许多人对区块链的认识止步比特币一类的虚拟货币，但实际上区块链的使用的场景除此之外还有很多。这篇文章会介绍 基础的区块链原理 、区块链的特点 、 区块链能解决的问题，以及目前主流应用（包括企业应用）。无需技术背景也可以读懂。

历史

还是得从历史开始说起。很多人以为区块链 (Blockchain) 是由中本聪(Satoshi Nakamoto) 提出的。其实不是。

1982 年，美国的密码学家 David Chaum 就提出了区块链，并推乎了产品 e-cash, 想要在互不信任团体 (Group) 中，建立一套可以使他们相互信任的计算机系统，并于1989年创建了DigiCash公司[1]，这套系统被一些小银行用于小额支付系统，但依然需要中心机构的协助，公司于1998年破产[2]。

在2008年之前，区块链技术虽然在进步，但都遇见了一些无法解决的难题，直到 2008年，一个署名为中本聪的人(或团体)，发了篇论文，发明了比特币（bitcoin）。解决了之前没解决诸多问题。 2009 年第一个比特币公链上线。

超简明区块链原理

过去，交易流水帐(ledger)都存储在机构的中心数据库上的。比如你在银行的交易流水是存在银行数据库上，你在支付宝的交易流水是存在支付宝的中心数据库上。这些数据是中心化的，就是说这个机构，有所有的权限去修改数据库，比如修改某个人的余额，或者冻结某个账户。

中心化数据库是如何记账的

想要搞清楚区块链，一定要先知道中心化的数据库是如何记账的。

举个例子：
假设有一个不诚信的支付平台叫做 EvilPay，他们目前正在使用的是一款中心化的数据库。所有的用户的信息，交易记录，余额都存在他们的数据库里。

假设 Evilpay 里有两个账户和 A，B。在2022年1月1日，他们的余额都是10元。

2022年1月2日，发生了一笔交易，B向A转账10元。

对这个交易 Evilpay 的数据库里是这个样子的：

第一行表示，B向A转账5元，B的余额为5.

第二行表示，A收到了B的转账，A的余额为15.

以上交易流水都存储在 Evilpay 的中心数据库里。即 Evilpay 拥有全部的权限对数据库的权限，也就是说他们可以任意的修改数据库数据。

假设此时又有一个账户C，是Evilpay的秘密账户。Evilpay 想要窃取你的钱，他会怎么做？有两种方法

1. Evilpay 新建一笔交易把A和B的所有钱都转帐到C上。
2. Evilpay 直接篡改交易记录，把B本来转给A的钱，转给C。

所以，作为Evilpay 的客户，我们当然不希望平台可以偷走我们的钱，此时我们想要解决的两个问题是：

1. 不会有任何人能够篡改之前的交易记录。
2. 在没有我的同意下，没有任何人可以以我的名义，发起任何交易。

比特币可以解决这两个问题。

区块链的数据结构

如下是区块链的数据结构

每一个区块（block）至少存有三个信息，前一个区块的Hash值，本区块的Hash值，以及交易记录。

这里需要一点基础的密码学知识。
Hash 最通俗的解释是一个指纹。世界上没有任何两个人拥有一摸一样的指纹，我们可以说知道了一个人的指纹，就能够知道这个人是谁。所以每个block里存储的信息，可以理解成 [前一个区块的指纹，本区块的指纹，和交易流水]。

假如，黑客想要偷偷篡改区块2上的一个交易，那么区块2的hash就会改变。那么区块3就找不到区块2了，因为区块2的hash已经改变了。所以，黑客破坏一个区块，就等于破坏了那个区块之后的所有区块。

那黑客有可能篡改那个区块后的所有区块，达到自己的目的吗？答案是，有可能。在中心化的数据库中时可能的，但是在去中心化的区块链中：几乎不可能。

区块链如何交易

区块链是分布式的，世界各地有上万个节点，每个节点里运行着完整的区块链数据库，暂时把这些人理解成矿工。

假设有一笔交易，B向A转账了5元。他需要向全世界所有的节点广播，告诉大家我像A转账了5元。如果有一个幸运的矿工接收到这个信息，并且把这笔交易打包在到当前的区块中。然后这个区块之后，又长出了几个区块（通常认为是5个），我们就可以认为这币交易被确认了。（为什么要长出来几个区块才能确认，这里涉及到更进阶的知识，以后有机会再讲）

区块链如何保证数据不被篡改？

首先，区块链是少数服从多数的。如果黑客只是篡改了自己节点的数据库，别的节点发现黑客的节点跟自己和大多数的节点的都不一样，就会判定这个节点是不诚实的，这个节点也就被踢出了游戏。

所以，黑客想要篡改一条记录，必须攻击超过50%以上的节点。但，这几乎是不可能的。

区块链只能用来做虚拟货币吗？

区块链的应用只是虚拟货币吗？还有没有别的应用呢？有的，比如现在很火热的数字藏品（NFT），De-fi（去中心化金融）和 DAO（去中心化自治组织），除此之外还可以应用在如供应链，食品追溯，慈善等等。这些应用都是在智能合约的基础上实现的。

智能合约

智能合约简单的讲就是写在每一笔交易上的一段代码，这段代码是用来描述这笔交易是做什么的。比如说A向B转账，在智能合约里就得写上A transfer 1.0 to B。 只有这样，每个节点才能理解这笔交易。

比特币时代，智能合约是很简陋的，仅支持简单的的操作，比如转帐。直到2013年，年仅20岁，出生在俄罗斯的 Nick Szabo发明了以太坊。以太坊支持图灵完备的编程语言，给区块链提供了更多的玩法。

举个例子：
买卖双方，是存在不信任的。尤其是线上购物。比如，在某宝买东西付款之后，支付宝会临时为我们托管资金，等买家收到货确认无误，资金才会转入卖家账户。这里例子里，信用良好的支付宝充当了一个信任中介。买卖双方不需要相信对方，只要相信支付宝，就可以完成这笔交易。

智能合约就可以充当这个中介。只用把上述的逻辑规则改成代码写进智能合约，区块链按照代码严格的运行。可以过去你相信支付宝，现在你可以相信代码。

区块链的企业应用

2015年年末， Linux Foundation 开启了 Hyperledger 项目，想让区块链满足现代企业运营需求。 先去区分几个的概念

区块链的有两个特点是不可篡改和公开透明。那么他可以解决不同团体之间的信任问题，和数据孤岛的问题。以下是几个案例

• 供应链
  过去上下游企业中都使用不同的信息系统，并且只和与自己对接的上一家企业或下一企业交换有限的信息。这样货物的追溯和追踪就变的十分困难，这就是数据孤岛，及每个公司的信息不互相通。 如果产品最终出了问题，那么涉事企业就可以篡改数据来逃避责任。（毕竟数据是存在自己的数据库里）。如果使用上了区块链，涉事企业想要篡改数据就非常难了。
• 医疗系统
  过去每家医院都有自己独立的信息系统。每家医院的信息系统都是独立的，有些甚至是纸质的。如果将医疗数据上链，可以一定程度上解决医院之间信息沟通的问题。 [3]

什么场景下使用区块链链？

不是所有的场景，都适合使用区块链解决。需要考虑一下几点：

• 是否存储静态的数据
  区块链的数据一旦写入是不可以修改的。只有静态数据适合区块链。
• 是否有多个团体（groups) 使用这条区块链
  如果只有一个团体，就不需要区块链了。
• 是否会有不诚实的团体使用区块链
  区块链只能保证已写入的数据不被篡改，但不能保证写入的数据是否是真实的。
• 是否需要公众监督
  区块链上的数据不可篡改，公开透明。比如在慈善场景中，可以一定程度消除捐款者和慈善基金间的不信任。

Hey，我是 Alex Teng。欢迎关注我的公众号「亚历山大疼」。

[1]wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/David_Chaum

[2]Guide to Blockchain: https://yeasy.gitbook.io/blockchain_guide/01_history/bitcoin

[3]What is blockchain?: https://www.oracle.com/blockchain/what-is-blockchain/