最近，“區塊鏈”成為(wei) 一大熱詞。習(xi) 近平總書(shu) 記在中央政治局第十八次集體(ti) 學習(xi) 時強調，“把區塊鏈作為(wei) 核心技術自主創新重要突破口”“加快推動區塊鏈技術和產(chan) 業(ye) 創新發展”。最高層的前瞻判斷，讓“區塊鏈”走進大眾(zhong) 視野，成為(wei) 金融資本、實體(ti) 經濟和社會(hui) 輿論共同關(guan) 注的焦點。但是什麽(me) 是區塊鏈和比特幣，挖礦又是怎麽(me) 回事？今天就讓小編帶著大家走進區塊鏈的神秘世界。
 

區塊鏈和比特幣的誕生

2008年，一個(ge) 叫中本聰的網絡極客發表了一篇名為(wei) 《比特幣：一種點對點式的電子現金係統》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）的論文，也被稱為(wei) 比特幣的白皮書(shu) 。中本聰到現在我們(men) 也不知道是誰，這也為(wei) 比特幣技術蒙上了一層神秘感。可能這也是天才的魅力吧。

何為(wei) 區塊鏈

區塊鏈本質上是一個(ge) 去中心化的分布式賬本數據庫。

什麽(me) 叫去中心化？

舉(ju) 一個(ge) 中心化集中處理的例子，你要在某寶買(mai) 一部手機，交易流程是：你將錢打給支付寶-支付寶收款後通知賣家發貨-賣家發貨-你確認收貨-支付寶把錢打給賣家。

在整個(ge) 過程中，雖然是你和賣家交易，確牽扯到了第三方，支付寶。如果擴大到整個(ge) 互聯網，這個(ge) 中心集點變得至關(guan) 重要，假如支付寶係統發生問題，那麽(me) 影響範圍巨大。

而去中心化的處理方式就簡單多了，你隻需要和賣家交換錢和手機，然後雙方都聲稱完成交易，就OK了。

區塊鏈的運行機製

為(wei) 了方便理解，我們(men) 來看一個(ge) 簡單的去中心化模型：如果A借給了B100塊錢，這個(ge) 時候，A在人群中大喊：“我是A，我借給B了100塊錢！”，B也在人群中大喊：“我是B，A借給了我100塊錢！”，此時人群中所有人都會(hui) 在心裏默默記下了“A借給了B100塊錢”。在此時的借貸係統中不需要銀行，也不需要借貸協議和收據。假設當B反悔，那麽(me) 人民群眾(zhong) 就會(hui) 站出來說：“不對，我的小本本上記錄了你某天向A借了100塊錢！”。

區塊鏈的運行機製與(yu) 其類似，隻不過在裏麵加入了共識機製、分布存儲(chu) 、加密機製等等。

為(wei) 什麽(me) 要記賬

你可能會(hui) 問：“憑啥我要用我的計算資源給陌生的你記賬？我的小本本不要錢啊？”。

因為(wei) 記賬有獎勵！

為(wei) 了激勵大家記賬，中本聰在設計之初就規定了記賬有獎勵，也就是比特幣。

獎勵來源有兩(liang) 部分，一部分是記錄當前交易的手續費，比如A轉給B 10比特幣（BTC），那麽(me) 就要多拿出一小部分作為(wei) 手續費給記賬的人；另外一部分也是主要獎勵是來自係統默認獎勵。

那麽(me) 獎勵值是多少呢？中本聰最初設計是最初每十分鍾誕生一個(ge) 區塊，一個(ge) 區塊獎勵50BTC，每四年獎勵減半，2019年一個(ge) 區塊獎勵12.5BTC。

那麽(me) 作為(wei) 課外題我們(men) 可以算一下一共有多少個(ge) 比特幣。

所以說越往後獲得比特幣的收益越來越少，想加入挖礦大軍(jun) 的要趁早啊！

以誰為(wei) 準

既然記賬有獎勵，那麽(me) 大家都來記行不行呢？？

答案：NO。根據白皮書(shu) 裏麵的規定隻有一個(ge) 人有權利來記錄區塊。

那麽(me) 誰可以記錄呢？

中本聰給出的原則是工作量證明，礦工們(men) 競爭(zheng) 計算是一種基於(yu) 加密哈希算法的數學難題，最快計算出難題的正確答案，獲得記賬權。礦工需要付出算力去計算這道題，作為(wei) 礦工計算這道題的證明，被稱為(wei) “工作量證明”。說到這裏，是不是很熟悉了，對，就是挖礦。那麽(me) 挖礦具體(ti) 是什麽(me) 意思呢？接下來我們(men) 簡單了解一下。

挖礦

我主要介紹一下挖礦的原理和為(wei) 啥這麽(me) 難。

在了解這個(ge) 問題之前，我們(men) 先了解比特幣原理中哈希函數SHA256，該函數可以將任意長度的信息都轉化為(wei) 256位的二進製形式，但是給你一個(ge) 256位二進製數據很難推出原數據，另外還有一點如果原數據中有任意微小改動，它生成的256位二進製數據就會(hui) 發生巨大變化。

那麽(me) 進入正題，為(wei) 什麽(me) 挖礦這麽(me) 難呢？

我們(men) 以節點A為(wei) 例，A在接收到廣播的交易消息之後會(hui) 將：

1、區塊鏈當前最後一塊的頭部信息+交易賬單信息+時間戳+其他+隨機數組成一個(ge) 字符串，假設為(wei) M。

2、將M進行兩(liang) 次SHA256運算也就是：Hash=SHA256(SHA256(M))，得到一個(ge) 256位的二進製數N。變態就在這裏，根據中本聰的設計，要求算出來的這個(ge) Hash值N前n位為(wei) 零，才能被認可接入區塊鏈中。

那麽(me) 如何做到前n位為(wei) 零呢？在剛才的字符串M中，你唯一能改變的隻有隨機數，所以你隻能不停的改變隨機數一次又一次的去重複嚐試。而難度的另一個(ge) 關(guan) 鍵就是n，顯然n越大，計算難度就越大。中本聰在當時設計的時候，要求在10分鍾內(nei) 誕生一個(ge) 區塊，也就是全世界礦工們(men) 10分鍾內(nei) 的計算力與(yu) 2的n次方相比較，如果近似相等則確定當前n的值，所以說n的值是不斷變化的，隨著礦工數量增加，計算力的提高，n的值會(hui) 不斷增加，也就是挖礦難度越來越大了，有點惡性循環的意思了。

保密性

區塊鏈是如何保證數據的安全性呢？

這裏主要是兩(liang) 個(ge) 問題：

1.接受到的這個(ge) 交易記錄確實是由發起交易的人所創造。

2.接受到的這條交易記錄在傳(chuan) 輸過程中沒有被其他人所篡改。

在區塊鏈中主要是以電子簽名的認證方式，用戶在注冊(ce) 是會(hui) 分配一個(ge) 私鑰和一個(ge) 公鑰，私鑰是我們(men) 要保管好的。

我通過簡單的描述介紹一下這個(ge) 過程，希望大家理解。

假設A向B轉賬10BTC，那麽(me) A首先通過哈希函數SHA256對交易信息進行處理，得到固定長度字符串，再通過A的私鑰對這個(ge) 字符串進行加密形成簽名，然後A對全網進行廣播，內(nei) 容包括A向B轉賬10BTC這件具體(ti) 記錄、自己的公鑰和加密之後形成的簽名。而網絡中的其他人在收到這個(ge) 廣播信息後，首先會(hui) 通過哈希函數SHA256對這個(ge) 具體(ti) 信息進行運算，得出摘要，接下來，通過A廣播來的公鑰對電子簽名進行解密，將解密後的結果與(yu) 摘要信息進行對比，如果一樣，則收下進行挖礦，反之則拋棄。

區塊鏈技術在海事航保方向應用的暢想

AIS是一種應用於(yu) 船和岸、船和船之間的海事安全與(yu) 通信的新型助航係統。他最大的特點就是在海上航行的船舶之間可以動態地進行信息交互，想象一下，海上大大小小的船隻，像不像一個(ge) 個(ge) 獨立又互相聯係的節點，而這一點與(yu) 區塊鏈中的分布式觀點非常類同，如果以現有的AIS係統形成的網絡結構為(wei) 基礎，構建區塊鏈模式，正好可以發揮區塊鏈的優(you) 勢那就是信息共享和防篡改功能。

信息共享：目前AIS係統傳(chuan) 遞的信息主要是船舶的屬性參數和定位信息，其中定位部分是使用的是GPS定位，如果應用北鬥定位中短報互文功能可以將傳(chuan) 輸的信息內(nei) 容豐(feng) 富化，這樣區塊鏈上的船舶之間可以有更多樣的信息交互，比如貨物貿易。

防篡改功能：利用區塊鏈的安全性優(you) 勢，如果想惡意篡改某條船舶信息，必須要修改區塊鏈上51%的區塊信息。所以船舶信息是無法私人去更改的。

結束語

區塊鏈是一項新型的模式，其最大特點就是去中心化和高安全性。也正是這些特點區塊鏈在金融監管、物聯網、共享經濟、數字貨幣等方麵都可能會(hui) 引發革命性的顛覆。

以上這些是小編對於(yu) 區塊鏈和比特幣等知識的一些淺薄理解，當然還有關(guan) 於(yu) 區塊鏈的其他問題，比如“雙花問題”等，也希望大家能互相交流，有什麽(me) 問題還請大家多多指正。謝謝！

來源：東(dong) 海航海保障中心