从架构师的角度看区块链——共识算法、挖矿和比特币

进入2018年，区块链和比特币的热度直线上升。 作为“经典互联网”的一员查看比特币交易记录，比特币的概念虽然不被认可，但作为其底层技术的区块链仍然是值得研究的地方。

1、区块链是构建比特币的基础技术。 区块链实际上是一个去中心化的链式分布式数据库，使用密码学生成，里面的数据不可篡改。 前4年出块奖励为50个比特币，之后每生成21万个区块奖励减半，目前为25个比特币。 以目前的速度，平均每10分钟产生1个区块。 1个区块只有1M的存储空间，只够写入2000笔比特币交易。

区块链有3个特点

1. 历史生成的区块无法更改

2. 新区块只能在最新区块之后产生

3. 新区块必须满足一定条件才有效

2. 区块链目前分为三种主要类型：

1.公链：典型应用包括比特币和以太坊

2、联盟（行业）区块链：典型应用包括Hyperledger

3.私有区块链

3. 区块分为区块头和区块体两部分。

区块头为80字节，包括：

1、前一个区块的哈希值，32字节

2.时间戳，4个字节（每10分钟一维）

3.随机数，4字节

区块体包括10分钟内选择的交易记录。 如果10分钟内产生2本法律书籍，则采用少数服从多数的原则，只使用多数。 也就是说，区块链最快10分钟生成一个账本。

第一笔交易是用于奖励矿工的特殊交易，由矿工自己加入到区块中。

4. 区块链是一个6层​​模型，从下到上：

1、数据层：区块定义、加密算法、时间戳

2、网络层：P2P、组播通信

3. 共识层：Paxos、Pos、Pow

4.激励层

5.合约层

6、应用层：账本、直播、短视频、购物、广告

5. 区块链工作流程

1. 向全网广播新的数据记录

2.接收节点检索接收到的数据记录信息

3. 全网所有接收节点对区块执行共识算法

4. 区块通过共识算法过程后，被纳入区块链进行存储，全网节点指示接收该区块，指示接受的方式是看区块的随机哈希值作为最新的哈希值

六、区块链包括哪些技术

1.点对点

2、加密算法和签名，非对称加密——区块链采用ECDSA查看比特币交易记录，specp256k1，相当于DSA和非对称加密ECC的结合。 hash - 区块链使用 SHA256，

3.默克尔树Merkle，相当于对区块中的所有交易记录进行快照。 区块中交易记录的任何变化都可以通过 Merkle 根哈希检测到，主要用于简单的支付验证。

4. 工作量证明机制——共识算法（Pow），用于确认你是否完成了一定的工作量。

下一章会介绍区块链的几种共识算法和挖矿的内容