区块链入门 | “区块链村”里不为人知的秘密……

作者：方军来源：大咖领读 

假设，有一个村子叫“链村”，区块链的村子。在一个村子，各家各户之间自然有些钱财来往，因此就需要记账。我们来讨论：

第一，从集中记账到分布式记账的过程。

第二，谁负责记账？

第三，分布式记账如何实现不可篡改？

从集中记账到分布式记账 第一部分，我们来讨论，从集中记账到分布式记账。很久很久以前，一个村子里是怎么记账的呢？没有记账。春天，这家人家没粮食了，找邻居借几斤稻谷，到了秋天再还。又或者，村里有的年轻人想要出门做生意，找几家凑齐本钱，等把货物卖了就还了。没有记账，很容易出现纠纷。比如，欠条丢了，要不回来钱了。随着村子逐渐地变富了，村里人家的钱财来往多了，必须要有一个新措施了。村里的一个有威望的大户人家开始承担起来大家长的责任，方便起见，我们就把这个大家长叫村长吧。从此，村长帮大家来记账，他帮村里人记录下来，某年某月某日，张三向李四借了100两银子。某月某日，李四把这笔钱还了。等等。这就是过渡到了集中式记账。这有不少好处，比如，可以减少很多账目对不上的纠纷。由村长来记账有好处，也有不足：比如说，你们两家要记录一笔银子的借款，但是几次去找村长，他都不在家，没法记账。比如说，村长老眼昏花，记错了。

在大家的要求下，村长找了一个账房先生来帮他记账，这样，就解决了他不在家的问题。账房先生算术也比村长好，不容易记错了。

但一个解决方案往往会带来新问题，比如，有人偷偷塞钱给账房先生，让他偷偷改下账本。因此，村长不但要承担账房先生的工资，还要采取措施防止他做坏事。

由村长和账房先生来集中式记账，还有一些其他的不足。比方说，历代村长记的帐越来越好，几百年都没有出问题，因此，村子的人都非常信任，相互借款就不再写欠条了。但是突然某一天，村长家突然着火了，账房烧了。这可能是天灾，打雷房子着火了。也可能是人祸，比如有人欠了太多的债了，比如村长已经挪用了很多钱，他干脆一把火把村子的账本烧了。村里人痛定思痛，决定要改革一下记账方法，干脆不要让村长记账了。这就是村子里的第三代记账方法：-链村的第一代记账方法，是大家相互之间打个欠条。

-链村的第二代记账方法，是靠村长来集中记账。

-链村的第三代记账方法，变成分布式记账。

所谓分布式记账，就是区块链用的思路。接下来，我继续用链村的故事来为你解释。

既然村长不可信，那我们就改成信自己。分布式记账是这么做的：从此之后，村子里每家都替所有人记账。每家都记录一个全村的账本。原来，我们两个有钱财往来，我们到村长那儿去，请他记账。村长保管的账本烧了，村子里一团混乱。现在，你找我借钱一千两银子，我们到村口的广场上去，敲锣打鼓，说：请大家帮忙在自己的账本记一下，老张家找老王家借了一千两银子。

在现实的村子里，这当然不容易实现，但在计算机世界里，这是很容易实现的，我们在网上给大家都发个通知，每家的计算机都自动地记录下来。很多人都可以一下子看到分布式记账的好处：它和集中式记账一样有效，如果出现了纠纷，那么按照大多数人家的账本为准，这和原来大家相信村长的账本是相似的。但它比村长家的账本要好，现在我们不用担心账本被烧了，因为有很多副本。现在，我们也不用太担心账本被有人偷偷涂改了，如果谁要涂改账本，他得把所有人家的账本都改了才行。

这样的分布式记账方式，你还要特别注意一点，它是用公开透明来对抗原来老村长或者账房先生作恶的问题。那么，区块链就是把账本分散到很多人那里去这么简单吗？不是的，因此，我们接着往下挖。

谁负责记账 这是我们今天第二部分要讨论的：谁负责记账？其实，假设所有人都记账，即便是在计算机的环境下，也是不可行的。在比特币系统里，实际上也只是少量的所谓全节点负责记账，刚刚我去查询了一下，现在这一刻比特币的全节点数量是9417个 。用链村的故事说，就是不是每家每户都记录一个账本，而是要靠少量的人家来记账，比起只有村长一家记账，现在记账的人数多了，但不会到家家户户都记账那种程度。一个实际能够运行的链村分布式记账，可能是这样的，在村口的广场四周，有了几十家帮大家记账的账房。当老张和老王去广场上宣布时，这些账房先生就开始争夺记账的权利。他们为什么愿意抢着记账呢，因为如果谁成功记账了，我和老王付十两银子的酬金。负责记账的账房先生，必须检查确认，老王家的确有一千两银子，这个银子也的确给老张家了。如果没有这个检验，万一两家假冒伪造一个借款，后面大家就认为老张家有这笔钱，会带来很多麻烦。那么，哪个账房先生可以获得这个酬金？村民们定下了规则，这些账房进行一个复杂的计算比赛，谁先算出来，谁就获得记账权，获胜者拿到这笔酬金。

这在比特币系统里叫“工作量证明”，工作量，就是进行计算的工作量。讲链村的故事时，我们也经常形象地说，让这些账房先生举石头，谁先在一分钟内把一百斤的石头举完100下，就赢得比赛，获得记账权，拿到酬金。现在，账房先生不只是要脑子好、笔头快，还要体力好。这个类比和比特币系统是非常像的，比特币系统的节点要干跟记账完全无关的事，来争夺记账权利，他们都得是“像大力士一样的账房先生” 。

好，有人第一个举完石头，获得记账权利了。他要告诉村口广场的所有账房先生，我已经算完了，这个奖金归我了。请大家把我计算的结果，抄录到你的账本上去。这个时候，其他账房先生就要遵守规则，抄录结果。然后，赶紧去争夺下一次记账机会。

但要注意的是，每个账房先生在把这个账目抄录到自己的账本上之前，每个人都必须再做一遍验算，验算正确，才能记录。如果第一个记账的人记错了，那么错误立刻就被发现了。这里讲谁可以记账，其实讲了三层校验逻辑，我们来梳理一遍：第一层：老张家找老王家借了一千两银子，这件事不能一方去村口说的，必须是双方共同去村口宣布的。如果一个人去说，我借钱给某某了，就这样开始记账，那不得乱套了。第二层：争夺记账权，是进行复杂的计算，也有对应的奖金，这使得账房先生之间有一种按规则进行的良性竞争，这个竞争的作用是保证账本的正确性。

第三层：每个账房先生在记账时，不管是第一个记账，还是把别人算好的记录下来，都要进行验算，这样进一步保证了账本的正确性。

账本的不可篡改 故事的第三部分，我们来讲讲，如何保证账本的不可篡改。这同样非常重要，刚刚讨论的，是保证每次记录进账本的信息的准确性，而一个账本要是安全、可信的，我们还要防止有人偷偷地涂改它。分布式记账，当然是增加了一点安全性。比方说，过去，一个人要改账本，只要偷偷撬开村长家的账房，涂改一下就好了。现在采用分布式记账，账本存放在很多家，他就要挨家挨户地去撬门、涂改，难度大大增加。

这看起来很有说服力，但你要注意，这并不是区块链记账主要的防篡改措施。其实，如果的确有一个很厉害的小毛贼，他能够撬开所有的账房，把所有的账本都改了怎么办？

区块链有更高级的防篡改措施。“区块链”这个名字，是两个词的组合：区块和链。区块，就是数据块，用账本类比就是账本里一页。链，就是用密码学的方法把这些数据区串在一起，它的一个关键特征是，如果你要改较早之前的一页账本上的内容，你必须把后面每一页都改了。这个把账本的页串在一起的方法叫“哈希指针”，你可以在《区块链：技术驱动金融》第一章第二节中读到对它的详细技术讲解 。

用链村的故事说，假设现在有一百个账房先生在记账。有小毛贼想改一页账本，首先，他要到一百个账房先生那里去修改。同时，这一页后面已经多了100页。因此第二，它要把这后面每一页都改了。通过一个简单的计算就可以看到，难度一下子增加了一万倍：原来，改一次就好了，现在要改一万次。你觉得这够安全了吧？还有更厉害的安全措施。刚才我们讨论谁可以记账的时候说，每次要记账的时候，大家要通过举石头来争夺记账权。我们假设说，账房先生要比赛举石头，谁先在一分钟内把一百斤的石头举完100下，才可以记账。比特币的区块链的安全措施是这样的，只要你想修改账本的这一页，你必须把石头按要求再举100下。难度一下子又增加很多倍，你看，再厉害的小毛贼也无法涂改账本了。

我们这里打比方说的举石头，在区块链的世界中，就是计算机的计算能力，有了这样的设计，你就发现，即便你有最强大的超级计算机，你也很难攻破区块链，去篡改其中的记录了。

再深挖下去，区块链还有更多的安全措施来保证账本的不可篡改，但我想到这里，你已经能够从原理上理解，区块链这个分布式记账是怎么安全的了。

比特币的系统，它现在上面运行的比特币高达1300亿美元，一定有很多黑客想攻破它，把别人的比特币涂改写到自己的地址中去，但事实证明，在过去十一年，都没有人能够攻破它。在可见的未来，它都很难被攻破，它甚至永远都无法被攻破。

小结一下。今天，我们用链村的故事来给你讲解区块链的原理。我们讲了三点：

第一，我们讲了链村的记账方法的演变，从集中式记账到分布式记账；

第二，我们讲了谁可以记账，这里的做法主要是用来保证第一次记录到账本中的信息是正确的。

第三，我们讲了区块链用什么机制，来保证账本的不可篡改特性。

“链”村的故事到这里就结束了，怎么样?是不是觉得意犹未尽？今年10月，中国宣布，要将区块链作为技术创新突破口，发展区块链产业，这使得，比特币、区块链不再是跟你没关系，现在，每个人都需要学习这项新技术、它的应用场景、它的未来价值。

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编译者/作者：方军

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