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第一课:基本介绍

区块链(Blockchain)是一种去中心化的、不可篡改的分布式账本技术(Distributed Ledger Technology, DLT)

通俗地说,它就像一个大家一起维护的“记账本”:

  • 没有一个中央机构控制它(比如银行)
  • 所有人都有账本的副本
  • 每一页账(叫“区块”)都按顺序串联成链(block + chain)
  • 一旦记上,就不能更改

我们用B 站上的一个例子来说明:6分钟,用人话讲清楚区块链!

在现代交易过程中,我们有时不再使用 具有公信力的实体货币 来交易,而是使用 虚拟货币 来交易,比如我的电子钱包减100块,你的电子钱包加100块。

但是这就会产生问题,比如说如何 能保证你的钱包就是加100块,而不是偷偷加1000块。因此我们在交易的时候需要把本次交易告诉到所有人,每个人都拥有一个账本,记录下这次交易的信息。但是让所有人一直记账显然是不现实的,所以我们设立了一个角色——算账先生,他每次负责记录每一笔交易。并且在一天中的某个时候,把账本公布在到公告板上,供大家检查。每天每个人都要找时间去公告栏更新一次自己的账本。

这样一来,每天记录的账本被称为一个 区块 。而好多天的账本连起来就叫做 区块链。每个人 前一天的余额 都会被当成第二天的初始资金。这个余额结算的过程就称为是

记账先生 作为 记账人,每次交易,交易者都要向他提供 “1块钱”。因此记账先生每天的收入非常高。每个人都想当记账先生,为了公平起见,大家选择了一个随机的选择方法,让每个人都有机会当记账先生。这个 随机选择记账先生的方法 被称为是 共识机制

但是有些人难以从 记账先生 手中获得当前的账本,他们可以直接从给自己附近的人那里获得当前的账本。同样的道理,每个人都可以去别人那里获取账本,并把自己记录的账本分享给别人。这就形成了一个 P2P 网络,每个人既是信息的接收者,也是信息的发出者,每个人之间是点对点连接的。而最终权威的账本由当前的记账先生提供。

由于大家都在互相交换账本,因此某一个人想要偷偷修改账本非常困难。

在上面的例子中,我们可以发现区块链的几个特点:

  1. P2P 网络结构
  2. 共识机制
  3. 难以篡改
  4. 分布式账本

因此对应

(一)区块链的核心结构

区块(Block)

每一个区块记录了一批交易数据,包含:

  • 当前区块的哈希值(作为身份)
  • 上一个区块的哈希值(形成“链”)
  • 时间戳
  • 一组交易记录(例如转账)

链(Chain)

  • 所有区块通过“前一个区块的哈希值”首尾相连,形成区块链
  • 任何对一个区块的数据更改都会改变它的哈希,从而破坏整个链,起到防篡改作用

(三)区块链的关键特性

特性描述
✅ 去中心化不依赖单一中心(如银行),节点共同维护
🧾 不可篡改区块数据写入后无法更改,依赖加密和哈希机制
🔍 可追溯每笔交易都能追溯到源头
📃 公开透明所有数据对所有参与者开放(在公有链中)
🤝 共识机制节点间通过算法达成对交易的“共识”

⚙️ 四、区块链是如何运作的?(简化流程)

  1. 📝 提交交易:Alice 想给 Bob 转账,就发起一笔交易请求
  2. 📦 打包成区块:多个交易会被打包在一个区块里
  3. ⛏️ 验证和达成共识:节点通过“共识机制”(如工作量证明 PoW)验证交易
  4. 🔗 添加到链上:验证成功后,新区块连接到已有区块链末端
  5. 📢 广播同步:新区块广播给所有节点,更新本地账本副本

🧠 五、核心技术简要

技术作用
哈希函数(如 SHA256)把数据转成唯一的“指纹”,防篡改
公钥加密身份认证和签名(如 Bitcoin 使用 ECDSA)
P2P 网络所有节点对等连接与通信
共识机制保证数据一致(如 PoW、PoS、PBFT)
智能合约程序化的自动规则执行(如 Ethereum)

📚 举例:比特币区块链

比特币是第一个成功的区块链应用,它的特点是:

  • 没有中心银行或机构
  • 通过“工作量证明”机制(PoW)挖矿确认交易
  • 所有交易都记录在全网同步的账本中
  • 每 10 分钟左右生成一个区块

🧭 六、区块链的分类

类型描述举例
公有链任何人都能参与Bitcoin, Ethereum
私有链仅限授权用户企业内部账本
联盟链多个机构共同维护Hyperledger, R3 Corda
Layer 2公链之上的扩展方案Arbitrum, Optimism

🏁 七、为什么区块链重要?

它解决了传统互联网世界的一些“信任问题”:

  • 数字资产可以直接点对点转移
  • 没有中介也能达成共识
  • 合约和协议可以自动执行

这使得它被广泛用于:

  • 加密货币(如 BTC, ETH)
  • 去中心化金融(DeFi)
  • NFT 与数字资产确权
  • 供应链追踪、身份认证、医疗数据等

如果你理解到这里,说明你已经掌握了区块链的基础原理。接下来我可以帮助你学习具体的“共识机制”、“智能合约编程”、“搭建区块链”等内容。

是否继续讲“共识机制”,还是你想从“Solidity 智能合约开发”入手?