区块链运行机制详解

区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。

了解区块链的运行原理，不妨从下面的场景入手：

苍茫的群山间，一座小村庄与世隔绝。村子里的每家农户，都有一定规模资产，包括房产、牛马、日用品、蔬菜粮食。所有的物质交换，都在村子内部进行，唯一能写会算的村长，负责记录交易数据。无论数据信息增长多少，村长都需要真实地将之记录在账本中并加以保管。

天长日久，村子扩大了，过去的记账模式出现问题。为了缓解压力带来的疲劳，村长将记账方法传授给每一家村民，让他们也能自行记账。

为了确保记账结果的正确性，村长要求，每家村民都应将所有交易金额、时间等信息加以记录。同时，每一笔交易记录都需要经过交易双方签字，然后才能生效。为了让信息得以安全保存，村长为每户村民家里装备各自独立的信箱，只有该家庭才能使用钥匙打开，查看账目信息的变动。

由此，村里的记账模式产生了重要的改变：只要有了新的交易记录，交易人就会将一页新的账本记录，挨家挨户放到村民的信箱中。这些交易信息按照信箱先后顺序，形成了新的账本。

全村人发现，新账本内容完全相同，同时又分布在每家的信箱中。任何人都可以拿出钥匙，打开自家信箱，查看所有人的账本，了解每个人的资产变化。

新账本最大的优势在于，即便有个别人想篡改交易信息，但他至多只能打开少数信箱进行改动，却无法将所有人的交易记录加以改变。哪怕村长外出时，村民们也只需要拿出各自保存的账本，根据多数原则，就能形成统一的交易记录，并对其他人手中的错误账本进行修改，完成自主记账。

这样的记账方式，称为加密式分布式记账，也正是区块链的核心运行原理。(www.xing528.com)

在传统信息时代，所有的记账都是“中心式”的。例如，任何人在银行存入一笔钱，这个数据都记录保存在银行数据库，除了银行这个中心外，其他人都不知道。这种信息记录方式即为中心式。

中心式记账虽然经过历史检验，但随着社会发展，暴露出越来越多的问题。中心化机构本身存在可信度，一旦银行出错或黑客入侵，原本真实可靠的信息就会被篡改。同时，信息存储的安全性也值得怀疑，银行数据库损坏（例如，遭遇天灾人祸），信息和备份全部丢失该怎么办？

正是基于上述风险可能，分布式记账的原理才被提出。在分布式记账体系中，数据不再存放于单一的中心机器，而是在全网计算机上都加以存放。

在每次存放时，系统都会为录入的数据创建一个区块。区块分为两部分：区块头，记录当前区块的信息；区块体，记录实际数据。而下一个区块的信息，则必须通过上一个区块的信息计算出来。如此由一个个彼此嵌合的区块，构成了区块链。

区块链最显著的好处在于信息安全。由于每个区块都是根据上一个区块计算出来，任何区块的篡改，都需要改动与之相关的所有区块。这就需要集结全网51%以上计算机的计算能力才行，在成熟的区块链系统中，几乎无法做到。

不过，分布式记账原理的应用，也有需要克服的问题：记录数据会花费时间，也会占用数据存储空间，区块链系统如何说服其他计算机参与？这就必须运用一套奖励机制，其中的奖品成为通证（Token）。比特币就是典型的通证之一。

以比特币为例，计算机每次打开一个区块、记录一个数据，都需要事先进行大量计算。计算的内容就是寻找满足某些特定结果的字符串，只有那些最先找到答案的计算机，才能够获得一定数额的比特币。这就是通证原理用于区块链的流程。