机构之间清算。 严重影响了交易确认和资金清算的效率和成本。
中心化问题
传统的信用建立依赖于中央银行、商业银行、法院、经济警察等多个中心，但问题是成本太高。
而且，我们存的钱是被银行控制的。 如果银行倒闭，省下来的钱可能就没有意义了。
4. 什么是比特币？
下图总结了普通货币和比特币的区别：
5. 区块中包含什么？
一个区块链区块由两部分组成：区块头和区块体。
区块头：由前一个区块的哈希值、区块体的哈希值、一个4字节的随机数、时间戳等组成。固定80字节。
区块体：区块中包含的交易数据，第一笔交易是CoinBase交易，这是一种激励矿工的特殊交易。
6、区块链的特点是什么？去中心化
区块链不依赖中央处理节点，实现数据的分布式记录、存储和更新。
每个区块链节点必须遵循相同的规则，规则基于密码算法而不是信用，每次数据更新都需要网络中其他用户的认可，因此不需要第三方中介或信托机构背书.
在传统的中心化网络中，如果中心被攻击，整个系统就会被摧毁。
透明度
读写数据记录对所有网络节点都是透明的。 区块链采用开源程序，公开规则，参与度高，全网可审核可追溯。
开放性
除了加密的隐私信息外，区块链数据对所有人开放（特殊区块链系统除外）。
任何人都可以通过公共接口查询记录。
自治
整个系统可以自由安全地交换数据、记录数据、更新数据。
信息不可篡改
一旦信息被验证并添加到区块链，它就会永久存储并且不能更改。
除非可以同时控制系统中超过 51% 的节点，否则对单个节点上的数据库的修改是无效的。
匿名
交易双方均以匿名方式进行，无需通过公开身份来获取对方的信任。
7、什么是挖矿？
以及如何开采比特币？ 这涉及工作证明。
8. 什么是工作量证明？
工作量证明的英文是Proof of Work，简称PoW。
现实生活中也有工作量证明的说法：比如大学的学位证、毕业证证明你在大学期间通过4年的努力已经完成了相关课程，更何况你还拿到了工作量证明。证书不用努力，汗。
换句话说，工作量证明就是证明你通过指定的结果完成了一定的工作量。 在区块链中，这项工作就是哈希运算。
区块链中的节点通过哈希运算得到合格的哈希值来证明工作量。 而这个过程就是一个随机数搜索过程，俗称挖矿。
找到满足条件的随机数的方法是不断随机尝试，直到找到有效数字。 而这个随机数是由N个前导零组成的，零的个数取决于网络的难度值。 例如，以下随机数由四个前导零组成。
0000ec5927ba10ea45a6822dcc205050ae74ae1ad2d9d41e978e1ec9762dc404
工作量证明的三要素如图所示：
输入：一个固定长度为 80 字节的区块头。
算法：双重 SHA 256 散列。 即对SHA256哈希运算的结果进行哈希运算。
条件：计算出的哈希值只有小于目标值才有效，否则无效，必须重新计算。
9. 区块链是如何运作的？
计算出符合条件的哈希值后，如何处理呢？
矿工将这个哈希值的信息广播给集群中的所有其他节点，其他节点对其进行验证。 验证通过后，将前一个矿工的区块添加到自己的区块链中，最终形成一条区块链。 详细步骤如下：
1. 节点向全网广播新的数据记录。
2. 接收节点检查接收到的数据记录信息的有效性比特币图解，如果有效，该数据记录将被包含在一个块中。
3. 接收节点对区块执行共识算法。
4. 达成共识后，将该区块纳入节点的区块中进行扩容。
最终形成的区块链如下图所示：
10.如何攻击区块链？
哈希值的计算完全取决于硬件的计算能力。 算力越强，计算出哈希值的概率越高，时间越短。
也就是说，如果坏人拥有51%的算力，他就可以发起51%的攻击，比如双花攻击（Double Spending）。 也就是说，同样的钱被花了两次。
如果攻击者拥有更多的算力，他可以挖掘出一条原链更长的攻击链。 然后将攻击链广播到全网。 节点会按照约定接受更长的链，即接受攻击链，丢弃原链。 如下所示：
攻击链是红色的，比原链分支多一个块，被系统接受，称为有效链，原链被丢弃。
11. 区块链的缺点 区块链太大
随着区块链的不断发展，节点存储的区块链数据量会越来越大，存储和计算的负担也会越来越重。 例如在目前的比特币区块链中，完整的数据已经超过了60GB。 如果数据同步到比特币客户端，至少需要三天三夜。
数据确认时间过长
一笔比特币交易的确认时间约为10分钟，完成6次确认的时间为1小时。 等待 1 小时确认。
交易频率太低
比特币每秒最多处理 6.67 笔交易。 你是怎么计算的？
每笔交易约250字节，假设区块大小限制在1MB，可容纳的交易数据量为4000。每10分钟产生一个区块，每天可产生144个区块，144个* 4000 = 576000笔交易可以交易，然后除以每天的总秒数86400，即576000 / 864400 ≈ 6.67。
目前需要解决扩容问题才能突破这个瓶颈。
受现行制度的制约
目前，监管部门对这项新技术缺乏足够的认识和期望，法律和制度的建立可能滞后。 也缺乏必要的制度规范和法律保障，增加了题材久期的风险。
12. 区块链应用总结
本文从一个故事开始，深入浅出地解释区块链的概念，然后用11个核心问题来阐明人们在区块链中经常关心的问题。
这篇文章既是科普文章，也是原则文章。 对于原理性的问题，我会用图解的方式来解释，相信会更容易理解。
区块链与分销密切相关。 例如区块链中使用PoW算法和拜占庭容错，充分利用了分布式的特性。 学习区块链的过程也是学习分布式的过程。
作者简介：悟空，8年互联网一线开发和架构经验，用故事讲解分布式和架构设计。 《JVM性能优化实战》专栏作者开源了项目《Spring Cloud实战PassJava》，自主研发了PMP刷题小程序。 关注免费提问。
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