区块链运行机制介绍

区块链简介

区块链技术是构建比特币区块链网络和交易信息加密传输的基础技术。 它解决的核心问题是在没有可信中心节点和可信通道的情况下，如何在网络中分配节点。 达成共识。 区块链被定义为分布式账本，即区块链的每个节点都拥有系统中所有交易的信息和数据。 因此，区块链系统是极其健壮的，因为每个节点只是系统的一部分，每个节点权利平等，拥有相同的账本，破坏部分节点根本不会影响系统。 另一方面，区块链的运行机制也保证了交易的安全性。 在一个庞大的系统中，除非你能控制大多数节点，否则系统仍然会参考大多数节点的意见来决定什么是真实的，因此修改一部分账本是没有意义的。 最后，区块链没有中心化中介比特币系统运行机制，交易成本大大降低比特币系统运行机制，交易效率大大提高。 正是因为区块链的安全性、健壮性和高效性，被认为是未来颠覆世界的技术。

区块链分类

区块链按照去中心化程度可以分为公有链、联盟链和私有链三大类。

公链没有官方组织和管理机构，没有中心服务器，参与公链的节点可以不受控制地按照系统规则自由接入网络，节点基于共识机制工作。 比特币是典型的公链。 公链适用于网络节点之间不存在信任的场景，所有用户都可以进入公链成为节点之一。

联盟链由多个组织共同发起，介于公有链和私有链之间，具有部分去中心化的特点。 联盟链的参与成员是预先设定的，具有特殊性，适用于连接多家公司或中心化组织的场景，例如银行间清算。

私有链一般建立在企业内部，根据企业的要求制定系统的运行规则。 修改甚至读取权限仅限于少数节点，同时仍保留区块链的真实性和部分去中心化。 进入私有链的成员仍然由中心控制和制定，节点可以通过授权进入。 比如金融领域的联盟可以是私有链。

在公有链、联盟链和私有链这三种区块链中，只有公有链真正解决了信任问题，联盟链和私有链还是基于一定的信任机制。 而正因为公链通过挖矿完全替代信任机制，工作量证明机制，公链挖矿消费的表现不容小觑。 公链的性能是三种区块链中最低的。

区块链运行机制

区块链技术是一种全民参与的记账方式。 区块链的运行基于以下基本机制：

1）账簿公开机制

2）身份和签名机制

3）旷工挖矿机制

我们把区块链系统想象成一个封闭的村庄。 每个村民或每个家庭都可以成为区块链上的一个节点。 每个节点都有一本村里所有交易的账本，账本是公开的。 只要账本的初始状态是确定的，每笔交易的记录都是可靠有序的，就可以计算出每个人目前持有多少钱。 按照普通人的想法，即使村民之间的交易可以公开，但村民肯定不希望全村人都知道自己有多少私房钱，所以在区块链中，交易是公开的，但是参与节点都是匿名的。 参与区块链的节点不使用真实身份进行交易，而是使用唯一ID。 该ID的数字签名将包含在两个节点的交易消息中，以确保交易信息来自交易方发起的相应交易。

那么在区块链系统中，节点是如何完成支付和交易的呢？ 假设在村里，老王和老张分别是区块链的两个节点。 老王要付给老张10个比特币。 老王首先要问问老张的身份证。 比如老张的ID是ABC。 老王的 ID 是 XYZ。 这时，区块链中发生了一笔交易。 XYZ要给ABC 10个比特币，于是老王写了一张单子递给老张。 为了追溯资金来源，除了收款人信息外，还有名单上10个比特币的来源信息。 如示例中所记录的，比特币源自账簿的第一页。 表格写好后，老王会在表格上加上自己的数字签名（私钥加密），让老张验证这10个比特币确实是老王的。 老张收到签名后，用老王的ID（公钥），即XYZ来验证自己的签名，证明这个表格是老王发来的。

至此，老张确定订单是老张发出的，但问题是，老张是如何确定老王有足够的比特币来支付的呢？ 如果在非中心化系统中，如果老王要给老张转账，老王是否有足够的余额支付，是由中介银行决定的，而在区块链系统中，是负责这个决定工作的人是旷工组织。 当老王把交易单发给老张时，他会把交易信息广播给旷工组织。 缺勤组织中的各缺勤组收到交易订单后，负责确认交易并将交易记入账簿。 旷工团队将因执行交易订单确认操作而获得奖励。 让我们看看旷工组是如何工作的。

旷工团队的具体工作是生成如下交易清单。 首先旷工组收到老王和老张之间的交易信息，将这笔交易写入交易列表的栏目，然后旷工组成员找到当前账本的最后一页，复制其序号进入“上次交易流水号”栏目。 填写这一步，旷工组的工作还没有完成，旷工组成员将交易列表、之前的交易号和随机数进行哈希运算生成一个票号，票号的值在区块链有具体规定。 例如目标号码的前N位需要为0，由于交易列表和最后一笔交易号码是不可变的，缺勤组成员需要不断改变随机数的值来生成账单号码符合规定。 区块链会自行调整票据编号规则，使生成时间为10分钟。 旷工组得到一份有意义的账本纸（这个账本也是一个区块）后，为了得到奖励，必须立即向其他组确认自己的工作成果。 因此，缺席组会立即广播自己生成了有效区块的信息，并请其他组确认。 其他团队在收到此类确认信息后会立即停止工作，以确认该区块的有效性。 确认完成后，区块将进入主账本，后续的挖矿工作将以更新后的主账本为准。

对于挖矿团队来说，在发出账纸的时候，如果之后收到其他组发出的账纸，并且“最后一页账纸的编号”是自己发出的账纸，那么就代表他们自己发出的账纸这项工作的成功得到了其他团体的认可，因为已经有团体继续处理他们的账本文件。 老张看到大部分群都确认了交易，心想交易成功了。

总结区块链中的交易流程如下，

第一步，币主A会用自己的私钥在上一笔交易（比特币的来源）和下一位币主B上进行数字签名，并将这个签名附在交易单上；

第二步，A向全网广播交易指令，B和缺席组织都可以收到交易指令；

第三步，缺席节点通过求解对应的随机数生成合格的哈希值，争夺新区块的创建权，争取比特币奖励；

第四步：缺席节点找到解决方案后，将记录在区块中的带时间戳的交易广播到全网，并被全网其他缺席节点校验；

第五步，其他公共节点检查区块的正确性。 如果没有错误，他们将承认该区块是合法的并竞争下一个区块，这就形成了一个合法的记账区块链。