8个例子让小白看懂区块链

区块链技术

区块链本质上是一个去中心化的分布式账本数据库。

（感谢@Chengjianyu指出：该术语可用于比特币相关的区块链应用，但区块链技术可能不包括“账本”）。

它本身就是密码学关联产生的一系列数据块，每个数据块都包含多个比特币网络交易有效确认的信息。

这就是区块链的定义，所以要一步一步理解区块链，我们需要一步一步的理解以下的东西。

去中心化

让我们首先考虑一个集中处理的过程。你想在某宝上买一部手机。交易流程为：您汇款到支付宝-支付宝收款后通知卖家发货-卖家发货-您确认收货-支付宝汇款给卖家。

图1：中心化交易模式

在这个过程中简单理解区块链，虽然您是在与卖家打交道，但本次A交易还涉及到除了您和卖家之外的第三方，即支付宝。您和卖家之间的交易都是支付宝。

因此，如果支付宝系统出现问题，本次交易将失败。即使您只是购买了一部手机，您和卖家也必须向第三方提供多余的信息。

所以考虑极端情况，如果支付宝跑了或者拿了钱却不承认你的交易，那你就悲剧了。

分散处理要简单得多。你只需要和卖家换钱和手机，然后双方都声称已经完成交易，就OK了。

可以看出，在某些特定情况下，去中心化的处理方式会更加方便，同时也不用担心与交易无关的信息泄露。

实际上，如果只考虑两个人的交易，去中心化的好处并不能充分体现。假设如果有数千笔交易在进行中，去中心化的处理方式将节省大量资源。它使整个交易变得自主和简化，并消除了被中心化代理控制的风险。

去中心化是区块链技术的颠覆性特征。无需中心化代理，实现点对点直接交互，使高效、大规模、去中心化的代理信息交互成为现实。

当然，上面的例子有一个很大的潜在问题：没有权威的中心化代理，如何保证每笔交易的准确性和有效性？比如：如果没有权威的中心化代理，张三一天借给我100块钱，他不还，不承认怎么办？以下是区块链的其他功能。

去中心化后，整个系统没有权威的中心化代理，信息的可信度和准确性将面临问题。

问题 1：拜占庭将军问题

在军事行动中，拜占庭罗马帝国采取普遍投票的策略来决定是进攻还是撤退。上去去做。但是如果军队里有间谍（比如将军故意乱投反对水，或者使者擅自叛变修改军令），如何才能保证最后的投票真正反映了军队的意志呢？忠诚的将军？

拜占庭将军问题体现在信息交换领域。可以理解为，在去中心化的系统中，有些节点坏了，可能会向外界广播错误的信息或者不广播信息，这种情况下如何验证数据传输的准确性。

区块链技术的诞生

现在让我们在去中心化系统中一步步解决这些问题，见证区块链技术原型的诞生。

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让我们先建立一个去中心化的系统。为了便于理解，我们来看一个简单的去中心化借贷模型：如果 A 借 B 100 元，此时 A 在人群中喊“我是 A，我借 B 100 元！”，B 也在人群中喊“我是B，A借了我100元！”，这个路人甲、B、C、D都听到了这个消息，于是大家默默的在心里写下了“A借了B 100元”。

你看，此时已经建立了一个去中心化的系统。在这个系统中不需要银行、贷款协议和收据。严格来说，它甚至不需要人与人之间的长期关系。信任关系（比如B突然改变主意说：“我不欠A钱！”这时候人家会站出来说“不，我的小本子上记载你借了A100元一天！”）。

图 3：去中心化借贷模型

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你可能已经发现，在上面的模型中，所谓的“100元”已经不重要了。也就是说，在这种模式下，任何东西都可以交换，甚至可以凭空捏造，只要大家承认，就可以让自己捏造的东西流通。

例如：我大喊“我创造了 10 个脉轮！”在人群中，我什至不需要知道什么是查克拉，也不需要关心世界上是否真的有查克拉，只要每个人都听到并在笔记本上写下“小王有10 个脉轮”，那么我真的有 100 个脉轮。从现在开始，我可以声称我给了某人1个脉轮，只要路人A、B、C和D都收到并确认了这个信息，那么我将完成交易，即使没有脉轮世界。

你的脑海中是否突然出现了三个词——“比特币”？由于真正的区块链和比特币比上面的模型要复杂和详细得多，所以我以 Chakra 为例。毕竟，这篇文章是婴儿区块链。

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假设经过很长时间，我凭空创造的查克拉已经在这个系统中流通，大家已经开始认识查克拉了。但是这个系统只有10个脉轮，所以有人有一个坏主意。他喊道：“我有10个脉轮！”在人群中。我该怎么办？是不是大家直接在笔记本上记下自己有10个脉轮，这样大家就可以锻造脉轮了？

为了防止这种情况发生，我决定在创建脉轮时标记它们（更准确地说，标记“我创建了 10 个脉轮”的短语，例如 001），以便将来，当我在每笔交易中喊出“我给了某某1脉轮！”时，我会附加一个额外的脉轮！一句话：“这1脉轮的来源是标记为001的记录，而我的这句话是标记为 002！”。

我们再抽象一点，某人喊的内容格式变成：“这句话的编号是xxx，前一句的编号是yyy，我给了某某一个查克拉！”，这解决了伪造的问题。其实上面的模型就变成了简体中文中本聪的比特币区块链协议的第一个版本：

图 4：脉轮模型和中本聪

区块链协议第一版对比

好的，你基本上可以看得很清楚，一点也看不到。向您的智障室友详细解释区块链。但也许你的室友是个有打破砂锅精神的学生，所以你最好继续回答以下问题。

1. “为什么？”

你的室友可能会问：“你为什么叫我一个字，我会替你记住？难道我的小本子不需要钱吗？？”。为了激励大家帮我记单词和记账，我决定给第一个听到我的话并记在笔记本上的人一些奖励：第一个听到我的话并记录下来的人，你将获得1凭空。一个查克拉，这个查克拉是整个系统留给你账号的奖励，你录完这句话后，要马上告诉别人你已经录了，要求别人放弃简单理解区块链，继续录这句话，给你的自己的记录号让别人查，然后你喊出我的话加上你的记录号给下一个人记账。

这个规则一制定，这个系统里肯定会有一群人开始竖起耳朵听周围的声音，以抢占先预订的权利。是的，“比特币挖矿”这个词是不是又出现在你的脑海里了？

值得一提的是，关于比特币挖矿，@陈龙尔Monk举了一个非常生动的例子：

单身汪在找女票，全国婆婆告诉我女儿很多，我给大家提几个问题，解决一个，发给其中一个女生的微信。

单身人士竞争激烈，想破脑袋解决问题。只要其中一个王解决了一个问题，他就会立即自豪地告诉全世界，所有的示威者都是单身，这个女孩是我的，你放弃吧。就算其他单身不满意，他们也无能为力，忧郁烦躁也不是什么问题。让我们立即进入下一个问题。得到婆婆认可后，这个喜欢赢女孩的幸运小王还可以得到25个货币单位的彩礼，是人生赢家。

2. “谁在听？”

在这个系统中，如果我和另一个人 C 几乎同时喊出：“为了艾泽拉斯！”。由于听众的立场不同，有些人会先听到我说的那句话，而有些人会先听到C句。如果我们规定只有一个人可以说这句话，那到底是谁说的？

如果不加条件的话，那么上面的情况一定是这样发展的：有人认为这句话是我说的，听到这句话就开始记账，然后他们做的一切都是基于这个事实，随着这个信息一次次传递下去，信息链会越来越深；而另一批认为C先说这句话的人，也会跟着这个趋势走。就这样，在我们喊出“为了艾泽拉斯”这两个字之后，原本是一条信息链分叉出来的！ ?

图 5：“区块链”分叉

这会导致什么？按照我们的假设，每个人笔记本上记录的东西应该是一样的，应该是一条可以连接所有信息的链条。可此时此刻，他们笔记本上记录的东西却不一样了！这还好玩吗？以后如何判断交易和信息的真实性！ ?

为了解决这个问题，我增加了一条新规则：每个人在记录笔记本时都需要脱鞋，用脚握笔，并在笔记本上用正体斜体书写！按照这个规则，由于用脚书写的困难，每个人至少需要 10 分钟才能完成书写。而且，因为每个人用脚写字的熟练程度不同，写这句话的时间也不同，所以一定有人。先写然后喊“我写完了！那句话被LaiW3n喊了！”，让正在写这句话的其他人在小本子里停下来重新开始“那句话是通讯写的，前面的数字句子是xxx”。

如果你对我上面的解决方案感兴趣，可以用我上面的比喻来理解以下知识：

“听谁的”——中本聪破解“拜占庭”将军的问题”算法

“记录在小本子”——比特币挖矿

“脱鞋用脚写”——比特币挖矿难度

《脱鞋写速度》——算力

“新规则”——工作量证明链

3.“双花”问题

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这时候，你的室友可能又要问了：如果我同时宣布给A一个查克拉，给B一个查克拉，但我只有一个查克拉，我该怎么办？ A 和 B 都接受脉轮了吗？