什么是区块链？

随着目前5G、加密技术的发展，似乎越来越昭示一个必然发生的事件，区块链技术一定会越来越多的参与到我们的生活场景之中。所以讲一下区块链和它的重要应用比特币的基础知识。
主要讲三个部分:
1、底层技术——加密，在这里就是密码学的原理；
2、区块链账本的数据结构以及分布式的共识算法；
3、关于比特币的相关知识。
首先有一点一定要明确：区块链不等同于比特币，比特币只是区块链技术的一个重要应用。

关于区块链的基本介绍，有几个基础的问题：区块链从本质上来说是什么东西？我们为什么要学习区块链？区块链技术的革新在哪里？它的应用技术的特点是什么？

先来看一下区块链的本质，它的一个定义是叫做分布式的去中心化的账本数据库。第一，它是一个账本，用来记账；第二，它也可以被理解为是数据库来存放数据，这些数据就是账本，所以你可以把它理解为是一种账本的数据库，而且最关键的一点在于它的分布式和去中心化。

所谓分布式，我们知道世界上有很多的计算机，他们分布在各个地方共同来维护这样一个账本，这个叫做分布式。去中心化的意思是说他没有一个核心的权威机构，比如说我们去银行存钱，那么银行就是一个中心，如果你要给另一个人转账，那你是通过银行这么一个中间商来做这些事情。但区块链本身是用技术手段，它是分布式的一套系统。其中的区块链里的一个人发给另外一个人，通过这个系统来转就可以。大家所有的人参与到这当中的一些节点，他们都会帮你去记账，每个人记得这笔账是一样的，所以这就是区块链。大家各自拿着一个账本，然后这个账本里存的都是一样的数据。

它本质上为什么会有这样一套系统？这个系统是解决什么问题？其实就一句话：基于共识的信任。共识的意思是：大家这么多人，世界上这么多人参与到这个区块链里，大家都要达成一个共识，相互信任。只要你参与到其中，我可以信任你。我可以相信这个账本没有问题，相信这个交易是合法的，这都是区块链技术所解决的。所以区块链当中它最核心的技术是什么？一个就是共识算法。
那么我们这么多人怎么达成共识？a 发给b，我怎么证明这个人就是a？我怎么证明这个a 账户里面就有有足够的钱能够发给这个b？其实所有的这些身份验证交易的有效合法性，都是通过加密技术来保证这个信任的。

到这里，区块链是什么就已经讲完了。我们来再看一下我们为什么要深入去学习区块链这个东西呢？其实我觉得道理很简单，因为区块链现在已上升到国家战略级，包括5G应用、物联网未来都将用到区块链，各个国家都非常重视的一些技术是毫无疑问会很有前景的，这是从功利的角度。从技术的角度，我认为区块链这个设计，是一个非常伟大的系统设计。从中可以学到一些很先进的技术思想，它没有大的漏洞，至少比特币运行了这么十几年，没有出过什么大的问题，你在比特币上交易是非常安全的。把这个这么敏感的金融上的一个问题，能够设计的这么安全更可靠，还是非常先进的。所以从技术本身就是可以值得学一下。

我们再来看第三个问题，区块链技术的革新究竟在哪？为什么很多人觉得它是很颠覆的？很重要的一个原因是因为它证明在这样分布式的同步通信的情况下，参与节点可以无限多。这种情况下，拜占庭将军的问题近似可解。

什么是拜占庭将军的问题？这是分布式里面非常重要的问题。我们来看一下定义，就是说在这样一个没有中心的去中心化分布式系统里面。它有些节点是坏掉的，这些坏的节点有可能是恶意节点，它故意向外面发一些错误的信息，或者它就不搞活信息。它是已经故障了。那么在这样有坏掉节点的情况下，要保证所有的节点，所有好的节点最终能得到正确的结果，而且这个正确结果是统一的，一致性的同时还要有正确性。这个就是所谓的拜占庭将军问题，它也是分布式里面你必须要解决的问题。

区块链跟普通分布式系统比较，一个区别在于区块链需要能够让全世界很多人都能参与到这个节点里面，它能够容纳非常多节点。所以我们说技术上的革新就是因为它解决了这个拜占庭将军的问题，能够让分布式有很多的节点，他们最终能得到一个一致的、正确的结果。所以我们才可以在技术上做到去中心化，才可以做到这样一个大型的、分布式的、没有中心的这样一套系统。

以前我们的金融交易很多东西都是生活在一个中心化的世界，都是有这样一个权威机构。像银行或者一个什么担保的机构来帮你解决这个信任的问题。那现在是通过技术来解决这个问题的。这个就是区块链技术的革新所在。所以很多人也觉得说，我们现在生活中很多只要是中心化的系统，都有可能通过区块链去颠覆。这就区块链所干的事情。

那我们来看一下现在区块链应用的怎么样了。

目前的现实是比特币之类的加密货币，这是区块链里面最重要的应用。虽然比特币仍然是区块链里面最大的应用，但现在智能合约也应用的越来越广，很多人都想把智能合约用到实际应用当中。所谓智能合约，它也跟区块链的技术是非常相关的。因为我们平常签订一个合同或者是签订一个什么约定，我们都是需要通过第三方的一些权威的公证机构，或者是通过法院之类的权威执法机构来帮助我保证这个合约是能够被履行的，对方不会违约，通过第三方的这个中心化机构来保证。那智能合约就是把它放到区块链里面，用这个去中心化的、分布式的系统去解决这个问题。所以智能合约也是个非常大的应用。其他的应用其实还有很多，但是没有往上列的原因是因为我觉得很多其他的应用其实是不太靠谱的。很多人把区块链吹得像神一样，觉得他好像能够解决所有的问题，只要所有中心化的它全部能解决。理论上虽是这样，但实际应用上还是有非常大的差距。所以其他很多应用现在都还不算太靠谱。

所以你可以认为靠谱的应用，第一个是像比特币、以太坊、莱特币这些加密货币。第二个就智能合约，主要就是这两个应用。