简单告诉你区块链是如何工作的？

简述区块链的工作原理。 A 想向 B 汇款。该交易由网络上的一个块表示。区块广播给网络中的所有参与者，参与者同意交易有效，区块加入链上，提供永久透明的交易记录，资金从A转移到B。一个账户全网人人都能找到。

我们可以看到，在这个分布式数据库中描述比特币的工作机制，记账不是由个人或中心化主体控制，而是由所有节点维护和共同记录。所有单个节点都不能被篡改。如果要篡改记录，则需要同时控制全网51%以上的节点或算力。区块链中的节点数量是无限的，并且一直在添加新节点。这基本上是不可能的。

区块链的本质是一个相互验证的公共记账系统。该系统所做的是记录所有帐户中发生的所有交易。每个账户金额的每一次变化都会记录在全网的总账中。每个人手里都有一个完整的账本。每个人都可以独立统计历史上每个账户在比特币系统中的所有账户，也可以计算出任意账户的当前余额。

由于所有数据都是公开透明的，任何人都可以查看其源代码，人们会信任这个去中心化的系统，而不必担心其中是否隐藏着什么阴谋。

6层区块链模型

区块链的基本模型分为6层：数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。每一层完成一个核心功能描述比特币的工作机制，相互配合，实现去中心化的信任机制。

数据层：数据块、链式结构、时间戳、哈希函数、默克尔树、非对称加密；

网络层：P2P（点对点）网络、传播机制、验证机制；

共识层：pow（工作量证明）、pos（股权证明）、dpos（共享授权证明）；

激励层：发行机制、分配机制；

合约层：脚本代码、算法机制、智能合约；

应用层：可编程货币、可编程金融、可编程社会；

大部分属于技术领域，不再赘述。

区块链的发展

区块链1.0：可编程，以比特币货币为代表，更多指数字货币领域的创新，如货币转账、兑现、支付系统等；

区块链2.0：基于区块链的可编程金融。更多的是合约的一些创新，尤其是商业合约和交易的创新，比如股票、证券、贷款、清算和结算，所谓的智能合约等。

区块链3.0：区块链在其他行业的应用。它更多地对应着人类组织的变革，包括健康、科学、文化以及基于区块链的正义、投票等。

区块链的基本类型

公链

公链是指世界上任何人都可以读取、发送、有效确认交易的区块链，也可以参与共识过程。

公链具有以下特点：

1、保护用户不受开发者的影响，在公链中，程序开发者无权干涉用户，区块链可以保护其用户；

2、访问门槛低，任何人都可以访问，只要有能上网的电脑，基本的访问条件都可以满足；

3、默认所有数据都是公开的，公链中的每个参与者都可以看到整个分布式账本的所有交易记录。

私链

私有链是指写入权限仅掌握在一个组织手中的区块链。读取权限或打开权限受到限制。

私有链有几个特点：

1、交易速度非常快私有链的交易速度可以比任何其他区块链都快，甚至接近非区块链的常规数据库的速度。这是因为即使是少数节点也具有很高的信任度，并且每个节点都不需要验证交易。

2、更好的隐私保护 私有区块链使该区块链上的数据隐私政策与另一个数据库中的完全相同；无需处理访问权限并使用所有老式的，但至少，这些数据不会向任何有互联网连接的人公开。

3、交易成本大大降低甚至为零。完全免费或至少非常便宜的交易可以在私有链上进行。如果一个实体控制和处理所有交易，那么他们不再需要为这项工作付费。

4、有助于保护基本产品不被破坏。银行和传统金融机构使用私有链来保证他们现有的利益，甚至原有的生态系统不被破坏。

联盟链

联盟链是指共识过程由预选节点控制的区块链。仅针对特定群体的成员和有限的第三方，指定多个预选节点为记账人，每个区块的生成由所有预选节点共同决定。

联盟链的几个特点：

1、交易成本更便宜。交易只需要经过少数高算力的可信节点验证，无需全网确认。

2、是节点连接良好，故障可以通过人工干预快速修复，并允许使用共识算法减少出块时间，从而加快交易速度。

3、是的，如果限制读取权限，可以提供更好的隐私保护。第四，更灵活。如果需要，运行私有区块链的社区或公司可以轻松修改该区块链的规则、恢复交易、修改余额等。

区块链共识机制

区块链共识机制的目的是解决信任问题，解决两个完整的问题。陌生人之间的信任问题。通过特殊节点的投票，在极短的时间内完成交易的验证和确认。

区块链上有很多共识机制，并不是所有的都适合所有具体的应用场景，共识需要在具体的应用场景中讨论。这里我们讨论三种最常见的共识机制：

1、工作证明

简称Pow，通常只从结果来看，因为监控工作过程通常是繁琐且低效的。比特币在区块生成过程中使用了 pow 机制。

Pow 依靠机器进行数学运算获得记账权，资源消耗大，共识机制高，监管弱。同时，每次达成共识都需要全网参与运行，性能效率低，容错性低。性方面，允许全网50%的节点失效。

Pow的优势：完全去中心化，节点自由进出

Pow 的缺点：目前比特币已经吸引了全球大部分的算力，而其他使用 Pow 共识机制的领域区块链应用很难获得相同的算力来保证自身的安全。挖矿造成大量资源浪费，共识周期长。

2、权益证明

简称POS，权益证明机制的工作方式是，当一个新的区块被创建时，矿工需要创建一个“币权”交易，该交易会根据自己的情况向矿工发送一些币到预设的比例。

权益证明机制根据每个节点所拥有代币的比例和时间，按比例降低节点的挖矿难度，从而加快随机数的搜索速度。这种共识机制可以缩短达成共识所需的时间，但本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿操作。因此，PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以应用于商业领域的问题。

POS的优点：在一定程度上缩短了达成共识的时间，并且不需要大量的精力去挖矿。

POS的缺点：仍然需要挖矿，并不能从本质上解决商业应用的痛点；所有的确认都只是概率性的表达，不是确定性的东西，理论上可能还有其他的攻击影响。

3、分享授权证明

简称DPOS，类似于董事会投票，代币持有者投出一定数量的节点进行代理验证和记账。

DPOS的工作原理，每个股东根据其持股比例有相应的影响力，51%股东投票的结果将是不可逆转且具有约束力的，挑战在于通过及时有效的方法实现“51%的批准”。为此，每个股东都可以将其投票权委托给一名代表。得票最多的前 100 名代表按照既定时间表轮流出块。每个代表都被分配了一个时间段来产生块。

DPOS的投票模式可以每30秒产生一个新的区块，在正常网络条件下，区块链分叉的可能性极小，即使发生，也可以在几分钟内解决。

互联网解决了很多传统商业无法解决的问题。区块链可以解决很多互联网无法解决的问题，尤其是信息泛滥、信任缺失等问题，是商业的基础。