為什么說區(qū)塊鏈?zhǔn)?ldquo;信任的機(jī)器”?它是如何工作的?這有篇最簡(jiǎn)單的解釋!

區(qū)塊鏈的游戲規(guī)則是必須有足夠的人不想依靠第三方來(lái)進(jìn)行交易。 多少人才算“足夠多”呢?最少三個(gè)。

我們假設(shè)有十個(gè)玩家想放棄銀行或任何第三方，經(jīng)相互同意，他們?cè)诓恢缹?duì)方身份的情況下，擁有對(duì)方賬戶的詳細(xì)信息。至此，游戲開始。

一個(gè)空白賬本

每個(gè)玩家都從一個(gè)空白賬本開始，隨著“游戲”的開始，每個(gè)玩家不斷往這個(gè)空賬本上記東西，交易越來(lái)越多，賬本的頁(yè)數(shù)也在不斷增加。這個(gè)賬本就是我們追蹤交易紀(jì)錄的“寄存器”。

當(dāng)有交易發(fā)生時(shí)

系統(tǒng)中的每個(gè)玩家都擁有一個(gè)空白賬本，每當(dāng)有交易發(fā)生時(shí)，他們就將交易記錄在賬本上。

現(xiàn)在，假設(shè)2號(hào)玩家想給9號(hào)玩家轉(zhuǎn)10塊錢。為了進(jìn)行交易，2號(hào)在系統(tǒng)里吼一聲“大伙兒，我要給9號(hào)妹子轉(zhuǎn)10塊錢，你們快在賬本上記一下”。

接下來(lái)，每個(gè)玩家就開始檢查2號(hào)是否真的有10塊錢轉(zhuǎn)給9號(hào)，如果她真的有足夠的錢，那么所有玩家都會(huì)在賬本的空白頁(yè)記下這筆轉(zhuǎn)賬。這樣，一筆交易就算完成了。

交易繼續(xù)

隨著時(shí)間的流逝，系統(tǒng)里有越來(lái)越多的玩家需要轉(zhuǎn)賬給其他人。無(wú)論他們什么時(shí)候想轉(zhuǎn)賬，都只需要在系統(tǒng)里告訴所有玩家，只要有一個(gè)人聽到了，他/她就會(huì)將這筆交易記在賬本上。

記賬繼續(xù)，直到所有玩家將當(dāng)前的空白頁(yè)用完。假設(shè)一頁(yè)賬本能記十筆交易，當(dāng)十筆交易完成時(shí)，那么這個(gè)頁(yè)面就不能再繼續(xù)記賬。

這時(shí)候只需將這頁(yè)記錄保存到文件夾中，然后翻到下一個(gè)空白頁(yè)，繼續(xù)記賬就行。

那頁(yè)被翻過去的頁(yè)面

當(dāng)我們將記滿10筆交易記錄的頁(yè)面翻過去之前，需要使用系統(tǒng)中每個(gè)玩家都同意的“神秘鎖(密鑰)”來(lái)將它密封起來(lái)。通過密封，能夠確保一旦將這頁(yè)記錄的副本發(fā)放到每個(gè)玩家的文件夾中后，任何人都無(wú)法對(duì)它做出任何更改。一旦進(jìn)入文件夾中，它將永遠(yuǎn)被密封在里面。“密封”是這個(gè)游戲的關(guān)鍵所在。

如何密封頁(yè)面

在我們了解如何封印頁(yè)面之前，先來(lái)看看“封印”的工作原理。

魔法機(jī)器

想象一下，有一臺(tái)被厚厚的墻壁包圍著的機(jī)器，如果你從機(jī)器左邊發(fā)送一個(gè)包含著內(nèi)容的盒子進(jìn)去，在右邊，它會(huì)吐出一個(gè)包含其他內(nèi)容的盒子。

這臺(tái)機(jī)器被稱為“哈希函數(shù)”，但我們不必那么學(xué)術(shù)，所以就叫它魔法機(jī)器吧。

假設(shè)你從左邊輸入數(shù)字4，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它從右邊吐出下面的單詞：‘dcbea‘。

是如何將數(shù)字4轉(zhuǎn)換成這個(gè)詞的?沒人知道。 但我們需要知道這是一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的過程。 如果我們知道右邊出來(lái)的詞語(yǔ)是“dcbea”，是沒法計(jì)算出從左邊給機(jī)器輸進(jìn)了什么東西，但如果我們每次從左邊給機(jī)器輸進(jìn)數(shù)字4，右邊必然會(huì)出現(xiàn)詞語(yǔ)“dcbea”。

讓我們?cè)囋囕斶M(jìn)不同的數(shù)字，比如“26”。我們這次得到‘94c8e‘。有趣!

如果我問你下面這個(gè)問題：

你能告訴我應(yīng)該從機(jī)器的左側(cè)輸進(jìn)什么東西，以便我能從右側(cè)得到以三個(gè)零開頭的數(shù)字或單詞?例如，000ab或00098或000fa或其他內(nèi)容。

 我之前說過，這個(gè)機(jī)器有一個(gè)奇怪的屬性：如果我知道右邊輸出的東西，是沒辦法算出左邊輸進(jìn)了什么東西的。有這樣一臺(tái)機(jī)器，怎么可能回答得出上面的問題呢?

我想到一個(gè)方法，逐一嘗試每一個(gè)數(shù)字，直到我們得出以000開頭的詞語(yǔ)。或許經(jīng)過數(shù)千次的嘗試，我們能得到這樣的結(jié)果。

當(dāng)我們給定了右邊的輸出結(jié)果，要計(jì)算出左邊輸入的內(nèi)容，是非常非常困難的。但與此同時(shí)，驗(yàn)證既定的輸入內(nèi)容是否能產(chǎn)生所需的輸出結(jié)果卻非常容易。請(qǐng)記住，這臺(tái)機(jī)器每次都會(huì)針對(duì)一個(gè)詞語(yǔ)給出相同的輸出結(jié)果。

如果我給你一個(gè)數(shù)字，比如72533，然后問你“這個(gè)數(shù)字輸進(jìn)機(jī)器中，能得到一個(gè)以000開頭的詞語(yǔ)或數(shù)字嗎?” 你所需要做的就是把數(shù)字扔進(jìn)機(jī)器中，看看你在右邊得到了什么就行。

這臺(tái)機(jī)器最重要的特性就是：給定一個(gè)輸出，計(jì)算輸入非常困難，但如果有輸入和輸出，很容易就能驗(yàn)證輸入是否能夠得到這個(gè)輸出。

如何用這臺(tái)機(jī)器封存賬本頁(yè)

我們將使用這臺(tái)魔術(shù)機(jī)器為我們的頁(yè)面生成一個(gè)“ 印章 ”。

假如我給你兩個(gè)盒子。第一個(gè)盒子包含數(shù)字20893。然后，我問你：“你能算出一個(gè)數(shù)字，使它加上第一個(gè)盒子中的數(shù)字，然后送入機(jī)器，最后會(huì)給我們一個(gè)以三個(gè)零開始的單詞嗎?”在之前我們說過了，算出這個(gè)數(shù)字的唯一方法就是遍嘗宇宙中的每一個(gè)數(shù)字。

經(jīng)過成千上萬(wàn)次嘗試，我們偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字21191，當(dāng)它加上20893(即21191 + 20893 = 42084)并送入機(jī)器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)滿足我們要求的詞。

在這種情況下，數(shù)字21191就成為20893號(hào)的印章。假設(shè)有一個(gè)頁(yè)面上記有數(shù)字20893，為了封印該頁(yè)面，我們將在其上面放置一個(gè)標(biāo)記為“21191”的徽章。一旦密封號(hào)碼(即21191)能夠恰好“卡”在頁(yè)面上，頁(yè)面就被密封。

密封號(hào)碼被稱為“工作量證明”，意思是這個(gè)數(shù)字是辛苦算出它來(lái)的證明。

如果有人想驗(yàn)證頁(yè)面上的記錄是否被更改，他所要做的就是將頁(yè)面上的內(nèi)容與密封號(hào)碼一起添加到魔法機(jī)器中。如果機(jī)器得出的結(jié)果是以三個(gè)零的打頭的字，則內(nèi)容沒有被修改過。如果出來(lái)的單詞不符合我們的要求，那我們可以丟棄該頁(yè)面了，因?yàn)樗膬?nèi)容已經(jīng)被修改過了。

我們將使用類似的密封方法來(lái)密封我們所有的記錄頁(yè)面，并最終將它們安排在我們各自的文件夾中。

為了密封記錄交易內(nèi)容的頁(yè)面，我們需要計(jì)算出一個(gè)數(shù)字將它附加到交易列表中，然后輸入機(jī)器中，最后得出一個(gè)以000開頭的結(jié)果。

注意：“以三個(gè)零開頭的詞”只是我舉例來(lái)演示哈希函數(shù)的工作原理，真正的哈希結(jié)果比這更復(fù)雜。

一旦在機(jī)器上計(jì)算出該數(shù)字，該頁(yè)面就被該數(shù)字封印了。隨便一個(gè)人都可以通過封印密碼驗(yàn)證頁(yè)面內(nèi)容的完整性。

現(xiàn)在讓我們回到記錄完第十條交易的時(shí)間。只要這個(gè)頁(yè)面被用完了，每個(gè)玩家就會(huì)開始計(jì)算密封這個(gè)頁(yè)面的“封印密碼”。第一個(gè)計(jì)算出來(lái)的玩家會(huì)將封印密碼告訴系統(tǒng)內(nèi)的所有玩家。

一聽到封印密碼，每個(gè)玩家就開始驗(yàn)證這個(gè)密碼是否正確，如果密碼正確，每個(gè)玩家都用這個(gè)號(hào)碼標(biāo)記他們的頁(yè)面，并將其放在他們的文件夾中。

但如果有人，比如7號(hào)玩家說“這個(gè)封印密碼不正確，我驗(yàn)證不出來(lái)”時(shí)該怎么辦?這種情況極少發(fā)生，如果發(fā)生了，那么可能有以下原因：

1、他可能誤解了網(wǎng)絡(luò)中公布的交易;

2、他可能誤寫了網(wǎng)絡(luò)中公布的交易;

3、他可能為了自身的利益原因，試圖搞欺詐。

不管原因是什么，7號(hào)玩家只有一個(gè)選擇——丟棄他的頁(yè)面并從別人那里復(fù)制該頁(yè)面，以便他也可以將它放在文件夾中。

如果他不把他的頁(yè)面放在文件夾中，他就不能繼續(xù)記錄系統(tǒng)中交易，因此他也就不能繼續(xù)成為這個(gè)系統(tǒng)中的一份子。

有一個(gè)問題，如果我們都知道有一個(gè)人能算出密封號(hào)碼并將它公之于眾，為什么還需要每個(gè)人花費(fèi)時(shí)間資源去算呢，坐著等結(jié)果不就好了嗎?

因?yàn)橛袌?bào)酬!第一個(gè)算出來(lái)的人是能獲得酬勞的。這就是區(qū)塊鏈中的激勵(lì)機(jī)制。

舉個(gè)例子，假如5號(hào)玩家第一個(gè)算出了封印密碼，他就能獲得1塊錢的獎(jiǎng)金。在比特幣區(qū)塊鏈上，這個(gè)獎(jiǎng)金就是比特幣。獎(jiǎng)金促使每個(gè)玩家繼續(xù)為系統(tǒng)工作。

朋友們，這就是區(qū)塊鏈工作的原理。在這里，將賬本的每個(gè)頁(yè)面視為一個(gè)塊，整個(gè)賬本視為一條鏈，這就是區(qū)塊鏈。