区块链工作基本原理学习

区块链是一种去中心化，分布式、不能被篡改的账本。去中心化的特点是，所有的节点都是一个账本，每个账本记录和同步更新所有的交易信息。

区块链由比特币发展而来，要了解区块链，首先要对比特币的交易流程有一个了解。假如说我要给小强转50比特币，原始信息，“周杰给小强转了50比特币”，首先，比特币客户端会对原始信息做一个SHA-256运算，得到一个原始哈希值，然后，用私钥对原始哈希值做一个数字签名的加密运算，得到一个加密过的哈希值，这个哈希值叫密哈希，最后，将原始信息、密哈希、公钥发布到网络中，网络中的节点收到这条交易信息，就会对这条交易信息进行一个校验。对交易信息进行校验的节点，就称为矿工。矿工不会免费的做这件事情，他们对每一条交易信息进行一个校验，如果连续校验的交易信息达到了一千条，且这一千条交易信息都校验成功，就将这一千条信息进行打包，这个包就成为一个区块。如果这个区块成功挂到系统公认的主链上，矿工就会获得系统的奖励。

比特币客户端为什么要对原始的交易信息做一个SHA-256运算呢？私钥和公钥是什么？矿工怎样才能得到奖励？

对任何数据进行SHA-256运算，都会得到唯一一个256位的二进制数，这个256位的二进制数，就是一个哈希值。进行SHA-256运算的目的，是为了验证原始信息在传输过程中是否被篡改。比如说，原始信息“周杰给小强转了50比特币”是否被篡改成了“周杰给小强转了500比特币”。矿工是如何验证原始信息是否被篡改了呢？首先，矿工对原始信息做一个SHA-256运算，得到一个哈希值，然后将计算出来的哈希值和我发送的哈希值做一个对比，如果这两个哈希值一致，那么原始信息就是真实有效的。

公钥和私钥是一种非对称的加密技术。非对称加密技术是针对对称加密技术而言的。发送者使用对称加密技术，对11.11进行加密，密文是对每位数加1，就得到了22.22，接收者再对接受到的信息进行反向运算，每一位减1，就得到了原始信息11.11。这种对称的加密技术非常不安全，因为密文要进行一次单独的传送。密文一旦被截获，信息就遭到了泄露。而非对称加密技术，就非常安全。私钥和私钥是一对，他们使用了非常巧妙的数学运算，可以相互的加密和解密。假如我有一对公钥和私钥，那么，私钥在我手里，只有我一个人知道，而公钥，我会发布到网络中。如果有人要给我发信息，他就通过搜索黄历的方式找到我的公钥，对信息进行加密，然后发送给我，我收到信息后，就能用私钥进行解密，恢复出原始信息。同样，我要给他人发送信息，首先，我要用私钥对原始进行一个加密，别人收到信息后，就用公钥进行解密。用私钥进行加密，用公钥进行解密，这种方法称为数字签名。数字签名有什么作用呢？它的作用，就是说，这条信息是经过我授权认证的。因为在互联网世界，谁都能敲出“周杰给小强转了50比特币”，而使用数字签名，就能解决这条信息是不是我发送的问题。如果你能用公钥解开这条信息，而在世界上，只有我知道私钥，所以这条信息就是我发送的。

SHA-256函数，保证了原始信息没有被篡改，数字签名保证信息是经过授权认证。矿工收到我的交易信息后，首先对我原始信息做SHA-256运算，得到一个哈希值，然后用公钥对密哈希进行解密，得到一个哈希值，再比较两个哈希值，如果哈希值一致，那么这条交易信息就是经过我认证，并且没有被篡改过的。

每个矿工都想得到奖励，那系统会将奖励分配给谁呢？交易信息打包成一个区块之后，要挂到主链之上才能生效。而主链就是由这一个一个区块链接而成。在区块挂到主链上之前，需要在区块后面加一个随机数，然后对区块和这个随机数这个整体做一个SHA-256运算，得到一个哈希值，这个哈希值是由0和1组成的256位二进制数，如果哈希值的前72位是0，那么这个区块就能挂到主链上，矿工就能得到奖励。通过数学概率运算，256位哈希值，前72位是0的概率非常小。在概率一样的情况下，谁的算力强，谁就有更大的机会将区块挂到主链上，从而获得系统奖励。全世界的比特币节点算力加起来，大约每10分钟，就会产生一个区块，奖励是50比特币。如果计算机算力提高了，可以将获得奖励的条件更改一下，把哈希值的前72个0改成哈希值前73个0就可以了，保证大约每十分产生一个区块。奖励也不是一成不变，每产生21万个区块，奖励就减半。利用等差数列可以算出来，比特币网络一种有2100万个币

以上就是我对区块链的一点学习，更多的内容还在扩充中。