什么是区块链？从区块链的基本概念开始！

比特币系统可以分成三层：

• 应用层：比特币
• 协议层：比特币协议
• 技术层：比特币区块链

比特币系统设计的5个要点：

1) 去中心化的点对点电子现金系统

比特币要做的是一个“点对点的电子现金系统”，发送方和接收方直接交易，它们之间不需要中介机构的介入。

要去掉可信第三方等中介机构，就需要解决“双花问题”。在摘要中，中本聪给出了点对点网络的解决方案，并介绍了这个方案的核心——区块链。他并没有提到区块链（blockchain）这个词，但在论文中分别提到了区块（block）和链（chain）这两个概念。

2) 分布式账本

比特币的区块链是基于工作量证明形成的带时间戳、存储数据的数据块和由哈希指针连接成的链条。

这个链条或者说账本以分布式的方式存储在比特币网络的各个节点上，因而也被称为分布式账本。

3) 工作量证明

比特币网络中的节点按照规则进行加密哈希计算，以竞争获得生成新区块的权利。节点在竞争获胜后就获得记账权，它生成区块成为最新区块后，就获得与新区块对应的挖矿奖励。

工作量证明也是区块链账本的安全机制。如果不重做“工作量证明”所需的大量计算则此链条不可修改，这一共识机制保证了区块链上的数据的可靠性。

4) 最长链原则

在任何时刻，最长的链条是所有人都接受的最终记录。

由于最长链是由网络中的主要算力完成的，因而只要它们不都与攻击者合作，那么它们生成的最长链就是可信的。这个原则被称为“最长链原则”。

5) 去中心网络

比特币的去中心网络的架构非常简洁，本身需要的基础设施很少。它可以在互联网网络上运行。计算机节点可以随时离开或加入这个去中心网络，在加入时它们只需遵守最长链原则即可。

UTXO(unspent transaction outputs)

区块链中没有账户的概念，只有地址的概念，所以地址的金额累计起来是你拥有的比特币。

比特币的实质是UTXO（未使用的交易输出），可以理解为进出账流水，所有链的末尾区块的UTXO构成所有的UTXO，一笔交易在一个地址创造的比特币必须同时被使用，未转出等价为转出到自己。这样每一笔比特币都会被追溯。

工作量证明共识机制(POW)

PoW机制是将现实世界的物理资源转化成区块链上虚拟资源的过程，这种转化为区块链提供了可信的前提。

PoW优点：
1）完全去中心化（任何人都可以加入）；
2）节点自由进出，容易实现；
3）破坏系统花费的成本巨大；

缺点也相当明显：
1）对节点的性能网络环境要求高；
2）浪费资源；
3）每秒钟最多只能做七笔交易，效率低下;（待定）
4）矿场的出现违背了去中心的初衷;
5）不能确保最终一致性；
6）比特币产量每4年减半，利益驱动性降低导致旷工数量减少从而导致比特币网络瘫痪。

POW设计之初期望是1CPU=1票，但是CPU挖矿是“牛刀杀鸡”，所以出现更适合重复工作的矿机，打破了上述的期望。

随着挖矿难度越来越大，进入矿池挖矿阶段（中心化挖矿阶段）。

POW算法可以分为计算困难和内存困难，计算困难算法可以设计针对性的矿机，而内存困难至今没有设计出专业矿机。

区块链的变革意义

解决了互联网世界中的价值表示和价值转移问题，给数字世界带来了价值表示物——通证(token)。

注：内容参考 https://www.jianshu.com/p/34db6d63107c http://c.biancheng.net/view/1884.html