区块链(blockchain)究竟是个什么技术？为什么会成为热点技术？它又解决了什么问题？
区块链技术的革命性
说区块链必然要谈比特币，比特币是一种数字货币，有以下几个特性。
- 去中心化。 意味着没有中心服务器，不受某个人的控制。
- 数据防篡改。 所有交易记录全量保存，并公开给所有人，而且还被加密和校验。
- 固定的发行量。 不会出现类似于乱印钞票的现象。
这些东西加在一起，就会使得那些想作弊的人很难作恶。
简单来说，相信区块链的人都相信，可以通过区块链技术来改变整个社会的组织形成–不再需要银行、中介、电商平台等中间机构，人们可以通过一个不受任何人控制和操作的 P2P 金融系统，进行完全自由和可信的交易。
去中心化记账
传统中心化
假设有一个村落有百户居民，其中有一个德高望重的村长。村民们都把钱存到村长家，村长负责记账。如张三用 1000 买了李四家的牛，那么村长就把张三名下的存款减去 1000，李四家加上 1000。类似于银行存取款的操作，这种就是传统中心化的操作方式。
去中心化
去中心化的比特币交易流程如下。
- 首先需要交易用户把交易传到网络上。
- 然后网络上有些机器叫做记账结点，它们通过比拼计算力的方式竞争记账权。也叫”挖矿“。
- 获得记账权的结点后，会把待记账的交易进行计算打包，并向全网广播。收到新的记账包的结点会对其进行验证，验证通过后加入自己的区块。
德高望重的村长因为操劳过度归西去了。儿子狗蛋上任了，但是他粗心大意经常算错账，幸好村民们都有自己的小本本记着账。突然有一天狗蛋老婆偷偷给她七大姑八大姨加了好多钱，事情暴露后村民十分不满向狗蛋讨说法，现场一片混乱。
这个时候村民 中本聪 站出来了，他说我设计了一套系统，不依赖任何人记账。
公开记账
中本聪说我的系统稍微有一点麻烦。需要干以下几件事。
- 每家每户发一个信鸽。就是 P2P 点对点的分布式网络。
- 每家每户发一个印章和一个扫描器。扫描器可以识别他人的交易是否真实有效。印章用于标识自己的身份代号。
- 每家每户都参与记账，不过不再记余额，而是记交易本身的内容。及记每一笔交易的付款人、收款人和付款金额。(Transaction)
因为记录的每一笔交易都是有序产生的，所以为了保证大家的账本是一致的，增加一个广播机制。
创建创世区块
创世区块是全村生成公开账本的第一笔交易的第一个信封。
于是中本聪说我先生成第一个 Transaction，这个交易的付款人为空，收款人是村长，付款金额是 100W(全村的总资产)。
做好第一个信封以后，让村里所有人都复印一份。这个步骤也叫做同步区块，也就是全网都拿到这个信封，以及信封里的 Transaction。
交易
现在有了创世纪区块，假设张三在村长那存款余额为 10W，那么交易单就应该把 100W 分成两部分，一部分是 10W，一收款人是张三；另外 90W 是村长自己，这样就做成了一个 Transaction。
打包 Transaction (挖矿)
现在有了 Transaction，但是还需要用信封把 Transaction 装起来，这个信封就是区块链中的”区块“，这个封装过程就是”打包交易。“
之所以要封装起来是为了让打包交易的人能在信封上署名，并且装配交易标号(区块 ID)，方便后续村民查询。
谁来打包呢？这个时候中本聪又说，随着咱村人口的增长，未来 100W 肯定不够，暂定 150W，多出来的这 50W，就当奖励那些装信封的人了，当然也不能给多，谁装一次给 2 个币。
但是你要想获得这个装信封的权利，得做一道难题，谁先把这个题做出来谁就给这笔 Transaction 装到信封里并且盖上自己的印章。
但是挖矿(做题)需要大规模的计算来找到一个符合系统要求的区块 ID。要找到符合条件的区块 ID 只能通过暴力穷举的方式，所以要付出大量系统计算和电力。
广播交易
广播是为了让全村都知道你这一刻产生了一个 Transaction，或者是装好了一个信封。
收到通知后，村民可以先验证信封上难题的答案是否正确，接着验里面的每一笔交易，最后还要验信封背面的内容，及上一个信封的摘要是否正确。因为上一个信封大家都已经确认过。所以可以有效的防止伪造作假。这就是区块链。
区块链
区块链中包含着一个个的区块，每个区块中记录者一组交易信息，然后每个区块也都会有一个 ID(或地址)，这些区块通过记录前一个区块的 ID 来形成一条链。
每个 ID 都是通过其内容生成的，只要内容有一丁点的变化这个 ID 就会完全不一样。
而且这个 ID 的内容中还包含上一个块的 ID，于是只要上一个块的内容变了，其(当前) ID 也要跟着变(不然就不合法了)。那么后一个区块的 ID 也要重新计算变成另一个，这样就会形成一个连锁效应，一个区块被改，后续的都得跟着改，提高了修改(伪造)成本。
共识机制
共识机制是区块链的核心组成要素之一。它决定了区块链的业务吞吐量、交易速度、不可篡改性、准入门槛等。
共识机制主要解决了两个问题。
- 谁有权利。
- 作弊问题。
在上文中心化记账中，采用分布式方式记账，所以大家面临的最大的问题就是谁有权利记账，以谁的记账数据为准，其次是如何避免记账者作弊。
以谁的数据为准？ 任何结点都可以修改自己所下载的账本，也就是说任何人都可以伪造账本。那么谁的账本才是对的？在去中心化的网络下，我们只能认为大多数人的账本数据是对的。因为在没有服务器的去中心化网络下，所谓的真理不过是大多数人认可同意的东西。所以只要控制了一半以上的结点，让这”大多数人“伪造同一份账本，那么就相当于整个账本被修改过来了。
所谓大多数人？ 在互联网的世界里，我们可以使用程序模拟出无穷多个“人”出来，根本分不清是人还是狗。
如何避免中心化风险？ 比如李四在第一次记账时篡改了部分数据，第二次还是他记账，还继续篡改，这样是很有可能形成假账的。
为了解决这些问题，比特币使用了 Proof Of Work 工作量证明机制，也就是”挖矿“
PoW 工作量证明
在 PoW (Proof Of Work)机制中，计算资源(算力)是决定记账权的唯一因素，与之对应的，便是计算难度。
计算难度是区块链为了控制答案产生的速度。
通过提升计算难度来”极度消耗计算力“这种方式来提高成本，从而有效控制以下几个问题。
- 修改变得几乎不可能 如果生成一个区块需要大量的且长时间的计算力，比如世界上最好的电脑集群下 10 分钟才能打包好一个 Transaction。那么当我们去修改数据内容的时候，其过程也是一样的。前面也有说过，篡改一个区块，就要修改后面所有的块。
- 能掌握 51%算力的人变得几乎不可能 除了伪造一个链的成本很高，还要控制大多数人的算力，这意味着需要巨额的资金支出，两个难度加起来，几乎不太可能。
- 解决分歧 一方面，大量的算力计算出答案，也就是区块 ID，已经有效降低了大家有意见冲突的可能。另一方面，就算出现了合法冲突的区块(如分支、分叉)。也就是多个合法的账本 而因为挖矿的成本太高，导致同时跟进多个账本是不可能的，所以矿工们只能赌跟其中一个。大多数人选择的那个分支的链越多，另一个也就作废了。
解决双花攻击
双花攻击是指一个币被花费了两次。这在任意的区块链系统中是不被允许的。
所有的记账结点都会遵循一下两个规则。
- 一个币如果已经被花费，就会标为已花费，如果再次接收到这个币的花费请求，那么记账结点就会拒绝打包这次交易。
- 如果同时接收到了两个信封，这两个信封中装的两笔交易出现了一个币被花费了两次的情况，也就是分叉 那么一般会选择挖矿难度比较大的那个信封。
规则一避免未确认的交易出现双花，规则二避免已确认的交易出现双花，及上文中说到的解决分歧。
以上。