此不信任的原則，他們拿過張衡路節(jié)點所謂挖到的區(qū)塊（副本），開始校驗區(qū)塊內(nèi)的小紙條信息是否真實有效等等。在區(qū)塊鏈世界里，節(jié)點們正是通過校驗小紙條信息的準確性，或間接或直接判斷成功挖出區(qū)塊的節(jié)點是否撒謊。（如何定義小紙條信息真實有效，后面會講解，這里暫不做贅述）。

在校驗過程中，各個節(jié)點們會直接通過下面兩個行為表達自己對張衡路節(jié)點的認同（準確無誤）和態(tài)度：

• 停止已經(jīng)進行了一半甚至 80%的挖礦進程；
• 將張衡路節(jié)點成功挖出的區(qū)塊（副本）追加到自己區(qū)塊鏈的末尾。

你可以稍微有點困惑：停止可能已經(jīng)執(zhí)行了 80%的挖礦行為，那之前 80%的工作不是就白做了嘛？！然后，區(qū)塊鏈的末尾又是個什么鬼東西？

對于第一個困惑。我想說，你說的一點沒錯，但是沒辦法，現(xiàn)實就是這么殘酷，即便工作做了 80%，那也得放棄，這 80%的工作勞苦幾乎可以視為無用功，絕對的傷財勞眾。第二個困惑，區(qū)塊鏈和區(qū)塊鏈的末尾是什么鬼？這里因為事先并沒有講清楚，但是你可以簡單想象一下：區(qū)塊是周期性不斷的產(chǎn)生和不斷的被挖出來，一個計算機節(jié)點可能事先已經(jīng)執(zhí)行了 N 次“從別人手上拿過區(qū)塊 -> 校驗小紙條有效性”的流程，肯定在自己的節(jié)點上早已經(jīng)存放了 N 個區(qū)塊，這些區(qū)塊會按照時間順序整齊的一字排列成為一個鏈狀。沒錯，這個鏈條，就是你一直以來認為的那個區(qū)塊鏈。如果你還是不能夠理解，沒關(guān)系，文章后面還會有很多次機會深入研究。

# 走進區(qū)塊內(nèi)，探索消息的本質(zhì)

上面我們構(gòu)建了一個最簡單的區(qū)塊鏈世界的模型，相信大多數(shù)同學都已經(jīng)輕松掌握了。但是別驕傲也別著急，這還只是一些皮毛中的皮毛，坐好，下面我們準備開車了。

前面我們說到“大概每十分鐘會憑空產(chǎn)生一個神奇的區(qū)塊，這個區(qū)塊里放了一張小紙條，上面記錄了這十分鐘內(nèi)產(chǎn)生的這唯一一筆交易信息”。顯然，十分鐘內(nèi)產(chǎn)生的交易肯定遠不止一條，可能是上萬條，這上萬條數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈世界是如何組織和處理的呢？另外，為什么在紙條上記錄的只是某一次的交易信息，而不是某一個人的余額？余額好像更符合我們現(xiàn)實世界的理解才對。

既然存在這樣那樣的疑問?，F(xiàn)在我們就把視線暫時從“區(qū)塊”、“區(qū)塊鏈”這些看起來似乎較大實體的物質(zhì)中移開，進入到區(qū)塊內(nèi)更微觀的世界里一探究竟，看看小紙條到底是怎么一回事，它的產(chǎn)生以及它終其一生的使命：

1. 發(fā)起交易的時候，發(fā)起人會收到一張小紙條，他需要將交易記錄比如說“盜盜轉(zhuǎn)賬給張三 40 元”寫在紙上。說來也神奇，當寫完的那一剎那，在小紙條的背面會自動將這段交易記錄格式化成至少包含了“輸入值”和“輸出值”這兩個重要字段；“輸入值”用于記錄數(shù)字貨幣的有效來源，“輸出值”記錄著數(shù)字貨幣發(fā)往的對象。
2. 剛剛創(chuàng)建的小紙條立馬被標記成為“未確認”的小紙條。從地下成功挖出區(qū)塊并最終連接到區(qū)塊鏈里的小紙條一開始會被標記為“有效”。若這條有效的小紙條作為其他交易的輸入值被使用，那么，這個有效的小紙條很快會被標記為“無效”。因為各種原因，區(qū)塊從鏈上斷開、丟棄，曾經(jīng)這個區(qū)塊內(nèi)被標記為“有效”的小紙條會被重新標記為“未確認”。
3. 區(qū)塊鏈里面沒有賬戶余額的概念，你真正擁有的數(shù)字資產(chǎn)實際上是一段交易信息；通過簡單的加減法運算獲知你數(shù)字錢包里的余額。

上面的 1、2、3 僅僅作為結(jié)論一開始強行灌輸給你的知識點，其中有幾個描述可能會有點繞，讓你覺得云里霧里，沒有關(guān)系，因為我們立刻、馬上就開始會細說里面的細枝末節(jié)。

上圖就是從無數(shù)打包進區(qū)塊內(nèi)的小紙條中，抽取出來的一張，以及它最終被格式化后的縮影。單看右側(cè)的圖可能很容易產(chǎn)生誤會，雖然看起來有多行，但實際上就是“盜盜轉(zhuǎn)賬給張三 40 個比特幣”這一條交易數(shù)據(jù)另外的一種呈現(xiàn)形態(tài)。因為區(qū)塊鏈世界里面這么規(guī)定，每一條交易記錄，必須有能力追溯到交易發(fā)起者 發(fā)起這筆交易、其中所涉及金額的上一筆全部交易信息；即這筆錢從何而來的問題。這其實很容易理解，在去中心化的網(wǎng)絡(luò)中，通過建立交易鏈、和通過交易鏈上的可溯源性間接保證數(shù)據(jù)安全和有效。

我們繼續(xù)看，在區(qū)塊鏈世界里，我們是如何僅通過“盜盜轉(zhuǎn)賬給張三 40 個比特幣” 這條交易信息完成轉(zhuǎn)賬流程的。其實跟現(xiàn)實中你在路邊買一個包子的流程大抵上相同。

第一步：判斷是否有足夠的余額完成交易

這里我們再一次重申，區(qū)塊鏈世界是沒有余額的概念，余額是通過簡單數(shù)字的加減最終獲得，你擁有所謂的數(shù)字貨幣實際上是因為你擁一條交易記錄，即 “盜盜轉(zhuǎn)賬給張三 40 個比特幣”！這里，我們還是拿這條記錄說事：

追溯“輸出值”是“盜盜”相關(guān)的全部有效交易記錄作為，對有效交易中的數(shù)字進行簡單求和，判斷是否大于等于 40，如果確實大于等于，則將這些有效的交易記錄合并形成一條新的交易記錄（如下圖）。如果小于 40，其實可以不需要再繼續(xù)往下探討。

就上圖的例子，我們追溯到曾經(jīng)轉(zhuǎn)賬給盜盜的有效交易記錄有“小 A 轉(zhuǎn)賬給盜盜 10 btc”、“小 B 轉(zhuǎn)賬給盜盜 20 btc”、“小 C 轉(zhuǎn)賬給盜盜 25 btc”，我們需要將這三條交易記錄合并成一條更復(fù)雜描述的交易記錄，即 “( 小 A 轉(zhuǎn)賬給盜盜 10 btc + 小 B 轉(zhuǎn)賬給盜盜 20 btc + 小 C 轉(zhuǎn)賬給盜盜 25 btc ) 轉(zhuǎn)賬給張三 40 btc ”

第二步：判斷是否需要找零

對追溯到的有效交易數(shù)字求和，如果發(fā)現(xiàn)大于需要支付的金額，需要將多出的數(shù)字重新支付給自己，相當于找零。對應(yīng)生成了一條全新的交易記錄（如下圖）。

就上圖例子來說，我們最后合并成的交易記錄 “( 小 A 轉(zhuǎn)賬給盜盜 10 btc + 小 B 轉(zhuǎn)賬給盜盜 20 btc + 小 C 轉(zhuǎn)賬給盜盜 25 btc + 盜盜轉(zhuǎn)賬給盜盜 15 btc ) 轉(zhuǎn)賬給張三 40 btc ” 事實上等同于“盜盜轉(zhuǎn)賬給張三 40 btc”。其中“盜盜轉(zhuǎn)賬給盜盜 15 btc”就可以理解找零。

第三步：發(fā)出去，讓全球節(jié)點認同和備份小紙條

這條內(nèi)部重新處理過的復(fù)雜交易記錄被塞進區(qū)塊，埋到地下，等待節(jié)點挖出來，一旦區(qū)塊被挖礦成功，并且該區(qū)塊最終被連在了區(qū)塊鏈的主鏈上。張三將最終擁有了這條交易記錄，而先前的“小 A 轉(zhuǎn)賬給盜盜 10 btc” 、“小 B 轉(zhuǎn)賬給盜盜 20 btc” 、“小 C 轉(zhuǎn)賬給盜盜 25 btc”都將被視為已經(jīng)使用過的交易記錄——從此被貼上“無效”的標簽，意味著這些交易記錄將永遠不會再被追溯到。

我們最后一次重申，只是希望讓你加深印象：擁有數(shù)字貨幣=擁有交易記錄！

通過設(shè)計巧妙的精巧密碼學保證數(shù)據(jù)安全

記錄著交易信息的小紙條借助區(qū)塊這個載體，在分布式的網(wǎng)絡(luò)中以不同的軌跡錯綜復(fù)雜的傳遞，我們前面說了，你真正擁有的數(shù)字資產(chǎn)實際上是一段交易信息，而不是你常規(guī)意義上理解的貨幣。所以這個過程就需要重點解決兩個問題：

• 接受到的這條交易記錄在傳輸過程沒有被其他人所篡改
• 接受到的這條交易記錄確實是由發(fā)起交易的人所創(chuàng)造

在這里，我們需要事先引入兩個知識點，可能稍微有點難消化，但都是計算機領(lǐng)域較為成熟的和基礎(chǔ)的概念。

第一個知識點：Hash()函數(shù)。你只需要知道，任意長度的字符串、甚至文件體本身經(jīng)過 Hash 函數(shù)工廠的加工，都會輸出一個固定長度的字符串；同時，輸入的字符串或者文件稍微做一丟丟的改動，Hash() 函數(shù)給出的輸出結(jié)果都將發(fā)生翻天覆地的改變。注意，Hash()函數(shù)是公開的，任何人都能使用。

第二個知識點：非對稱加密。你也只需要了解，任何人手里都有兩把鑰匙，其中一把只有自己知道，叫做“私鑰”，以及一把可以公布于眾，叫做“公鑰”；通過私鑰加密的信息，必須通過公鑰才能解密，連自己的私鑰也無解。公鑰可以通過私鑰生成多把。

有了這些知識點的加持，上面兩個問題開始變得有解。下面我們來看下內(nèi)部是如何扭轉(zhuǎn)和工作的吧，這里拿“小 A 轉(zhuǎn)賬給了小 B 100 元錢” 舉例：

1. 第一步：小 A 會先用 Hash 函數(shù)對自己的小紙條進行處理，得到一個固定長度的字符串，這個字符串就等價于這張小紙條。
2. 第二步：小 A 使用只有自己知道的那一把私鑰，對上面固定長度的字符串進行再加密，生成一份名叫數(shù)字簽名的字符串，這份數(shù)字簽名能夠充分證明是基于這張小紙條的。你可以這么理解，在現(xiàn)實中，你需要對某一份合同的簽署，萬一有人拿你曾經(jīng)在其他地方留下的簽名復(fù)制粘貼過來怎么辦？！最好的辦法，就是在你每一次簽名的時候，故意在字跡當中留下一些同這份合同存在某種信息關(guān)聯(lián)的小細節(jié)，通過對小細節(jié)的觀察可以知道這個簽名有