區塊鏈的機理

⑴ 區塊鏈技術概念

區塊鏈技術概念

區塊鏈技術概念，現如今，區塊鏈已經成為大部分人關注的領域，很多企業也早已深入其中研究該技術情況，但是還有人對於它不是很了解，下面我分享一篇關於區塊鏈技術概念的相關信息。

區塊鏈技術概念1

區塊鏈的基本概念和工作原理

1、基本概念

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法。

區塊鏈Blockchain、是比特幣的一個重要概念，它本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性防偽、和生成下一個區塊。

狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構， 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

2、工作原理

區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中，數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法；網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等；共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法；激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來，主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等；合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約，是區塊鏈可編程特性的基礎；應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中，基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。

區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題，因此它針對這個問題提出了四個技術創新：

1、分布式賬本，就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成，而且每一個節點都記錄的是完整的賬目，因此它們都可以參與監督交易合法性，同時也可以共同為其作證。

跟傳統的分布式存儲有所不同，區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面：一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據，傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的，依靠共識機制保證存儲的一致性，而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。 [8]

沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據，從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多，理論上講除非所有的節點被破壞，否則賬目就不會丟失，從而保證了賬目數據的安全性。

2、非對稱加密和授權技術，存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的，但是賬戶身份信息是高度加密的，只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到，從而保證了數據的安全和個人的隱私。

3、共識機制，就是所有記賬節點之間怎麼達成共識，去認定一個記錄的有效性，這既是認定的手段，也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制，適用於不同的應用場景，在效率和安全性之間取得平衡。

區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點，其中「少數服從多數」並不完全指節點個數，也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時，所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。以比特幣為例，採用的是工作量證明，只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下，才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候，這基本上不可能，從而杜絕了造假的可能.

4、智能合約，智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據，可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例，如果說每個人的信息包括醫療信息和風險發生的信息、都是真實可信的，那就很容易的在一些標准化的保險產品中，去進行自動化的理賠.

3、其它

互聯網交換的是信息，區塊鏈交換的是價值。人類歷史和互聯網歷史可以用八個字理解：分久必合合久必分，到了分久必合的時代，網路信息全部散在互聯網上面，大家要挖掘信息非常不容易，這時會出現像谷歌和臉 書等的平台，它做的唯一的事情就是把我們所有的信息重新組合了一下。互聯網時代壟斷巨頭們重組的就是信息，並不是產生自己的信息，產生的信息完全是我們個人。一旦信息重組，就會出現一個新的壟斷巨人，所以就到了分久必合的時代。現在由於區塊鏈技術產生又到了合久必分時代，又是新的多中心化，新的多中心化之後賦能產生新的價值，這些數據會在我們自己的手上，個人數據產生價值是歸自己所有，這是這個時代最最激動人心的時代。

區塊鏈的價值有哪些？低成本建立信任的機制，確立數權，解決數據的.產權。

目前區塊鏈技術不斷發展，包括現在的單鏈向多鏈發展，而且技術能夠在進一步擴展，我想未來還是可能會出現，特別是在交易等方面出現顛覆性的，特別是對現有產業的很多顛覆性的場景。

區塊鏈的本質是在不可信的網路建立可信的信息交換。

一帶一路+一鏈。區塊鏈更大的不是製造信任，而是讓信任產生無損的傳遞，整個降低社會的摩擦成本，從而提高整個效益。

現在區塊鏈本身還是初始階段，所以包括區塊鏈的信息傳遞、加密，這個過程中出現量子加密和其他加密，實際上對區塊鏈本身所採用的加密演算法攻擊現象也時有發生。包括區塊鏈也是作為一種資產的認定，數字資產的一個認定，但是現在我們很多都是用密碼演算法，或者是作為我們來解密的鑰匙，但是如果密碼忘記了，很可能你現在的資產就丟掉了，你不能夠在得到你原來的這些資產，所以在資產管理，包括信息傳遞和一些安全這些方面，應該說都還是存在著一些隱患。當然那麼從技術角度，現在我們區塊鏈本身處理的速度，或者說本身的擴展性，因為從工作機理的角度來看，是要把整個賬本要復制給所有的參與人員，所以在區塊鏈本身的運作效率和擴展性方面還是比較受限的。這些我們覺得都還是需要進一步在技術方面有進一步的發展。

區塊鏈平台這些底層技術，又形成包括區塊鏈錢包、區塊鏈瀏覽器、節點競選、礦機、礦池、開發組件、開發模塊、技術社區及項目社群等一系列的生態系統，這些生態系統的完善程度直接決定著區塊鏈底層平台的使用效率和效果。

4、蒙代爾的不可能三角

去中心化、高效、安全，不可能實現三者全部同時達到極致。

區塊鏈技術概念2

區塊鏈的本質是一種分布式記賬技術，與之相對的是中心式記賬技術，中心式記賬技術在我們目前的生活中廣泛存在。區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。

區塊鏈Blockchain、，是比特幣的一個重要概念，它本質上是一個去中心化的資料庫，同時作為比特幣的底層技術，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息，用於驗證其信息的有效性防偽、和生成下一個區塊。

狹義來講，區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構， 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。

廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。

區塊鏈技術通俗的理解就是：把「物」的前、後、左、右區塊用一種技術連接成一個鏈條，但每個區塊的原始數據不可篡改，是一種物聯網范疇的、可以讓參與者信任的「各個模塊鏈動」的技術。區塊鏈技術的應用，離不開互聯道網，也離不開物聯網，是建立在二者融合互動基礎上的、但又讓參與者各自保持獨回立的去中心化、、並共同擁有這套價值鏈共建共享、的技術。

區塊鏈的特徵：去中心化、開放性、自治性、信息不可篡改，匿名性。

區塊鏈是一個能夠傳遞價值的網路，對可以傳遞價值的網路的需求是推動區塊鏈技術產生的重要原因。在對於保護帶有所有權或者其他價值的信息需求的推動下，區塊鏈出現了。區塊鏈通過公私鑰密碼學、分布式存儲等技術手段，一方面保證了帶有價值的信息的高效傳遞，另一方面保證了這些信息在傳遞的過程中不會被輕易的復制篡改。

從區塊鏈誕生的必然性來理解區塊鏈的內涵，區塊鏈是解決了中心化記賬缺點、解決了分布式一致性問題的分布式記賬技術，同時也是連接互聯網升級為保證帶有價值的信息安全高效傳遞的價值網路。

區塊鏈技術概念3

區塊鏈： 區塊鏈就像是一個全球唯一的帳簿，或者說是資料庫，記錄了網路中所有交易歷史。

以太坊虛擬機(EVM)： 它讓你能在以太坊上寫出更強大的程序比特幣上也可以寫腳本程序、。它有時也用來指以太坊區塊鏈，負責執行智能合約以及一切。

節點：你可以運行節點，通過它讀寫以太坊區塊鏈，也即使用以太坊虛擬機。完全節點需要下載整個區塊鏈。輕節點仍在開發中。

礦工：挖礦，也就是處理區塊鏈上的區塊的節點。這個網頁可以看到當前活躍的一部分以太坊礦工：stats.ethdev.com。

工作量證明：礦工們總是在競爭解決一些數學問題。第一個解出答案的(算出下一個區塊)將獲得以太幣作為獎勵。然後所有節點都更新自己的區塊鏈。所有想要算出下一個區塊的礦工都有與其他節點保持同步，並且維護同一個區塊鏈的動力，因此整個網路總是能達成共識。(注意：以太坊正計劃轉向沒有礦工的權益證明系統(POS)，不過那不在本文討論范圍之內。)

以太幣：縮寫ETH。一種你可以購買和使用的真正的數字貨幣。這里是可以交易以太幣的其中一家交易所的走勢圖。在寫這篇文章的時候，1個以太幣價值65美分。

Gas：在以太坊上執行程序以及保存數據都要消耗一定量的以太幣，Gas是以太幣轉換而成。這個機制用來保證效率。

DApp: 以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(Decentralized App)。DApp的目標是(或者應該是)讓你的智能合約有一個友好的界面，外加一些額外的東西，例如IPFS可以存儲和讀取數據的去中心化網路，不是出自以太坊團隊但有類似的精神)。DApp可以跑在一台能與以太坊節點交互的中心化伺服器上，也可以跑在任意一個以太坊平等節點上。(花一分鍾思考一下：與一般的網站不同，DApp不能跑在普通的伺服器上。他們需要提交交易到區塊鏈並且從區塊鏈而不是中心化資料庫讀取重要數據。相對於典型的用戶登錄系統，用戶有可能被表示成一個錢包地址而其它用戶數據保存在本地。許多事情都會與目前的web應用有不同架構。)

以太坊客戶端，智能合約語言

編寫和部署智能合約並不要求你運行一個以太坊節點。下面有列出基於瀏覽器的IDE和API。但如果是為了學習的話，還是應該運行一個以太坊節點，以便理解其中的基本組件，何況運行節點也不難。

運行以太坊節點可用的客戶端

以太坊有許多不同語言的客戶端實現即多種與以太坊網路交互的方法、，包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。為什麼需要這么多實現？不同的實現能滿足不同的需求例如Haskell實現的目標是可以被數學驗證、，能使以太坊更加安全，能豐富整個生態系統。

在寫作本文時，我使用的是Go語言實現的客戶端geth (go-ethereum)，其他時候還會使用一個叫testrpc的工具, 它使用了Python客戶端pyethereum。後面的例子會用到這些工具。

關於挖礦：挖礦很有趣，有點像精心照料你的室內盆栽，同時又是一種了解整個系統的方法。雖然以太幣現在的價格可能連電費都補不齊，但以後誰知道呢。人們正在創造許多酷酷的DApp, 可能會讓以太坊越來越流行。

互動式控制台:客戶端運行起來後，你就可以同步區塊鏈，建立錢包，收發以太幣了。使用geth的一種方式是通過Javascript控制台。此外還可以使用類似cURL的命令通過JSON RPC來與客戶端交互。本文的目標是帶大家過一邊DApp開發的流程，因此這塊就不多說了。但是我們應該記住這些命令行工具是調試，配置節點，以及使用錢包的利器。

在測試網路運行節點: 如果你在正式網路運行geth客戶端，下載整個區塊鏈與網路同步會需要相當時間。你可以通過比較節點日誌中列印的最後一個塊號和stats.ethdev.com上列出的最新塊來確定是否已經同步。) 另一個問題是在正式網路上跑智能合約需要實實在在的以太幣。在測試網路上運行節點的話就沒有這個問題。此時也不需要同步整個區塊鏈，創建一個自己的私有鏈就勾了，對於開發來說更省時間。

Testrpc:用geth可以創建一個測試網路，另一種更快的創建測試網路的方法是使用testrpc. Testrpc可以在啟動時幫你創建一堆存有資金的測試賬戶。它的運行速度也更快因此更適合開發和測試。你可以從testrpc起步，然後隨著合約慢慢成型，轉移到geth創建的測試網路上 - 啟動方法很簡單，只需要指定一個networkid：geth --networkid "12345"。這里是testrpc的代碼倉庫，下文我們還會再講到它。

接下來我們來談談可用的編程語言，之後就可以開始真正的編程了。寫智能合約用的編程語言用Solidity就好。

要寫智能合約有好幾種語言可選：有點類似Javascript的Solidity, 文件擴展名是.sol. 和Python接近的Serpent, 文件名以.se結尾。還有類似Lisp的LLL。Serpent曾經流行過一段時間，但現在最流行而且最穩定的要算是Solidity了，因此用Solidity就好。聽說你喜歡Python? 用Solidity。

solc編譯器: 用Solidity寫好智能合約之後，需要用solc來編譯。它是一個來自C++客戶端實現的組件又一次，不同的實現產生互補、，這里是安裝方法。如果你不想安裝solc也可以直接使用基於瀏覽器的編譯器，例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。後文有關編程的部分會假設你安裝了solc。

web3.js API. 當Solidity合約編譯好並且發送到網路上之後，你可以使用以太坊的web3.js JavaScript API來調用它，構建能與之交互的web應用。

⑵ 百家爭鳴 | 蔡棟：區塊鏈技術下潛藏的「楚門的世界」

關於區塊鏈運用的探討如今已頻繁出現在大眾視野中。然而當技術本身已經足夠成熟時，如果有一天當區塊鏈真正運用於生活中的方方面面會是怎樣的場景？試想有一天，人類從出生起的一生都要上鏈記錄。上鏈人生，會是一個如「桃源世界」般的美好信用 社會 還是如同電影「楚門的世界」那般不分對錯真實的記錄一生，讓人想逃離？

本期人民數字FINTECH百家爭鳴欄目邀請了麥當勞（中國）有限公司首席信息官CIO蔡棟先生從區塊鏈技術成熟度和應用層面，談談我們是否會不可避免地成為電影里的楚門那樣，生活在無時無刻不被全世界「監視」的惴惴不安當中。

98年的一部電影《楚門的世界》講述了一個平凡的小人物在毫不知情的情況下被製造成聞名的電視明星，卻在全世界每時每刻的注視中完全被剝奪了自由、隱私乃至尊嚴，成為大眾 娛樂 工業的犧牲品的故事。 在數字經濟時代，楚門的世界則潛藏在區塊鏈去中心化（觀者眾多）、公開透明（本相畢現）、不可篡改（無法隱藏）的技術特性里，不時顯露出令人不安的面貌。 這樣的技術在應用的過程中，是否會對 社會 觀念和個人生活產生不可逆轉的巨大沖擊？我們是否終將不可避免地成為楚門？

區塊鏈技術被認為是繼蒸汽機、電力、互聯網之後，下一代顛覆性的核心技術。由於區塊鏈技術具備去中心化、公開透明、全程追溯的特徵，可用於構建多方共享的、多地多活的、不可篡改的、時序嚴格的加密資料庫，很多業內人士看好其發展，認為它是對現有互聯網技術的升級與補充，有望成為數字經濟時代的基石。 然而，從實踐進展來看，區塊鏈技術在落地過程中的難度和對現行觀念、法規和 社會 制度的沖擊，使得它背後潛藏的問題逐漸顯露出來。

本人從2015年底年起回國在萬達集團開展了非常宏偉的實體商業數字轉型化的實踐，感慨非常多。首先我們認為區塊鏈技術本身還不成熟，所以我們參加了各種標准化組織和國際重要開源項目，進行了非常多的基礎生態培養和開源研發工作。例如我們在2016年和2018年在工信部帶領下，和其他龍頭企業編寫的區塊鏈技術產業發展區塊鏈白皮書可以比較完整的指導企業如何因地制宜採用區塊鏈技術，幫助政府機構研判和制定區塊鏈賦能優惠政策。

從技術層面上來講，區塊鏈雖然具備記錄數據，且不可篡改、復制和刪除的技術能力，但應用到真實生活場景，就必須要解決一個關鍵問題：如何將真實生活場景中的「原子」變為「比特」再上鏈？如果數據本身的真實性存疑，甚至是數據觀測者惡意造假，放到區塊鏈上不僅沒有意義，還因其不可刪除的特性產生了無意義的佔用，甚至消極的影響。就目前而言，物理世界和數字世界的映射沒有普適的標准，雖然實體商業很早開始開始利用物聯網技術來數字化物理世界並取得了不少數字化轉型的好處，同時也有不少物聯網數據上鏈的例子，但這還遠遠不夠。區塊鏈技術無論是在數據本身上鏈、還是哈希值上鏈的前提，即數據完備性、系統海量處理性能等都是核心技術瓶頸，導致至今還沒有大規模落地應用。

從 社會 觀念層面上來講，區塊鏈技術去中心化、自我管理、集體維護的特性勢必會顛覆人們的生產生活方式，淡化國家、監管概念，沖擊現行法律安排。對於這些，整個世界完全缺少理論准備和制度探討。即使是區塊鏈應用最成熟的比特幣，不同國家持有態度也不相同，不可避免阻礙了區塊鏈技術的應用與發展。再比如，區塊鏈技術帶來的公開透明，在文娛市場中雖然能防止一些中間商賺差價，給文化產品消費者帶來益處，也可以使版權信息公開透明化、刺激全文娛行業積極創作、產生優質內容，但是用戶使用中心化的平台聽歌這種習慣很難在短時間內發生變化，這些領域的既得利益者也會被「動了蛋糕」，比如，傳統的票務市場會受到挑戰，也有可能招致大公司的強烈反噬。

此外，區塊鏈技術在應用過程中可能帶來的對個人隱私數據的威脅也令人憂心。在數字經濟發展如火如荼、數據越來越被認可為一種經濟生產要素時，用戶數據所有權屢屢被侵犯、隱私被泄漏，巨型互聯網公司逐漸成為數據寡頭，全球范圍內關於數據所有權和隱私保護的沖突愈演愈烈。用戶訪問、消費等行為數據和用戶隱私數據的合理使用，是現代文明重要的挑戰，不僅僅是技術上，也是倫理、合規上的挑戰。比如，如果將區塊鏈技術應用到生物大數據領域，對用戶的基因測序數據進行上鏈，那麼如何既能夠將眾多用戶的測序數據被合理合法地應用於科學研究領域，揭示疾病的機理，造福後世人類，又如何防止用戶的遺傳病、癌症發病風險信息被其他人泄露，對用戶個人的 情感 生活、 社會 評價產生致命的影響？未來區塊鏈技術的落地勢必要對所進入的領域進行選擇，也要對道德倫理層面的問題進行權衡。

我們可以預見，未來將會有越來越多的事物和行為通過數據上鏈被數字化，之後再被資產化，但是數據原始所有權始終還是在數據產生也就是數據的所有人這里，在享受數字經濟的線上增值流轉的同時，給人們帶來實體經濟下的更多樣的經濟活動。但這樣的生活，掂量掂量，你是否想逃離呢？

下期主題是 「數字貨幣的世界大戰」

觀點一：數字貨幣是否會重建未來貨幣體系？

觀點二：大戰之前先「剿匪」， 圍剿幣圈迫在眉睫

下期將會邀請誰來爭鳴辯論？敬請期待！歡迎讀者們踴躍投稿參與討論，請留言至公眾號後台或投稿至[email protected] 精選內容將於下期公布。

⑶ 區塊鏈本質是什麼比特幣原理又是什麼二者究竟有何區別

一枚比特幣價格從2萬多美元狂漲到4萬美元。這不由得引起了我的研究興趣，或者說簡單了解了一下比特幣到底是什麼，它的機理具體是什麼樣子的，揭開它的神秘面紗。因此，簡單搜索了一些資料，也對比特幣有些了解，便把手頭上的資料整理了一下。

（3）目的：去中心化，減少風險

中心式網路只有中央伺服器能夠存儲和處理數據，其缺點是工作量大，一旦癱瘓則整個系統癱瘓；數據存儲量大；中央管理者許可權大。

分布式網路中的所有伺服器均能夠存儲和處理數據，各伺服器之間地位平等，可以存儲更多的數據和具有更高的安全性。
大致的科普內容就是這樣，如果還想多了解一些，可以看看中本聰的論文和下面的官方科普視頻。

⑷ 大數據都體現在哪些方面

大數據體現在方方面面。以今年疫情防控為例，大數據把海陸空交通、醫院，政府，公安，安檢信息全部前滲整合到一起，比如一架飛機落地後，其中一名乘客被確診為疑似病例。 其他乘客就可以通過大數據來一個個全部找到，主要是通過他們訂票信息，得知他們的聯系方式，頭像，行走路徑，就可以找到與疑似病例的密切接觸者有哪些，都去過哪兒，等等。 另外，現在所有的交通事故，安全生產事故都可以通過大數據來統一調度，救援，等。 你對這個回答的評價是？ 成都加米穀大數據科技有限公司是一家專注於大數據人才培養的機構。 公司由來自華為、京東、星環、勤智等國內知名企業的多位技術大牛聯慧豎脊合創辦。 面向社會提供大纖清數據、人工智慧等前沿技術的培訓業務。

⑸ 小白如何秒懂區塊鏈中的哈希計算

​ 小白如何秒懂區塊鏈中的哈希計算

當我在區塊鏈的學習過程中，發現有一個詞像幽靈一樣反復出現，「哈希」，英文寫作「HASH」。

那位說「拉稀」同學你給我出去！！

這個「哈希」據說是來源於密碼學的一個函數，嘗試搜一搜，論文出來一堆一堆的，不是橫式就是豎式，不是表格就是圖片，還有一堆看不懂得xyzabc。大哥，我就是想了解一下區塊鏈的基礎知識，給我弄那麼難幹啥呀？！我最長的密碼就是123456，復雜一點的就是654321，最復雜的時候在最後加個a，你給我寫的那麼復雜明顯感覺腦力被榨乾，僅有的腦細胞成批成批的死亡！為了讓和我一樣的小白同學了解這點，我就勉為其難，努力用傻瓜式的語言講解一下哈希計算，不求最准確但求最簡單最易懂。下面我們開始：

# 一、什麼是哈希演算法

## 1、定義：哈希演算法是將任意長度的字元串變換為固定長度的字元串。

從這里可以看出，可以理解為給**「哈希運算」輸入一串數字，它會輸出一串數字**。

如果我們自己定義 「增一演算法」，那麼輸入1，就輸出2；輸入100就輸出101。

如果我我們自己定義「變大寫演算法」，那麼輸入「abc」輸出「ABC」。

呵呵，先別打我啊！這確實就只是一個函數的概念。

## 2、特點：

這個哈希演算法和我的「增一演算法」和「變大寫演算法」相比有什麼特點呢？

1）**確定性，算得快**：咋算結果都一樣，算起來效率高。

2）**不可逆**：就是知道輸出推不出輸入的值。

3）**結果不可測**：就是輸入變一點，結果天翻地覆毫無規律。

總之，這個哈希運算就是個黑箱，是加密的好幫手！你說「11111」，它給你加密成「」，你說「11112」它給你弄成「」。反正輸入和輸出一個天上一個地下，即使輸入相關但兩個輸出毫不相關。

# 二、哈希運算在區塊鏈中的使用

## 1、數據加密

**交易數據是通過哈希運算進行加密，並把相應的哈希值寫入區塊頭**。如下圖所示，一個區塊頭包含了上一個區塊的hash值，還包含下一個區塊的hash值。

1）、**識別區塊數據是否被篡改**：區塊鏈的哈希值能夠唯一而精準地標識一個區塊，區塊鏈中任意節點通過簡單的哈希計算都可以獲得這個區塊的哈希值，計算出的哈希值沒有變化也就意味著區塊鏈中的信息沒有被篡改。

2）、**把各個區塊串聯成區塊鏈**：每個區塊都包含上一個區塊的哈希值和下一個區塊的值，就相當於通過上一個區塊的哈希值掛鉤到上一個區塊尾，通過下一個區塊的哈希值掛鉤到下一個區塊鏈的頭，就自然而然形成一個鏈式結構的區塊鏈。

## 2、加密交易地址及哈希

在上圖的區塊頭中，有一個Merkle root（默克爾根）的哈希值，它是用來做什麼的呢？

首先了解啥叫Merkle root？ 它就是個二叉樹結構的根。啥叫二叉樹？啥叫根？看看下面的圖就知道了。一分二，二分四，四分八可以一直分下去就叫二叉樹。根就是最上面的節點就叫 根。

這個根的數據是怎麼來的呢？是把一個區塊中的每筆交易的哈希值得出後，再兩兩哈希值再哈希，再哈希，再哈希，直到最頂層的數值。

這么哈希了半天，搞什麼事情？有啥作用呢？

1）、**快速定位每筆交易**：由於交易在存儲上是線性存儲，定位到某筆交易會需要遍歷，效率低時間慢，通過這樣的二叉樹可以快速定位到想要找的交易。

舉個不恰當的例子：怎麼找到0-100之間的一個任意整數？（假設答案是88）那比較好的一個方法就是問：1、比50大還是小？2、比75大還是小？3、比88大還是小？ 僅僅通過幾個問題就可以快速定位到答案。

2）、**核實交易數據是否被篡改**：從交易到每個二叉樹的哈希值，有任何一個數字有變化都會導致Merkle root值的變化。同時，如果有錯誤發生的情況，也可以快速定位錯誤的地方。

## 3、挖礦

  在我們的區塊頭中有個參數叫**隨機數Nonce，尋找這個隨機數的過程就叫做「挖礦」**！網路上任何一台機器只要找到一個合適的數字填到自己的這個區塊的Nonce位置，使得區塊頭這6個欄位（80個位元組）的數據的哈希值的哈希值以18個以上的0開頭，誰就找到了「挖到了那個金子」！既然我們沒有辦法事先寫好一個滿足18個0的數字然後反推Nounce，唯一的做法就是從0開始一個一個的嘗試，看結果是不是滿足要求，不滿足就再試下一個，直到找到。

找這個數字是弄啥呢？做這個有什麼作用呢？

1）、**公平的找到計算能力最強的計算機**：這個有點像我這里有個沙子，再告訴你它也那一個沙灘的中的一粒相同，你把相同的那粒找出來一樣。那可行的辦法就是把每一粒都拿起來都比較一下！那麼比較速度最快的那個人是最有可能先早到那個沙子。這就是所謂的「工作量證明pow」，你先找到這個沙子，我就認為你比較的次數最多，乾的工作最多。

2）、**動態調整難度**：比特幣為了保證10分鍾出一個區塊，就會每2016個塊（2周）的時間計算一下找到這個nonce數字的難度，如果這2016個塊平均時間低於10分鍾則調高難度，如高於十分鍾則調低難度。這樣，不管全網的挖礦算力是怎麼變化，都可以保證10分鍾的算出這個隨機數nonce。

# 三、哈希運算有哪些？

說了這么多哈希運算，好像哈希運算就是一種似的，其實不是！作為密碼學中的哈希運算在不斷的發展中衍生出很多流派。我看了」滿頭包」還是覺得內在機理也太復雜了，暫時羅列如下，小白們有印象知道是怎麼回事就好。

從下表中也可以看得出，哈希運算也在不斷的發展中，有著各種各樣的演算法，各種不同的應用也在靈活應用著單個或者多個演算法。比特幣系統中，哈希運算基本都是使用的SHA256演算法，而萊特幣是使用SCRYPT演算法，誇克幣（Quark）達世幣（DASH）是把很多演算法一層層串聯上使用，Heavycoin（HAV）卻又是把一下演算法並聯起來，各取部分混起來使用。以太坊的POW階段使用ETHASH演算法，ZCASH使用EQUIHASH。

需要說明的是，哈希運算的各種演算法都是在不斷升級完善中，而各種幣種使用的演算法也並非一成不變，也在不斷地優化中。

**總結**：哈希運算在區塊鏈的各個項目中都有著廣泛的應用，我們以比特幣為例就能看到在**數據加密、交易數據定位、挖礦等等各個方面都有著極其重要的作用**。而哈希運算作為加密學的一門方向不斷的發展和延伸，身為普通小白的我們，想理解區塊鏈的一些基礎概念，了解到這個層面也已經足夠。