绪论

前言

人类文明的整个发展历程，都伴随着记账科技的持续演化。

按照科技发展的一般规律，可将记账科技从古至今的演化过程大致分为四个阶段：单式账本、复式账本、数字化账本、分布式账本。

• 单式账本：'某日收到张三白银 3 两'
• 复式账本： '某日收到张三白银 3 两 -- 李四'， '某日向李四支付 3 两 -- 张三'
• 数字账本：计算机统一数据库
• 分布式账本：由交易多方共同维护同一个共享的分布式账本

区块链实际上是记账问题发展到分布式场景下的天然结果。

简介

• 概念：它是许多参与者共享的特定类型的数据库。这个特殊的数据库只是一个交易列表，记录着网络中发生的每笔交易。
• 特点:
  • 每个人都可以拥有自己的交易列表备份。
  • 强有力的货币激励措施消除各方之间信任成本。
• 解决了什么问题？
  • 摒弃信任中介。 （传统交易通常引入第三方来解决相互不信任的人进行的交易，如：支付宝、银行。）
• 如何做到？
  • 每个人都具有相同的交易列表，因此很难欺骗网络接受虚假交易。
  • 通过与一些加密算法和货币激励相结合，鼓励所有节点积极参与记账以及规避作弊。
  • 区块链几乎无法篡改。 改变历史记录的唯一方法是让大多数节点（矿工）同意这样做
• 坊间观点
  • 下一代价值互联网。- 蒸汽机之于第一次工业革命
  • 世界上最慢的数据库/庞氏骗局
  • 技术本身和商业运作是不同的，技术就是为了解决某一系列问题，其本身并不应该被抨击。

比特币本身仅是基于区块链这一技术的一种加密货币（除此之外还有莱特币、以太币等许多种加密货币）。

底层

区块链本质是一个分布式账本，每个节点都有该数据的副本。 既是账本那就要求：

• 各节点数据一致（数据的一致性和不可篡改性）
• 需要有人主动记账（区块生产和验证）
• 需要他人认可记账权，且认可新记的账（共识机制）

除此之外，区块链还拥有着以下特点：

• 透明性： 所有账本数据公开透明，任何人都可以查看。
• 匿名性： 任何一堆交易数据都没有明确的发送方和接收方，所有人都可以参与。

账本

节点中的账本通常保存的就是一条区块链， 在这个语境下，区块链是一种数据结构，用来存储交易记录。这个数据结构的基本组成部分是“区块”（Block），每个区块包含多条交易记录，并且区块之间通过加密哈希函数相互连接，形成一个链条。下面是一个区块链节点中账本数据结构的大致描述：

节点中的账本数据结构

- 1.区块（Block）
  - 区块头（Block Header）：
    - 前一个区块的哈希（Previous Block Hash）：指向前一个区块的哈希值，用于保持区块链的连续性。
    - 时间戳（Timestamp）：记录区块被创建的时间。
    - 难度目标（Difficulty Target）：用于挖矿过程中计算工作量证明（PoW）的难度。
    - 随机数（Nonce）：在工作量证明中用于找到满足条件的哈希值。
    - 梅克尔树根（Merkle Root）：该区块内所有交易的哈希值通过梅克尔树（Merkle Tree）计算得到的根哈希值，确保交易数据的完整性和一致性。
  - 区块体（Block Body）：
  - 交易列表（Transaction List）：该区块内包含的所有交易记录，每条交易通常包含输入、输出以及相关的签名等数据。

- 2.交易（Transaction）
  - 交易ID（Transaction ID）：交易的唯一标识符，一般通过交易内容的哈希值生成。
  - 输入（Inputs）：标识资金来源（即之前区块中某个交易的输出），通常包括一个指向之前交易的引用和解锁脚本。
  - 输出（Outputs）：标识资金去向，通常包括接收者的地址和锁定脚本。
  - 交易金额（Amount）：转账金额。
  - 数字签名（Digital Signature）：确保交易的合法性和发起者的身份验证。

- 3.默克尔树（Merkle Tree）
  - 是一种二叉树结构，叶子节点是交易的哈希值，非叶子节点是其子节点哈希值的哈希。根节点称为“梅克尔根”，用于快速校验区块中交易数据的完整性。

之后所有的探讨都围绕这个数据结构的由来、以及这个数据结构的作用展开。