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科普 || 3分钟看懂区块链出现的意义
科普 || 3 分钟看懂 “区块链”
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入门区块链，首先要从比特币的基础概念学起，今天我给大家通俗的解释下比特币中的几个基本名词。
一、节点
在比特币网络中，每一个联网的账户（也就是比特币地址）都是一个节点。 当我们登陆比特币钱包时，钱包内部就自动帮我们作为一个节点接入到了比特币网络中。
其中拥有全网完整区块链账本数据（完整数据很大，下载下来要好几百个 G）的节点叫做全节点，全节点负责比特币转账交易的广播和验证，保存着全网完整的账本数据。另外我们常用的钱包如 imtoken 则是轻节点钱包，主要保存自己账号相关的数据。
二、矿工
比特币的交易数据都需要保存到一个一个的数据区块上，区块每十分钟左右产生一个。矿工就是负责生产新的区块，并将全网的交易数据记录到区块上的节点。
三、挖矿
上面说到比特币网络中每十分钟左右产生一个新的区块，这个区块并不是自动产生的，而且由全网的矿工竞争“找”出来。“找”到这个新区块的矿工就能得到奖励，最早是 50 个BTC，每四年左右减半一次，从09年到现在已经减半两次，变成 12.5 个BTC。另外找到新区块的矿工还能将全网的交易打包（记录）到区块中，那么这些交易的手续费都归该矿工所有。
所以找到新区块的矿工能得到两种奖励，
- 一是新区块奖励；
- 二是交易手续费。
矿工节点其实就是普通节点，只是他们希望得到记录交易和发掘新区块的奖励，因此去和全网的其他矿工竞争。这个竞争发现新区块的过程，就是挖矿的过程。
比特币网络中每10分钟生成一个区块，也就是每十分钟左右进行一次竞争，当一个矿工找到了新区块，其它的矿工立马停止竞争，并在该区块基础上寻找下一个区块。
四、算力
比特币全网的矿工有很多很多，为了公平公正的让大家竞争，比特币采用了“大家一起寻找随机数” 的机制。
寻找随机数的过程，是矿工用矿机（专业的计算设备）进行穷举法，来碰撞这个随机数。第一个碰撞到随机数的矿工就在此次竞争中获胜，并得到新区块的奖励，并将这段时间内的交易记录进新的区块。
穷举法就是不断地列举数字，所以谁的矿机列举数字的速度越快，碰撞到的概率越大，这个速度就是「算力」，即矿机的计算能力。挖矿成功的概率就等于矿工掌握的算力所占全网总算力的百分比。
比如现在全网算力100，我个人算力占比全网10%，也就是10算力。那么每次的竞争我都有10%的概率竞争到记账权。当然并不代表10次就一定有一次会成功，随机事件都有运气成分，就好比抛10次硬币不一定就是5次正面和5次反面。
寻找随机数的过程是绝对公平的，因为比特币采用的哈希算法是不可逆的算法，即不能用任何方法逆向直接推导出结果，只能采用不断的穷举数字碰撞。而验证结果却非常简单，只要比对矿工找到的随机数符不符合要求。
五、工作量证明
某个矿工竞争成功最先找到了这个随机数，即表示这次竞争他是第一个发现新区块的节点，他就把这10分钟左右里产生的所有交易记录到区块里面，叫做“打包交易” 。然后把这个新区块广播（通知）出来给其它的节点验证这个区块数据有没有问题。
这个广播通知的过程，就相当于告诉其它节点：
我已经通过自己付出的努力和成本，找到了这个区块，请你们停止竞争寻找下一个区块把。
这 “付出的努力和成本” ，就是 “工作量”。把区块告诉其它节点，就是证明自己的付出，所以叫 “工作量证明”。当其它节点看到该矿工广播出来的区块，就承认该矿工付出的工作量是最多的，因此他又权利来记账并获得奖励。
这就好比：
我拿出花了很长时间完成的DIY作品给朋友看。朋友看到这个复杂的东西，就知道我花了很多时间和精力，而并不需要在我做作品时候，一直在旁边盯着我。这个作品就证明了我花的工作量。
所以比特币这种依靠工作量来证明记账权，让大家来达成共识的机制叫做 Proof of Work，即工作量证明机制，简称 POW。
六、区块
区块表示计算机存储里的一种数据结构，本质上是一串代码，并不是想象中的有形状的小方块。它存储了很多数据，主要包含了两部分信息：
第一部分、是该区块的“身份信息”。 比如区块诞生时间、区块高度（第多少个区块）、区块哈希值、区块的体积大小（字节）。这些信息证明区块的有效性，是和上一个区块连接起来的，并给下一区块提供身份信息。
第二部分、是最重要的交易信息。 在上一区块产生后到这一区块出现的时间间隔里，没有被打包的有效交易，都可以被记录在该区块上。
七、区块链
上面说了每个区块的第一部分信息包含了区块的诞生时间，也就是时间戳。在整个比特币网络中，就会将所有的区块严格按照时间戳的先后顺序，连接起来，可以想象成无数小方块挨个连接的一条链子。因此叫做“区块链”。
在比特币中，只存在一条最长的链，叫做“主链”。
