《区块链到底是什么？下》

上接前篇 《区块链到底是什么？上》

有点意思！那么我们是怎么把纸密封的呢？

下面我们说说怎么密封的。

魔法机器

想象一下，有这么一种机器，它被厚厚的墙包围着。你在一个盒子里装了些东西，然后把这个盒子从机器左边放进去，之后这台机器会吐出一个箱子，这个箱子里装了些另外的东西。

这台机器就是“哈希函数”，但是我们不想把文章写得太学术。所以，还是叫它“魔法机器”吧。

假设，你从左边把数字4放进去，那么我们发现，魔法机器输出了下面的内容：dcbea。

它是怎么把数字4转换称这几个字母的呢？其实没人知道它是怎么转换的。而且，这是个不可逆的过程。就算给你"dcbea"，你也不可能知道这台机器从左边接受到的是什么内容。但是，每次你把数字4发送到这台机器，它总是给你输出“dcbea”。

如果我们发送别的数字会怎么样？比如26；

输入26，机器输出了“94c8e”。因缺思婷。

下面我问你个问题：

要想让机器输出以3个0开头的内容，我应该从左边给机器发送什么内容？比如说，我想让机器输出000ab，00098，或者000fa。

想一下这个问题。

我上面说过，这台机器有一个性质，就是即使我们知道它的输出，也无法计算出我们应该输入什么。对于这样的一种机器，我提的那个问题有什么解决办法吗？

我想到了一种解决办法。就是把所有的数字都试一遍，直到最后输出了以3个0开头的内容。

如果运气好的话，试了几千次之后，我们就能得到我们想要的内容：

要想根据输出来推导出输入非常的困难。但是，这样就非常容易验证输入是否能匹配输出。还记得吗，这台机器对于同一个数字的输出都是一样的。

假如给你个数字，比如72533，你觉得把这个数字发送到那台机器里，最终的输出是以3个0开始的内容的难度有多大？

你需要做的只是把那个数字发送到机器里，看看它的输出符不符合要求就行了。就这么简单。

这种机器最重要的性质就是：给定输出，要想推导出输入及其困难；但是给定输入，要想验证输出则非常容易。

请记住这个特性。

如何使用这种机器去进行密封呢？

我们将使用这台魔法机器去把我们的纸给密封起来。让我们从一个想象的情景开始。

想象一下我给你两个盒子。第一个盒子里有一个数字20893.然后我问你：你能不能算出这样一个数字，当把这个数字与第一个盒子里的数字相加，之后发送到那台机器，让机器输出一个以3个0开头的内容？

这和我们之前的问题有点类似，而我们已经知道，只有一种方法能计算出这个数字，那就是一个一个试。

试了几千次之后，我们碰到了一个数字，21191，把它和20893相加，21191+20893 = 42084，然后把它发送给那台机器，输出的内容符合我们的要求。

在本例中，这个数字21191就是数字20893的封条。假设有一张纸上的内容就是数字20893.为了把这张纸封住(这样就没人能篡改里面的内容)，我们把“21191”盖在这张纸上。只要把封条数字(21191)盖在纸上，那张纸就被密封了。

那个封条数字就是“工作量证明”，这个数字表示花了多少力气去计算。但是我们还是叫它“封条数字”好了。

如果有人想去验证一下纸里的内容有没有被修改，那么他要做的就是：把纸里的内容加上封条数字然后发送给魔法机器。如果魔法机器输出的内容是以3个0开头的，那么表明纸里的内容没有被修改过。如果魔法机器输出的内容不符合要求，那么我们就可以把那张纸扔掉了，因为它的内容已经被修改了，也就没有用了。

我们将使用一个类似的密封机制来把我们所有的纸都密封起来，最后把他们放到各自的文件夹里。

最后，把我们的纸密封上

为了把这些记录着网络交易信息的纸都密封住，我们需要计算出一个数字，当把这个数字添加到交易列表内容里在发送到魔法机器后，我们能得到一个以3个0开头的内容。

注意，我说“以3个0开头的内容”只是举个例子。只是用来说明哈希函数是怎么运作的。实际的情况要比这个复制得多。

一旦算出那个数字之后，就用那个数字把那张纸密封起来。一旦有人想修改纸里的内容，封条数字就能让任何人去验证纸里的内容。

现在我们知道了如何把纸给密封起来，让我们回到上面的步骤，也就是我们在纸上写了十条交易信息，这时候没有地方记录更多的信息了。

一旦大家的纸都写满了，那么他们就开始计算那个封条数字，以便把纸封到文件夹里去。网络里的每个人都参与计算。第一个算出封条数字的人就大声告诉大家他算出来了。

一旦听到有人算出来了，大家就开始验证这个数字对不对，输出的内容是否符合要求。如果通过验证，那么大家都用这个封条数字把各自的纸密封起来，放到文件夹里去。

假如有人，比如说7号，他验证的时候发现封条数字不符合要求，怎么办？这种情况不太常见。原因可能是：

• 他可能漏掉了一些交易信息
• 他可能把交易信息写错了
• 他可能在记录交易信息的时候，曾经试过作弊或者欺骗

不管原因是啥，7号只有一种选择：扔掉他自己的纸，然后从别人那抄一份，这样他也能把纸放进文件夹里。如果他不把纸放进文件夹里，他就不能继续记录交易信息。也就是无法继续参与这个网络。

那么既然有别人会去计算封条数字了，为什么还要每个人都去算呢？直接坐着等结果就好了

这个问题问得好。这涉及到了激励因素的问题。每个参与区块链网络的人都能获取回报。第一个算出封条数字的人将获得一笔奖金，奖励他的贡献。

比如，如果5号算出了封条数字，那么他将获得一笔奖金，比如1美金。

这就是比特币的基本原理。它是区块链上的第一种货币。作为回报，奖励那些为比特币网络做出贡献的人，他们将获得比特币。

当有足够多的人拥有比特币的时候，它们的价值就会提升，这也会促使其他人想拥有比特币；这又反过来提升了比特币的价值；然后又促使更多的人想拥有比特币；如此循环往复。

一旦所有人都把纸放进文件夹之后，他们就拿出新的纸来，继续重复上面的步骤----直到永远。

可以把一张纸视为一个交易区块，把文件夹当作那些纸的链，这样就构成了区块链.

我的朋友，这就是区块链的工作原理。

然而还有一件事，我没有告诉你。

假如文件夹里已经有五张纸了，这些纸都用封条数字密封着的。如果我去拿了第二张纸，为了自己的私利修改了一个交易，这样的话怎么办？封条数字会让大家监测到有交易被修改了，对吧？但是如果我再狠点心，计算出一个新的封条数字，用这个新数字把那个修改过的纸给封住，这样的话要怎么办？

为了防止这种情况的发生，这就要介绍一下封条数字是怎么计算出来的。

防止修改封条数字

记得上面我说过，我给了你两个盒子，一个装有数字20893，另一个是空的，对吧？在现实情况中，要想计算区块链的封条数字，你有三个盒子而不是两个。

当三个盒子里的内容都被加起来发送到魔法机器里的时候，机器输出的内容必须符合必要的条件。

我们已经知道，一个盒子保存着交易列表信息，一个盒子将用来保存封条数字。第三个盒子保存着魔法机器为上一张纸输出的内容。

通过这个技巧，我们就能保证每张纸的内容其实是依赖于它的前一张纸。因此，如果有人修改了以前的纸的内容，那么他必须把那张纸之后的所有内容和封条数字都改了，才能保证区块链的内容是一致的。

如果有个人(最开始我们说的那十个人中的一个)想作弊，并且篡改区块链的内容(保存着交易信息的文件夹),他必须修改好几张纸的内容，并且计算出这些纸的新的封条数字。而我们已经知道要想计算出封条数字是十分困难的。因此，网络中的一个不诚实的人，是打不赢另外九个诚实的人的。

那个不诚实的人修改了某张纸的内容，这会在网络中创造出另外一条链，但是这条链永远也赶不上那条诚实链-----因为一个人的努力和速度比不上九个人的努力和速度。因此，这就保证了网络中最长的链就是那条诚实链。

假如不是一个人，而是6个人不诚实呢？

这种情况的话，那个协议就会失败。这称之为“51%攻击”。如果网络中的大多数人都选择做不诚实的人，想作弊，想欺骗网络中剩下的诚实的人的话，那么协议就会失败。

这也是区块链会失败唯一原因。虽然这不太可能发生，但是我们必须知道这个系统的缺点。区块链系统是建立在假设多数人都是诚实的这个基础之上的。

这就是区块链的所有知识了。如果你发现有人问“区块链到底是啥子？”，你就可以跟他们解释解释了。