《资本天道—区块链+未来》— 区块链的工作流程（一）

由交易信息依序组成的账本可以看作是区块链的维形。严格来说，区块链是一种信息组织结构，我们不妨将其看作是一条由存有交易信息的各个区块按照交易发生的时间先后顺序依次连接而成的数据链。我们可以用计算机技术中的“栈”来理解解区块之间的连接关系:如果将区块链看作一个垂直的栈，那么位于栈底的是首区块，之后每个区块按次序叠放。区块链上的区块从后向前有序地嵌在整个链条之中，每个区块都指向其前序区块。

以比特币为例，作为区块链的基本结构单元，区块由包含元数据的区块头和一系列交易数据的区块主体构成，它是一个记录交易信息的数据容器。其中，区块头由三组元数据构成:第第一组是索引父区块哈希值的数据，它用于链接前面的一个区块；第二组是与挖矿有关的难度目标、时间戳和 Nonce数据，其中 Nonce是用于工作量证明算法的计数器；第三组是 Merkle树根数据，它能够总结区块中的所有交易并快速归纳和校验大规模数据的完整性。每个区块头都拥有各自的哈希值，通过识别哈希值可以识别出相应的区块。区块与区块之间通过父区块哈希值的索引建立起对应的连接关系，进而组成一条完整的区块链。

沿着区块链中的任何一个节点向上游回溯，总能到达区块链的源头，也就是区块链中的第一个区块。在比特币的区块链中第一个区块产生于2009年，，它是比特币的区块链中全体区块的共同祖先，人们也称其为创世区块。在创世区块的基础之上，区块链中的用户通过不断计算随机数的哈希值，寻找满足与特定的SHA-256哈希值对应的数值解。这个寻找随机数的过程好比矿工在茫茫矿区挖掘金矿，因此也被称作作“挖矿”。当区块链中的某个用户找到符合要求的数值解后，该用户在全网范围内发布广播，网络中的其他节点都能够收到这条广播并加以验证。一旦验证为真，其余节点会自动停止计算，并将新创建的区块加入到前序区块之后。随着一个又一个哈希值数值解被找到，越来越多的用户加入到寻找数值解的队伍中，该哈希散列的难度会相应提高，以保证数值解不会很快被找到。通过调整SHA-256随机散列的难度，区块链中的用户寻找数值解所耗费的时间将变得可控。在对于上述过程的不断重复中，新的区块不断生成、验证、加入，最终形成一条长链。

在实际交易中，区块链的生成过程包括节点的连接、交易和记账等基本步骤。例如，在比特币系统中，创建区块的过程叫作“挖矿”，参与挖矿过程的用户则被称为“矿工”。比特币系统能够通过这一过程来实现交易:系统中存在两个用户—用户A与用户B，他们之间想要发生一笔交易。不妨假设用户A想要转移一笔资金给用户B，在区块链网络中这笔交易的全部信息存储在个新建的区块之中。该区块发布广播给区块链网络中的所有用户全网用户通过验证哈希值认可交易的有效性。得到了全网用户的致认可后，这个存有交易信息的区块加加盖时间戳，继而被添加到区块链上，成为了一条永久而又透明的交易记录。在分布式账本中关于用户个人资产的记录项中，用户A与用户B的个人资产分别增减，交易从而得以实现。

在这样的发展过程中，区块链通常是一串直线的连续区块组合链条。但在一些特殊情形下，如网络中不同节点的信息同步不及时，区块链会产生“分又”，即在区块链的末端出现两个互相冲突的区块，这两个区块记录了不同的交易信息。在这种时候，区块链由用户来投票决定哪一个交易有效。具体说来，投票方法是每一个用户在其认为有效的区块后继续开采新新区块，而最终最长的那条区块链将被认定是唯一有效的。

综上所述，最终生成的区块链账本数据是全网共同认证和确认的结果，一旦区块链上的全体用户达成共识，交易信息就具有了全网一致性和不可更改性。区块链的这一特点可以完美解决点对点通信中经典的拜占庭将军问题和双花问题。