3.3.2　区块链系统的运作

区块链是比特币的底层技术，它可以理解为一种公共记账的机制，它并不是一款具体的产品。其基本思想是：通过建立一组互联网上的公共账本，由网络中所有的用户共同在账本上记账与核账，来保证信息的真实性和不可篡改性。而之所以名字叫做“区块”链，顾名思义，是因为区块链存储数据的结构是由网络上一个个“存储区块”组成一根链条，每个区块中包含了一定时间内网络中全部的信息交流数据。随着时间的推移，这条链会不断增长。

比特币是迄今为止最为成功的区块链应用场景。2008年底，比特币之父中本聪发表了一个关于他研究的电子现金系统的九页白皮书，2009年初，中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上挖出了比特币的第一个区块——创世区块。

中本聪很清楚建立一个支付系统的信用必须解决防止“重复支付”问题，即不能造假币。中心化的信用系统是靠国家机器防止造假币。而中本聪的伟大创新是给每一笔交易“盖时间戳”（timestamp）。每十分钟一个区块（block：相当于网络账本），把这十分钟的全网交易都正确地盖上时间戳。根据亚当·斯密的观点：市场上的人是贪婪的，贪婪的“矿工”们会去竞争这十分钟一个区块的记账权，竞争的规则就是正确记账的同时要去解SHA256难题，谁能证明自己的计算机算力最快（所谓PROOF OF WORK机制），他就能竞争到这十分钟区块的合法记账权，并得到二十五个比特币的奖励。这就是所谓的“挖矿”过程，实际是建立一个全网总账——区块链的去中心化信用过程，所以矿工更本质的职能是“记账员”。

中本聪在其比特币白皮书中，比较详尽地叙述了这个信用系统建立的过程：

第一步：每一笔交易为了让全网承认有效，必须广播给每个结点（node：也就是矿工）。

第二步：每个矿工结点要正确无误的给这十分钟的每一笔交易盖上时间戳并记入那个区块（block）。

第三步：每个矿工结点要通过解SHA256难题去竞争这个十分钟区块的合法记账权，并争取得到二十五个比特币的奖励（头四年是每十分钟五十个比特币，每四年递减一半）。

第四步：如果一个矿工结点解开了这十分钟的SHA256难题，他将向全网公布这十分钟区块记录的所有盖时间戳交易，并由全网其他矿工结点核对。

第五步：全网其他矿工结点核对该区块记账的正确性（因为他们同时也在盖时间戳记账，只是没有竞争到合法区块记账权，因此无奖励），没有错误后他们将在该合法区块之后竞争下一个区块，这样就形成了一个合法记账的区块单链，也就是比特币支付系统的总账——区块链。

一般来说，每一笔交易，必须经过六次区块确认，也就是六个十分钟记账，才能最终在区块链上被承认合法交易。所以所谓“比特币”，就是这样一个账单系统：它包括所有者用私钥进行电子签名并支付给下一个所有者，然后由全网的“矿工”盖时间戳记账，形成区块链。图3-4更直观地解释了区块链的运作。

图3-4　区块链的运作