如果你最近一直在看新闻，你可能听说过一种叫做区块链的东西。这一概念使数据在特定用途下具有极高的安全性。你可能听说过它与比特币有关，但它的应用远远超出了所有人喜爱的加密货币。下面是它工作原理的简要说明。

一切都从加密开始

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要理解区块链，你需要理解密码学。密码学的思想比计算机要古老得多：它仅仅意味着重新排列信息，使你需要一个特定的密钥来理解它。你在Kix谷类食品盒里找到的简单的解码器戒指玩具是最基本的密码学的一种形式创建一个密钥（也称为密码），用一个数字替换一个字母，在密钥中运行消息，然后将密钥交给其他人。任何发现没有钥匙的信息的人都无法阅读，除非它被“破解”了。军方早在计算机出现之前就使用了更复杂的密码技术（例如，二战期间的Enigma机器对信息进行了编码和解码）。

不过，现代加密技术完全是数字的。今天的计算机使用的加密方法是如此复杂和安全，以至于不可能用人类简单的数学来破解它们。不过，计算机加密技术并不完美；如果足够聪明的人攻击算法，它仍然可以被“破解”，如果所有者以外的人发现密钥，数据仍然容易受到攻击。但即使是消费者级的加密，比如现在iPhone和Android上的标准AES 128位加密，也足以让锁定的数据远离FBI。

区块链是一个协作的、安全的数据分类帐

加密通常用于锁定文件，因此只能由特定人员访问。但是，如果你有需要每个人都看到的信息，比如说，**机构的会计信息必须依法公开，而且还需要安全，那该怎么办？在这里，你有一个问题：更多的人可以看到和编辑信息，它是不安全的。

区块链的开发是为了满足这些特定情况的安全需求。在区块链中，每次访问和更新信息时，都会记录和验证更改，然后通过加密进行密封，无法再次编辑。然后保存更改集并将其添加到总记录中。下一次有人进行更改时，它会重新开始，将信息保存在一个新的“块”中，该块被加密并附加到上一个块（因此称为“块链”）。此重复过程将信息集的第一个版本与最新版本连接起来，因此每个人都可以看到所做的所有更改，但只能贡献和编辑最新版本。

这个想法有点**隐喻，但是想象一下你是一个十个人的团队，组装一个乐高玩具。一次只能添加一块，不能删除任何一块。小组的每个成员都必须就下一篇文章的具体内容达成一致。通过这种方式，您可以随时看到项目中第一个部分的所有部分，但是您只能修改最新的部分。

对于更相关的内容，可以想象一个协作文档，比如googledocs或office365上的电子表格。每个有权访问文档的人都可以编辑文档，每次编辑时，更改都会保存并记录为新的电子表格，然后锁定在文档历史记录中。因此，您可以一步一步地返回所做的更改，但只能将信息添加到最新版本，而不能修改已锁定的电子表格的过去版本。

正如您可能听说过的，这种安全、不断更新的“分类账”的思想主要应用于财务数据，在财务数据中最有意义。像比特币这样的分布式数字货币是区块链最常见的用途，事实上，第一个区块链就是为比特币**的，这个想法也从那里传播开来。

技术上的东西：一步一步，一块一块

这一切在电脑上到底是怎么发生的？它是密码学和点对点网络的结合。

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您可能熟悉点对点文件共享：像BitTorrent这样的服务允许用户从多个位置上传和下载数字文件比从单个连接更高效。把“文件”想象成区块链中的核心数据，把下载过程想象成保持更新和安全的密码。

或者，回到上面的googledocs示例：假设您正在处理的协作文档没有存储在服务器上。取而代之的是，它在每个人的电脑上，电脑不断地相互检查和更新，以确保没有人修改过以前的记录。这使得它“去中心化”。

这就是区块链背后的核心理念：它是一种加密数据，在没有任何集中式服务器或存储的情况下，可以同时连续访问和保护数据，并将其自身的更改记录合并到每个新版本的数据中。

因此，在这种关系中，我们要考虑三个因素。其一，所有存储区块链记录副本的点对点用户网络。二是将这些用户添加到最新信息“块”中的数据，允许其被更新并添加到总记录中。第三，用户生成的密码序列，用于同意最新的块，将其锁定在形成记录的数据序列中。

最后一点就是区块链三明治中的秘密酱。通过使用数字加密技术，每个用户都贡献了他们计算机的能量，以帮助解决一些超级复杂的数学问题，从而保证记录的安全。这些被称为“散列”的极其复杂的解决方案解决了记录中数据的核心部分，比如会计分类账中哪个账户增加或减少了资金，以及这些资金的去向或来源。数据越密集，密码学就越复杂，需要更多的处理能力来解决它。（顺便说一句，这正是比特币“挖矿”的理念开始发挥作用的地方。）

综上所述，我们可以认为区块链是一段数据，即：

1. 不断更新。区块链用户可以随时访问数据，并向最新的区块添加信息。
2. 分发。区块链数据的副本由每个用户存储和保护，所有用户必须就新添加的内容达成一致。
3. 已证实的。所有用户都必须通过加密验证同意对新块和旧块的副本进行更改。
4. 安全。加密方法和数据本身的非集中存储都可以防止篡改旧数据和改变保护新数据的方法。

信不信由你，事情变得比这更复杂…但这是基本的想法。

区块链在行动：给我看（数字）钱！

所以，让我们考虑一个例子，说明这是如何应用于像比特币这样的加密货币的。假设你有一枚比特币，你想把它花在新车上。（或者一辆自行车，或者一栋房子，或者一个中小型岛国，不管一枚比特币本周值多少钱）你用你的软件连接到去中心化的比特币区块链，然后你发送你的请求，将你的比特币转移给汽车销售商。然后，您的事务被传输到系统。

系统中的每个人都能看到，但你的身份和卖家的身份只是临时的签名，是构成数字加密核心的巨大数学问题中的一小部分。这些值***到区块链方程中，问题本身由对等网络上生成加密散列的成员“解决”。

一旦交易被验证，一个比特币就会从你转移到卖家，并记录到链中的最新区块。该块完成，密封和加密保护。接下来的一系列交易开始，区块链变得更长，每次更新都包含所有交易的完整记录。

现在，当你认为区块链是“安全的”时，理解上下文是很重要的。单个交易是安全的，整个记录也是安全的，只要用于加密的方法保持“不受破解”。（记住，即使FBI单靠计算资源是做不到这一点的，这些东西也很难打破。）但区块链中最薄弱的一环是，嗯，你就是用户。

如果你允许其他人使用你的个人密钥访问区块链，或者如果他们只是通过入侵你的电脑找到了，他们可以用你的信息对区块链进行添加，而且没有办法阻止他们。这就是为什么比特币在对主要市场的高度公开的攻击中“被盗”：受到损害的是运营市场的公司，而不是比特币区块链本身。而且由于被盗的比特币是通过区块链验证并永久记录的过程转移给匿名用户的，因此无法找到攻击者或找回比特币。

区块链还能做什么？

区块链技术始于比特币，但这是一个如此重要的想法，它并没有在那里停留太久。一个不断更新的系统，任何人都可以访问，通过非集中化网络进行验证，而且非常安全，有很多不同的应用程序。摩根大通（JP Morgan Chase）和澳大利亚证券交易所（Australian Stock Exchange）等金融机构正在开发区块链系统，以保护和分发金融数据（用于传统货币，而不是比特币等加密货币）。比尔和Melinda Gates基金会希望利用BooStand系统为数十亿无法负担普通银行账户的人提供免费的分布式银行服务。

像Hyperledger这样的开源工具正试图让区块链技术为更多的人所用，在某些情况下，这样做并不需要巨大的处理能力来保护其他设计。协作工作系统可以通过区块链技术进行验证和记录。几乎所有需要不断记录、访问和更新的内容都可以以同样的方式使用。

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