各种加密货币和区块链的话题现在已经变得非常流行，不再是那些对金融领域的革命m不休的怪胎。 但是，一旦您尝试深入研究该主题，就会立即遇到信息不足的问题：几乎没有材料描述有关这些技术的概念和机制的可访问的，适度的技术语言。 按照惯例，所有材料都可以分为两类：核心技术，从第一句话开始的加密技术，p2p，“数字黄金”等；或者关于新互联网的营销胡说，比特币的资本化或某个公司/国家/地区实施区块链并解决了所有问题。 如果您想了解所有这些工作原理以及这些技术可以做什么，那么这些文章非常适合您。
我将尝试传达去中心化加密货币的基本概念，其工作机制，以及拆解比特币的各个分支。 我特意省略了许多技术细节，以免增加文本负担。 最主要的是要了解本质，然后您可以轻松地自己弄清楚这些荒野。
第1部分。 比特币
第2部分。 其他（非）流行类型的比特币，区块链
第3部分。以太坊
主意
一旦我们试图了解比特币的工作机制，我们就立即开始与我们惯常的思维方式发生冲突，这种思维方式断然拒绝接受分散控制系统的概念，而又没有对违规者施加武力。 但是问题立刻出现了，如果没有人控制比特币，它将如何发挥作用？ 在2008年，中本聪（Satoshi Nakamoto）提出了一种优雅的解决方案，其中每个网络成员仅信任自己独立维护的基础，如果没有任何记录，则信任大多数基础。
让我们尝试用手指来解释一个小村庄的例子，这个村庄决定放弃纸币流通，并引入一种去中心化的货币。 让它成为一个特殊的村庄，在这个村庄中，所有居民都可以通过名字彼此认识，可以通过语音识别，非常擅长于花的阴影和崇拜皇家紫色。 因此，居民同意新货币将按以下方式工作：
- 所有现金流量都是公开的，即 每个人都知道向谁转移了多少钱；
当某人想转账给某人时，他公开声明：我，约翰，转账100枚硬币给詹姆斯；
每个居民都有一个会计日记帐，他所听到的所有汇款都适合该日记帐。 当天的所有翻译都记录在一页上，第二天从头开始。
- 到一天结束时，居民会制定一种奇怪的仪式来解决这一天的所有交易，因为直到确定该交易才被视为有效。 仪式很费力，但是您可以为此得到回报，因此每个人都希望参与这一过程。 步骤如下：
4.1。 从当天开始，对于每笔交易，根据特殊公式，根据转帐和收件人的数量，选择某种颜色和数量的涂料。 然后将所有这些油漆罐倒入一个碗中并充分混合。
4.2。 仪式要求将所得混合物调为深紫色。 为此，通过长时间的精疲力尽的小剂量搜索，将不同的颜色添加到该混合物中。
4.3。 一旦有人找到了必要的颜色及其剂量，他便立即在今天页面的底部写下这些数据，将50枚硬币记入他的帐户以作为奖励，并将其宣布给所有居民。
4.4。 居民们迅速检查他是否真的找到了正确的比例。 如果一切正确，则他们会批准奖励转移，关闭今天的页面并入睡。
现在更多的是要点：
我们记得，居民可以很容易地通过语音彼此识别，如果有人尝试不代表自己进行汇款，那么居民只是无视这一说法，而且没人会将此转移添加到他们的笔记中。
由于所有转帐都是公开的，因此每个人都知道每个公民在他的帐户中有多少钱，如果约翰没有足够的资金，那么他的转帐将被忽略（没有人记笔记）。 理想情况下，每个人的记录链都应该相同。
如果有人丢失了日记或错过了一些翻译，他会采访居民并同步他的笔记。 在这种情况下，仅需依赖与大多数记录一致的记录。
- 选择所需的涂料剂量和颜色是一个非常耗时的过程，并且很容易检查工作结果。 只需进行当天的交易，根据配方即可制备混合物，并以宣布的剂量向桶中添加油漆。 如果您得到的是深紫色，那么一切都是真实的，居民们同意奖励发现这些比例的人。 页面密封后，所有交易均被视为有效并永久保留在历史记录中。 这样，维护了基础的完整性，并且新的资金也进入了系统。 薪酬金额每4年减半，这限制了系统中的总金额。 而且，如果您将找到的颜色比例从上一页添加到下一页，则这些页面将被链接，并且没有人能够追溯更改交易。 至少对记录进行更改，有必要重新计算此页和所有后续页面的涂料剂量，此外，还必须说服大多数居民用新记录替换自己的记录。
网络的每个成员自己决定是否接受欺诈性交易，并且在大多数善意参与者的同时，系统将按其应有的方式运行。 但是，这意味着什么呢？这种去中心化货币的开发商设定了哪些目标？
系统中的货币数量应受到限制，从这个意义上说，货币就像黄金。 没有人应该能够印出一大笔钱，这反过来会导致通货膨胀和储蓄贬值。
取消与当前货币系统的最小单位相关的限制。 例如，您想以1科比或1便士的价格出售服务。
- 除非由于整个Internet断开，否则将确保由于缺少单点故障而进行任何正确的汇款。 任何组织，甚至一个州，都不应该具有回滚/阻止事务的能力。
- 为了欺骗系统或更改规则，必须说服网络的大多数参与者（> 50％），等等。
实作
如果基本思想清晰无误，那么我们可以继续进行简化的技术实施。 接下来，您需要了解诸如哈希，公共密钥加密和数字签名之类的概念。
每个网络成员都会生成一个或多个帐户，其中一个帐户只是由ECDSA算法（用于创建数字签名的公钥算法）生成的密钥对。 作为帐户的地址，使用一对中的公钥，并且为了从帐户中转账，需要用私钥签署此转账（交易）。 交易被广播到所有网络参与者，那里有特殊参与者，矿工，他们参与形成所有交易历史的单一，协调的链（区块链）。 矿工在检查当前交易正确性的同时将其打包。 除了事务列表之外，一个块还包含来自上一个块的哈希值和某个NONCE值。 为了使该块被认为是正确的，有必要选择一个NONCE，以使整个块的哈希值很漂亮（开始时带有大量的零）。
由于数据散列给出完全不可预测的值，因此很难选择此NONCE。 在交易列表中，第一个是特殊交易（块奖励），用于奖励矿工一定的金额。 一旦矿工选择了必要的NONCE，他就会通知所有人和其他矿工检查其工作结果。 这个过程称为采矿，因为它创建了一个单一的区块链，矿工为此工作获得了回报。 验证过程非常快，所有交易和整个区块的哈希都经过检查。 如果没有错误和欺诈，那么每个矿工都将这个区块包含在其区块链中，并继续进行进一步的挖掘。 如果区块链中包含一个区块，那么所有交易都被视为完成，包括将奖励转移到矿工账户的非常特殊的交易。
总结一下
- 所有交易都是公开可用的。
- 有一套公认的规则，是否遵守则取决于每个人自己决定。 没有中央机构采用武力对违法者施加影响的方法。
- 如果将事务打包在一个块中，则该事务被视为成功（已批准）。
- 打包在一个块中的事务被视为有效，因为它们会被反复检查。
- 应鼓励翻译验证过程，并应更多地参与此过程。
- 但是有必要使包装过程复杂化。 为此，使用了工作量证明原理。 需要解决资源密集型任务，其结果易于验证。
- 如果一个块具有漂亮的哈希，则认为该块已打包，为此，您需要长时间对块中的NONCE变量进行排序。 找到正确的NONCE是困难的，并且检查哈希很容易。 找到正确的价值会得到回报。
- 每个块都包含前一个的哈希，我们得到了一个沿一个方向增长的块链。
- 有时链可以分支，但最长的分支将有效。 为了创建包含虚拟交易的区块并增加该分支，攻击者将不得不花费更多的计算资源。
下一部分将描述比特币的当前局限性和问题，以及旨在解决各种问题的分支概述。
文学：关于比特币和Github 。