程序员女神跟你聊聊比特币和区块链

玩知乎的一定知道，程序员女神玲珑在上周有幸认识了玲珑。 真正的玲珑比照片更漂亮，更有气质。 有些人可以靠自己的外表谋生，但必须努力让自己成为有才华的人。 我不会放过这么有才华的程序员。 为了造福大众，让大家换个口味，我们和玲珑达成共识：以后可能会发表一些玲珑写的文章。

这是玲珑最丑的照片之一

这篇文章是去年玲珑在知乎上发表的。 个人觉得写的非常好。 恰好前段时间比特币也被炒得火热。 作为新时代的花朵，我们必须紧跟潮流。 来看看玲珑是怎么解释区块链的。

通俗地说，区块链就是一个记录所有历史交易的总账，每个区块包含若干笔交易记录。 如果区块链是账本，那么一个区块就是账本的每一页。 交易详情记录在公共分类账中，网络上的任何人都可以看到。

区块是交易数据的集合，这些数据带有时间戳和来自前一个区块的唯一签名。 有效区块经全网共识通过后，将被追加到主链上。 区块链是一种数据结构，其中包含交易信息的区块从后向前顺序链接。

在这里，我用一些关于比特币的知识来解释一下：在比特币领域，有矿工这样一个概念。 矿工是指通过重复哈希运算产生工作量的各种网络节点。 每个节点都是路由、区块链数据库、挖矿、钱包服务的功能集合。

矿工需要竞争完成一道基于加密哈希算法的数学题。 答案存在于一个新块中。 谁先解出答案，谁就可以在p2p网络中广播，宣告自己获得了这个区块。 其他缺席者会意识到自己在这场比赛中输了，他们会立即开始挖掘下一个区块。 每个矿工在他的区块中都有一笔特殊的交易，他们会将新产生的比特币支付到自己的比特币地址。 一旦这个区块被识别和验证，即添加到区块链中，他的奖励就可以变得可用和可消费。

在比特币系统中，平均每十分钟可以找到一个新区块。 在一个完全去中心化的比特币网络中，难度调整在每个完整节点中独立自动发生，因此新区块的产出率可以保持在平均每十分钟一个。

让我拟人化地解释一下。

单身求女票，果果婆婆说我有很多女儿，我给大家提个问题，如果我解决了一个，给其中一个姑娘的微信号。

单身狗疯狂竞争，想办法开动脑筋解决问题。 只要其中一只狗解决了一个问题，它就会立刻得意洋洋地向全世界宣布，向所有单身狗表明，这姑娘是我的，你们放弃吧。 其他单身者有不满也无计可施，郁闷不高兴也不是问题，我们马上进入下一题。 这位喜欢赢女孩子的幸运小王，得到婆婆的认可后，能得到25个货币单位的礼物，堪称人生赢家。

婆婆会通过做题的速度来调整出题难度。 有时，问题太难了。 小伙子已经很久没有本事上门提亲了。 降低题目的难度。 有时难度太容易，不到10个时间单位就结婚了。

上面说的其实是挖矿的概念

所谓挖矿就是猜测一个nonce值，使得区块的摘要值小于一个目标值，这个目标值会根据难度线性调整，也就是所谓的工作量证明。 简单来说，就是反复计算区块的哈希值，不断改变参数，直到与哈希值相匹配的过程。

当一个节点创建一个候选区块时，该矿工就可以开始挖矿了。 矿机开始超高速运行SHA256算法。 这些硬件会通过USB连接到电脑上的挖矿节点，然后挖矿节点会将区块头信息传输给这些硬件，让它们进行非常高频的nonce测试。

当交易包含在区块中时，可以将其视为确认。 在这个区块之后每产生一个区块，这个项目的交易数量就会增加一个。 当确认次数达到六次以上时，一般认为交易是相对安全且不可逆的。 所以现在，这笔交易已经在比特币网络上传播开来，但是只有当它被验证并添加到一个区块中时，这笔交易才能成为区块链的一部分。

新的交易不断涌入比特币网络。 节点在查看这些交易时，会将这些交易暂时放入自己维护的临时交易池中。 当矿工创建一个区块时，他们可以把这些交易从交易池中取出并放入这个新的区块中，然后通过解决一个非常困难的问题来证明这个区块的合法性。

让我们回到区块链。 正如我上面提到的，每个区块头将被散列并使用 SHA256 加密以生成散列值。 通过这个值，我们可以在区块链中识别出一个特定的区块，每个区块的区块头还包含其父区块的哈希值。

（图片来自《精通比特币》）

每个子块只有一个父块，但一个父块可以临时有多个子块。 这种情况称为区块链分叉。 这只有在不同的矿工同时找到不同的区块时才会发生。 此时的解决方案是每个节点总是选择并尝试扩展具有最大工作量证明的区块链。

例如

我们现在有一个区块链 - 蓝色

图片来自《精通比特币》，可爱的小女孩来自我

X区的矿工和Y区的矿工同时发现了两个区块。 我们假设：矿工熊猫 A 找到了红色区块，矿工兔子 B 找到了绿色区块。 熊猫王A和兔王B节点在比特币网络上广播时，有的节点会先收到熊猫王A的广播，有的会先收到兔王B的广播，然后分成两个阵营的节点会分别开始使用他们收到的区块作为父区块来进行进一步的挖矿活动。

图片来自《精通比特币》，可爱的小女孩来自我

就在大家火力全开解决问题的关键时刻，收到兔子B广播的节点的兔子C率先发现了下一个区块——粉色，也就是绿营小兔子们的区块链。 下一步可以延长，会比小熊猫长，可惜小熊猫出局了。 这样，分叉问题就解决了。

图片来自《精通比特币》，可爱的小女孩来自我

这里需要提一个词：共识攻击。 一个众所周知的场景是 51% 攻击。 如果一群矿工拥有全网51%的算力，那么只要他们联合起来，就可以攻击整个比特币网络。 他们可以想到创建一个分叉的区块链来实现双重支付。 以我们上面的例子为例，攻击者在block-red中进行了一笔交易，结果他强行创建了block-green，而block-green区域用另一笔交易替换了原来的交易，然后计算出一个block -pink基于block-green，使得包含假块的区块链比包含真实交易的块更红 在更高层次上，包含双重支付的恶意区块链此时将取代真实区块链，从而实现欺诈罪。

51%的概念并不是说攻击者需要全网51%的算力才能进行攻击。 理论上，用不到 51% 的算力就可以实现攻击。 我们只是说我们几乎可以用超过 51% 的算力进行攻击 决定它会成功。

以上都是在比特币的背景下讨论的，那么区块链技术会应用到哪些领域呢？

1.银行业

区块链作为数字化、安全、抗干扰的账户，实现了银行业的核心功能：价值的安全存储和转移中心。 换句话说，未来几年，一波基于区块链技术的公司可能会影响到银行业。

2. 支付与转账

区块链技术可以避免复杂的系统，并在付款人和收款人之间创建更直接的支付流程。 无论是国内转账还是跨境转账，这种方式都具有成本低、速度快的特点，并且不需要中间手续费。

3. 网络安全

区块链系统虽然是公开的，但在验证、传输等数据交换过程中采用了先进的加密技术。 该技术既保证了数据来源的正确性，又保证了数据不会在中间过程中被拦截。 如果区块链技术得到更广泛的应用，被黑客攻击的概率也可能会降低，因此人们认为区块链系统比传统系统更安全。 区块链系统之所以能够降低传统网络的安全风险，原因之一是它省去了中间商。

4.选举

每个人的投票永远不能被我们修改或删除——即程序员、学校管理人员或学生。

5. 智能合约

智能合约实际上是对另一个对象的行为起作用的计算机程序。 与普通计算机程序一样，智能合约是一个“如果-那么”函数，但区块链技术使这些“合约”能够自动填写，无需人工干预。 此类合同最终可能会取代法律行业在商业和民事领域起草和管理合同的核心业务。

6.股票交易

多年来，公司一直在寻找简化股票买卖和交易流程的方法，而新兴的区块链技术初创公司认为，他们可以通过自动化整个流程、提高安全性和效率来超越这一点。

有国内互联网金融长期观察人士表示：区块链的现状类似于TCP/IP或HTML刚出来的时候比特币难度多久调整一次，找不到应用。 除了比特币，没有杀手级应用。 比特币只是区块链1.0，而智能合约是2.0比特币难度多久调整一次，区块链的更高应用对应物联网实现实时信用确认。

我个人认为区块链技术是一个很有前途的领域，值得大家有兴趣的去学习和研究。 区块链真正得到广泛应用还有很长的路要走。 大家要做的就是积累技术，等待成熟机会的出现。

小佳：不得不说，这姑娘还是很漂亮的！ 向看到结局的好孩子举手。

知乎：路人甲

以程序员的方式看世界