区块链如何运行？

区块链的运行原理是什么？

我们以比特币的区块链系统为例。比特币一个新区块诞生的时间系统设定为十分钟。

1.一笔交易产生以后，为了让全网承认有效，必须先广播到区块链网络中其他参与的节点（链接的计算机）；

2.每个节点要正确无误地给这十分钟的交易都盖上时间戳，并且放进这个区块；

3.如果一个节点解开了随机数那道数学题，拥有了合法区块记账权，这个节点就会向全 网公布他这 10 分钟所有盖上时间戳的交易，并由全网中其他参与的节点来核对；

4.比特币系统会给赢下合法区块记账权的节点以奖励，他广播以后，别的节点就要核对这个区块记账的准确性。别的节点其实同时也在解那道数学题，同时也在盖时间戳，只不过他们没有在那道数学题上算得更快。也就是说，这个区块他们赢不了奖励了，他们只好在下一个区块上想办法。

5.一般来说，每一笔交易，必须要经过 6 次的确认，也就是要通过 6 个的 10 分钟记账，才能在系统里被承认为是合法交易，一次的记账是不被承认的。

区块链记录哪些信息？

我们说过区块链是一个分布式的大账本，每一个区块就相当于是这个账本中的一页。

目前，区块链的区块主要记录了区块头、交易详情、交易计数器和区块大小等数据。：区块头是区块的前 80 个字节，区块头包含的信息我们已经了解了。

区块内部的数据如下。

1.交易详情：详细记录了每笔交易的转出方和收入方、金额及转出者的数字签名，这是 每个区块内的主要内容；

2.交易计数器：这记录的是每个区块中发生的交易数量；

3.区块大小：表示每个区块数据的大小，当前每个区块的大小限定在 1M 以内，但是后面区块很有可能会扩容，超过 1M。

如何实现完整备份？

因为区块链是由连接其中的电脑共同维护的，对于已经产生的区块，所有连接进来的电脑都有一份完整的区块链备份记录。

目前备份的特点：

1.现有备份最大的问题可能就是安全了。我们无论是自己存储，还是存在云端，重要的信息都需要加密，以免信息被泄漏出去。但我们的加密很容易被高明的黑客破解，这是现有备份的一个难题。

2.现有的备份也可能被内部的一些人更改，这种更改不容易被发现，而一旦出现更改，后期的审计追踪就会出现很大的困难。

3.如果我们的信息可以存储在很多台电脑里，那么一台电脑出了问题，还可以调用其他电脑来查看，可现实中，我们无法做到串联尽可能多的电脑。自己的有价值的信息存在别人电脑里也不安全。

区块链就可以解决这些问题。

1.区块链很重要的技术手段就是加密，存储时加密的信息不会被查看和泄漏，只有拥有 信息密钥的人，才能查看这个信息。

2.区块链中的信息是基本上不能被篡改的，这就避免了有内部人员更改的可能性。

3.区块链中的信息在存储时没有中心，所有参与进来的电脑都是一个节点，都有信息的 记录，无需刻意地将信息分布式储存，就能达到分布式储存的效果，极大避免了单一电脑损坏造成的信息丢失。

4.在区块链中存储也是很廉价的。现在我们将信息存储在云端，都会被收一定费用，这 费用也不低吧，而存在区块链中，我可以告诉你的是，它的存储价格比存在云端这种还要低 90%。

存储和恢复信息时我们需要做什么呢。

1.要存储文件的源端设定备份文件，然后加密发送文件数据，提交给区块链中所有相关 的节点；

2.各个节点接收到文件，并且进行存储；

3.如果需要恢复数据，源端发送请求，计算节点根据请求，在获得解密数据后，就能实 现数据的恢复。

如何进行交易广播？

刚才我已经说了，链接到区块链中的电脑端都是一个节点，所有节点组合在一起就构成一个区块链网络。在区块链网络中，每个节点都有一个分布式的数据库，用来管理交易的信息。

当一个节点发起一笔交易以后，这个节点要立即向附近的节点进行广播，附近的节点会检查你的交易是否有效，如果有效，表示他们同意这次交易。在同意的基础上，这些节点又会将这笔交易再向附近的节点进行广播，这样一传十，十传百，很快整个网络就会确认这笔交易，并且写入区块中，交易就算完成了。

在区块链中，验证速度最快的节点是能凭借工作量获得一定奖励的，这就解决了所有节点发布的问题。就像比特币系统的奖励比特币。

如何进行数字签名？

签名是对我们进行交易的认可，数字签名也是一样，只不过你把签的文字变成了一串字符而已。

一个数字签名相当于是一个数字身份，交易时由转账的转出方生成，就好比银行的流水，数字签名就是用来验证这笔交易确实是由转出方发起的。

我把这个证明过程浓缩成一个栗子。

张三要发起一笔转账，张三先将这个交易进行数字摘要，缩成字符串，然后用自己的私钥对字符串加密，形成数字签名。完成后，张三要将这个交易向全网进行广播。别的节点用张三的公钥进行验证，如果验证成功，那这笔交易就是可信的。

就像你去银行转账，只要输入密码，钱就转出去了，是一样的道理。只不过区块链中，动用了公钥和私钥，程序上复杂一点，但有电脑代劳，也不打紧。

如何实现加密与解密？

区块链中有两把钥匙，一把公钥，一把私钥。这两个钥匙是通过一种数学算法得出来的，有关联的一对钥匙。简单来说，就是私钥可以生成公钥，而公钥是无法推导出私钥的。

在区块链中，公钥是公开的钥匙，是要公开发行配送的，只要有要求谁都能取得。私钥就是私人才拥有的了，就像你的保险柜钥匙，你不可能拿给别人保管吧。

公钥和私钥是配对的，在区块链中，如果利用公钥给信息加密，就必须要用私钥才能打开，如果用私钥给信息加了密，则必须用公钥来打开，否则是不能解密的。这个系统的优势是两个用户能够安全地沟通，而不用互相交换秘密钥匙。例如一个人要将一条信息传给另一个人，而这信息的内容是保密级别的，为了防止别人打开，送信者用公钥加密，而要解密就必须要收信者动用自己的公钥才行。我举个栗子。

张三给李四转了一笔钱，然后给大家广播说我转了钱了啊，大家把它记在区块链中。可这时王麻子跳出来说：“我为什么相信你转了钱啊，你有证据吗。”张三就说：“我的公钥在这儿呢，这个公钥可以证明我是有私钥的人，你看这个信息加了公钥，我真的转了。”然后王麻子就将这笔交易记录下来了。

区块链中的交易记录能撤销吗？

区块链中有个很大的特点，那就是交易是不可撤销的。

区块链只会向前生成区块，不会向后取消区块。也就是说，区块链中是没有后悔药卖的。还有一点，区块链中是点对点的交易，所有交易都要广播。而且区块链是全网记账，交易明细既记在你的电脑账本上，也记在别人的电脑账本上，但是别人是不知道你是谁的，就算你要想撤销，你也不可能跑去连入其中的电脑上都删除这条交易吧。