区块链记账原理

区块链记账原理

区块链(1.0)是一个基于密码学安全的分布式账本，是一个方便验证，不可篡改的账本。通常认为与智能合约相结合的区块链为区块链2.0, 如以太坊是典型的区块链2.0,很多人只了解过比特币，不知道区块链。

本文将讲解区块链1.0技术是如何实现的。

哈希函数

在讲区块链记账之前，先说明一下哈希函数。
哈希函数：Hash(原始信息) = 摘要信息
原始信息可以是任意的信息, hash之后会得到一个简短的摘要信息

哈希函数有几个特点:

• 同样的原始信息用同一个哈希函数总能得到相同的摘要信息
• 原始信息任何微小的变化都会哈希出面目全非的摘要信息
• 从摘要信息无法逆向推算出原始信息

eg：

• Hash(张三借给李四100万，利息1%，1年后还本息 …..)[^原始信息] = AC4635D34DEF[^摘要信息]
  账本上记录了AC4635D34DEF这样一条记录。

哈希函数有4个作用：

1. 简化信息--- 有的时候交易信息很长，文字很多，哈希后信息可以大大缩短
2. 标识信息--- 可以使用AC4635D34DEF来标识原始信息，摘要信息也称为原始信息的id
3. 隐匿信息--- 账本是AC4635D34DEF这样一条记录，原始信息别人无法知道具体事物
4. 验证信息--- 因为摘要信息（哈希后的字符）与原始信息存在唯一性，所以摘要信息可作为验证原始信息的唯一依据，如李四在还款时欺骗说，张三只借给李四10万，双方可以用AC4635D34DEF来验证原始信息，很显然原始信息中的任意一点微小变化，造成的摘要信息都会改变！

区块链记账方法

假设有一个账页序号为0的账页交易记录如下:

账号	入账	出账	余额	备注说明
王二	100		190	收到xxx货款
张三		100	30	xxxx
李四	120	90	170	xxxx

记账时间为：2018-4-16 10:22:02

区块链在记账时会把账页信息（包含序号、记账时间、交易记录）作为原始信息进行Hash, 得到一个Hash值，如：787635ACD, 用函数表示为：

Hash(序号0、记账时间、交易记录) = 787635ACD

账页信息（原始信息）和Hash值（摘要信息）组合在一起就构成了第一个区块。

区块定义

账页信息（原始信息）+ 787635ACD（哈希值） = 区块

块结构

• 下面是一个块结构

  block = {
      'index': 1,
      'timestamp': 1506057125.900785,
      'transactions': [
          {
              'sender': "8527147fe1f5426f9dd545de4b27ee00",
              'recipient': "a77f5cdfa2934df3954a5c7c7da5df1f",
              'amount': 5,
          }
      ],
      'proof': 324984774000,
      'previous_hash': "2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824"
  }
  

• contains:
  1.索引（index）
  2.Unix时间戳(timestamp)
  3.交易列表transactions
  4.工作量证明（proof）
  5.前一个区块的hash值（previous_hash）

  ​

比特币系统里约10分钟记一次账，即每个区块生成时间大概间隔10分钟

在记第2个账页的时候，会把上一个块的Hash值[^上一块的摘要信息]和当前的账页信息一起作为原始信息进行Hash,即：

Hash(上一个Hash值（摘要信息）、序号1、记账时间、交易记录) = 456635BCD

这样第2个区块不仅包含了本账页信息，还间接的包含了第一个区块的信息。依次按照此方法继续记账，则最新的区块总是间接包含了所有之前的账页信息。

区块链定义

所有这些区块组合起来就形成了区块链。这样的区块链就构成了一个便于验证（只要验证最后一个区块的Hash值就相当于验证了整个账本），不可更改（任何一个交易信息的更改，会让所有之后的区块的Hash值发生变化，这样在验证时就无法通过）的总账本。