十分钟区块链系列02：区块链的基本技术组成

通过上一期的文章我们大概知道区块链是一种数据传输方式，有节点构成，节点再连成链。

我们假设搬砖的小王是一个节点，小王这个节点拥有一个记录砖头的账本，有一套和其他搬砖仔一起同步数据的规则。如果砖厂发展壮大，小王和小丽之间隔了很多人，小王认识小张，小张又认识小陈……xxx认识小丽，最终靠大家互传消息，小王和小丽打了个招呼，如果小丽是砖厂最后一名工人，那么他们一起构造了一个砖厂网络。而小张和一批人比较熟，这个小团伙也可以在自己的圈子加一些规则，比如记账记一记砖头的颜色啥的，这些都是允许的。

一、节点的基本结构是什么样呢的？

如果技术性来看，区块链包含了这些基本的东西：共识机制、密码算法、网络路由、脚本系统、区块链账本。

1、区块链账本

区块链，区块+链，区块包含数据信息，用某种方式把数据块相连，就构成了区块链。

那么，怎么表示每一个数据块信息呢？比特币的区块数据大概如下：

大概有三部分组成一个数据块：区块头、区块体、梅克尔根（简单理解为身份）。

区块头通过梅克尔根关联自己模块的交易事物，比如小王搬砖过程等。

区块体中包含前一个区块头的身份信息（哈希值），用此方法把各个区块数据连接在一起。

就类似略有不同的拉链，每一环都包含着上一环的信息，然后连成一条。

这些不断指向下一个数据块的相连区块构成一个区块链的账本，区块链的点对点，其实就是区块对区块。

2、共识机制

大家都要记账，都要记搬砖数目，小王喜欢写正字，小李喜欢写数字，小张美术天赋好，一块一块画上去，大家争论半天没法达成一致。

于是商量了一个规则，比如年纪大的，工作做的最好的，或者最有话语权的做决定，最终有这个人确定一个共识的方法，大家跟着做。

回到区块链，筛选最合适的节点，大家按它的规则记录数据，保持账本一致。

3、密码算法

密码算法在区块链系统的用途很广，比如标记、确定区块以及区块涉及的每一个业务。

比如小王—>小张—>小陈这个信息沟通的过程，假如大家都隔着墙，只能看到对方的手臂和衣服，那么，小张是根据小王的手指特征+衣服+皮肤+声音等确定了就是小王，这些特征构成小王传递信息的部分判断依据。

结合前面的区块链结构，数据块之间连接其实也是靠彼此的区块链哈希串联，这个哈希就涉及密码学。

每个区块涉及很多事务，每个事务数据根据密码学计算出一个哈希值，唯一表示一个事务，最终这一组组事务哈希组合、加工得到一颗哈希树，顶部就是上面所说的“梅克尔根”。

4、脚本系统

比特币系统是比较简单的，只进行比特币的发送和接收；以太坊加了智能合约，允许用户自动编写一些程序。

这也是为什么很多新的区块链项目的通证都是基于ETH而不是基于BTC开发的原因之一。

而这些运行的规则，都是属于脚本系统实现的。也正因为脚本系统，记账的区块链，也可以记录各种订单、物流、众筹等信息的原因。

5、网络路由

路由器大家都知道，我们假设路由器的网络是附近某一个路由器分发的，而且B路由器只能练A，C只能连B，以此类推。

B服务C，也被A服务，大家彼此同步数据，同时负责寻找相邻的路由。

区块链的网络路由与此类似，大家不是依靠中间的网络信号发射器，而是互相之间关联，并没有一个中心。

二、学完概念再类比总结

看完概念再对比搬砖这事，会发现理解起来简单了一些：

确定账本有一部分共同数据怎么记录，属于共识机制。

人数多了根据互相认识关系传递信息，这个关系网相当于网络路由。

保留每个人特性的，比如小王的刀疤，小张的胎记，类似密码学得来的哈希值。

至于小张、小陈、小王想自己加点暗号的账本信息，则类似他们自己搞了一个脚本系统。

三、为什么区块链不易被篡改？

通过上面区块链账本我们可以知道，区块A会根据事物形成一个唯一的哈希值，并同步到下一个区块B，假如A被人篡改了，A根据密码学形成的哈希值就变化了，B中的哈希值代表的区块头就不再是A的了，所以篡改的人必须也把B中的哈希值修改掉，又影响到C……以此类推，并不容易。

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编译者/作者：爱因斯坦一撇

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