最近，“区块链”成为一大热词。习近平总书记在中央政治局第十八次集体学习时强调，“把区块链作为核心技术自主创新重要突破口”“加快推动区块链技术和产业创新发展”。最高层的前瞻判断，让“区块链”走进大众视野，成为金融资本、实体经济和社会舆论共同关注的焦点。但是什么是区块链和比特币，挖矿又是怎么回事？今天就让小编带着大家走进区块链的神秘世界。
 

区块链和比特币的诞生

2008年，一个叫中本聪的网络极客发表了一篇名为《比特币：一种点对点式的电子现金系统》（Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System）的论文，也被称为比特币的白皮书。中本聪到现在我们也不知道是谁，这也为比特币技术蒙上了一层神秘感。可能这也是天才的魅力吧。

何为区块链

区块链本质上是一个去中心化的分布式账本数据库。

什么叫去中心化？

举一个中心化集中处理的例子，你要在某宝买一部手机，交易流程是：你将钱打给支付宝-支付宝收款后通知卖家发货-卖家发货-你确认收货-支付宝把钱打给卖家。

在整个过程中，虽然是你和卖家交易，确牵扯到了第三方，支付宝。如果扩大到整个互联网，这个中心集点变得至关重要，假如支付宝系统发生问题，那么影响范围巨大。

而去中心化的处理方式就简单多了，你只需要和卖家交换钱和手机，然后双方都声称完成交易，就OK了。

区块链的运行机制

为了方便理解，我们来看一个简单的去中心化模型：如果A借给了B100块钱，这个时候，A在人群中大喊：“我是A，我借给B了100块钱！”，B也在人群中大喊：“我是B，A借给了我100块钱！”，此时人群中所有人都会在心里默默记下了“A借给了B100块钱”。在此时的借贷系统中不需要银行，也不需要借贷协议和收据。假设当B反悔，那么人民群众就会站出来说：“不对，我的小本本上记录了你某天向A借了100块钱！”。

区块链的运行机制与其类似，只不过在里面加入了共识机制、分布存储、加密机制等等。

为什么要记账

你可能会问：“凭啥我要用我的计算资源给陌生的你记账？我的小本本不要钱啊？”。

因为记账有奖励！

为了激励大家记账，中本聪在设计之初就规定了记账有奖励，也就是比特币。

奖励来源有两部分，一部分是记录当前交易的手续费，比如A转给B 10比特币（BTC），那么就要多拿出一小部分作为手续费给记账的人；另外一部分也是主要奖励是来自系统默认奖励。

那么奖励值是多少呢？中本聪最初设计是最初每十分钟诞生一个区块，一个区块奖励50BTC，每四年奖励减半，2019年一个区块奖励12.5BTC。

那么作为课外题我们可以算一下一共有多少个比特币。

所以说越往后获得比特币的收益越来越少，想加入挖矿大军的要趁早啊！

以谁为准

既然记账有奖励，那么大家都来记行不行呢？？

答案：NO。根据白皮书里面的规定只有一个人有权利来记录区块。

那么谁可以记录呢？

中本聪给出的原则是工作量证明，矿工们竞争计算是一种基于加密哈希算法的数学难题，最快计算出难题的正确答案，获得记账权。矿工需要付出算力去计算这道题，作为矿工计算这道题的证明，被称为“工作量证明”。说到这里，是不是很熟悉了，对，就是挖矿。那么挖矿具体是什么意思呢？接下来我们简单了解一下。

挖矿

我主要介绍一下挖矿的原理和为啥这么难。

在了解这个问题之前，我们先了解比特币原理中哈希函数SHA256，该函数可以将任意长度的信息都转化为256位的二进制形式，但是给你一个256位二进制数据很难推出原数据，另外还有一点如果原数据中有任意微小改动，它生成的256位二进制数据就会发生巨大变化。

那么进入正题，为什么挖矿这么难呢？

我们以节点A为例，A在接收到广播的交易消息之后会将：

1、区块链当前最后一块的头部信息+交易账单信息+时间戳+其他+随机数组成一个字符串，假设为M。

2、将M进行两次SHA256运算也就是：Hash=SHA256(SHA256(M))，得到一个256位的二进制数N。变态就在这里，根据中本聪的设计，要求算出来的这个Hash值N前n位为零，才能被认可接入区块链中。

那么如何做到前n位为零呢？在刚才的字符串M中，你唯一能改变的只有随机数，所以你只能不停的改变随机数一次又一次的去重复尝试。而难度的另一个关键就是n，显然n越大，计算难度就越大。中本聪在当时设计的时候，要求在10分钟内诞生一个区块，也就是全世界矿工们10分钟内的计算力与2的n次方相比较，如果近似相等则确定当前n的值，所以说n的值是不断变化的，随着矿工数量增加，计算力的提高，n的值会不断增加，也就是挖矿难度越来越大了，有点恶性循环的意思了。

保密性

区块链是如何保证数据的安全性呢？

这里主要是两个问题：

1.接受到的这个交易记录确实是由发起交易的人所创造。

2.接受到的这条交易记录在传输过程中没有被其他人所篡改。

在区块链中主要是以电子签名的认证方式，用户在注册是会分配一个私钥和一个公钥，私钥是我们要保管好的。

我通过简单的描述介绍一下这个过程，希望大家理解。

假设A向B转账10BTC，那么A首先通过哈希函数SHA256对交易信息进行处理，得到固定长度字符串，再通过A的私钥对这个字符串进行加密形成签名，然后A对全网进行广播，内容包括A向B转账10BTC这件具体记录、自己的公钥和加密之后形成的签名。而网络中的其他人在收到这个广播信息后，首先会通过哈希函数SHA256对这个具体信息进行运算，得出摘要，接下来，通过A广播来的公钥对电子签名进行解密，将解密后的结果与摘要信息进行对比，如果一样，则收下进行挖矿，反之则抛弃。

区块链技术在海事航保方向应用的畅想

AIS是一种应用于船和岸、船和船之间的海事安全与通信的新型助航系统。他最大的特点就是在海上航行的船舶之间可以动态地进行信息交互，想象一下，海上大大小小的船只，像不像一个个独立又互相联系的节点，而这一点与区块链中的分布式观点非常类同，如果以现有的AIS系统形成的网络结构为基础，构建区块链模式，正好可以发挥区块链的优势那就是信息共享和防篡改功能。

信息共享：目前AIS系统传递的信息主要是船舶的属性参数和定位信息，其中定位部分是使用的是GPS定位，如果应用北斗定位中短报互文功能可以将传输的信息内容丰富化，这样区块链上的船舶之间可以有更多样的信息交互，比如货物贸易。

防篡改功能：利用区块链的安全性优势，如果想恶意篡改某条船舶信息，必须要修改区块链上51%的区块信息。所以船舶信息是无法私人去更改的。

结束语

区块链是一项新型的模式，其最大特点就是去中心化和高安全性。也正是这些特点区块链在金融监管、物联网、共享经济、数字货币等方面都可能会引发革命性的颠覆。

以上这些是小编对于区块链和比特币等知识的一些浅薄理解，当然还有关于区块链的其他问题，比如“双花问题”等，也希望大家能互相交流，有什么问题还请大家多多指正。谢谢！

来源：东海航海保障中心