区块链构建新区块

❶ 细说区块链共识机制之POA

POA全称是proof of activity。他不是一种独立的共识算法，而是POW和POS混合的算法，目前有唯链，欧链等采用了POA共识机制。

POA的算法大致流程是这样的，每个活跃节点不断的进行哈希计算，寻找哈希值小于特定值的区块头，区块头中包括前区块哈希值，本地节点的地址，区块序号以及nonce值。当节点找到满足条件的区块头后，就会向全网广播这个区块头，所有的活跃节点收到广播进行验证。若验证通过，则以广播中的区块头作为数据源，导出N个随机的股权所有者，所有的活跃节点判断自己是否是哪个幸运的股权人。如果自己是前面N-1个幸运股权人中的一个，也一度用私钥对上述的区块头进行签名。并且将这个签名在全网广播。如果自己是第N个幸运股权持有者，则用这个区块头来构建一个新的区块，区块中包含了自己选出的尽可能多的交易，前N-1个幸运股权人的签名还有自己对完整区块链的哈希值的签名。然后将这个签名后的完整节点在全网广播。所有的活跃节点在收到完整节点之后进行验证。验证通过则认为该节点是一个合法的新区块。将其加入区块链当中去。

倘若这个区块属于最长链，则以他为前区块，转回到最初的步骤，否则就做丢弃处理。不难发现，POA算法要求N个幸运者全部在线，任意一个幸运股权人不在线都将导致该区块丢弃。

这也是活跃证明的由来，POA算法会周期性的统计被丢弃的区块数量。并且按照这个来调整N的数值。如果丢弃的区块数量比较多，那么就减少N，否则就增大N.

POA算法的区块丢失是一种算力损失。POA算法中。区块中的交易费由区块的发布者与n个幸运股权人共享。

POA算法最重要的是它可以防止非厉害攻击者。所谓的非厉害攻击是指具有强大的算法，但是仅仅持有少量的股权的攻击者。POA算法中POS部分使得非厉害者得到构建区块机会是非常少的。应该我们无法有效的进行攻击。

POA算法中，幸运股权人依靠资本获利，这个想当持有股篇而获得股息，这种机制会估计持股人长期持续这个股权有利于数字资产的保值以及减少波动。

POAstay大众的pow部分，通过哈希算法难度控制了新区块头生成的速度。起到稳定网络，避免分叉的作用。

然而上述优点的获得也是有代价的，pow部分带来的电力的损耗。而pos部分导致新区块头以及比较大的概率丢失，形成了算力的浪费。

❷ 用区块链技术构建商业新生态的优势有哪些

区块链生态可以从下面两方面来看：
第一是自生态。
当我们想要做一件事、而且需要别人协助的时候，往往通过合约的模式。
但现在如果用token经济来做的话，你可以把未来的价值描述出来，让更多人通过共识机制参与到你的价值创建过程中，当每个人把自己的价值用token模式体现出来时，就可以相互融合。
这种融合不是一个中心化的组织行为，而是大家自觉自愿，基于一种共识机制，一个激励机制才聚合在一起，最后形成自生态。
第二是自金融。
任何商业如果没有金融，就像身体没有血液一样。所以当有了生态，还需要有供养的功能，需要有一个网络系统来输送血液，吐故纳新。
如果我们要用区块链构建新的商业生态体系，首先要做的，就是设计一个好的经济模型，只有这样，整个生态才能成长起来，也就能不断创造价值。
区块链是把什么变成了价值？是把共识机制。比如比特币，中本聪在2008年创建之后，根本没有任何人管理，但就是靠简单有效的挖矿和释放机制，构建了上千亿美元的价值体系。
另外，区块链可以通过自我金融设计，让每个主体都可以直接对接金融市场或者资本市场。
之前，价值创造和金融是分开的，很多人辛辛苦苦做事，最后的利润却非常有限，而资本市场却获得了高收益。但是区块链通过自主设计金融需求，会让资本市场来满足你，而不是去迎合他们。
所以自生态+自金融，这是未来的一个商业模式。
区块链是以比特币为代表的数字加密货币体系的核心支撑技术。区块链技术的核心优势是去中心化，能够通过运用数据加密、时间戳、分布式共识和经济激励等手段，在节点无需互相信任的分布式系统中实现基于去中心化信用的点对点交易、协调与协作，从而为解决中心化机构普遍存在的高成本、低效率和数据存储不安全等问题提供了解决方案。

区块链的应用领域有数字货币、通证、金融、防伪溯源、隐私保护、供应链、娱乐等等，区块链、比特币的火爆，不少相关的top域名都被注册，对域名行业产生了比较大的影响。

❸ 入门科普：什么是双花

想要了解区块链，首先要熟悉区块链相关的各种名词。就比如我们今天讲到的“双花”，可能有人就要问，双花是什么花？哈哈哈，开玩笑，让我们来学习一下什么磨衡册是“双花”吧。

01

“双花”是什么？

双重支付又名“双花”，也就是双重花费的意思。 举个例子：如果我钱包里面有100元，我可以去购买等值的物品。当我去商店后，发现台灯和桌子都是100元，那我只能买其中一样东西。而我们所说的双花问题，正好与之相反，同样的100元，我可以购买两样东西。

在加拦滚密货币系统中，由于数据的可复制性，使得系统可能存在同一笔数字资产被重复使用的情况 ，这也称之为双花，又叫双重消费攻击。

02

双花问题是如何发生的？

在区块链系统中，双花问题会在以下情况下出现：

1、由于共识机制导致区块确认时间长，用一个数字货币去进行一次交易，可以在这笔交易还未被确认完成前，进行第二笔交易。

2、 控制算力瞎宏来实现双花 ，第一次交易被验证通过并被记录入区块后，在该网络中有更高的算力验证出新的更长链条，在该链条中这笔钱被第二次花费，由于第二次花费的区块链条更长使第一次交易区块所在链条为无效链条，这样一来，第一次交易所在的区块链被区块链网络放弃，第一次花费的钱就又回到自己账户了，就导致了双花问题。

03

比特币如何避免双花问题？

为了解决双花问题，我们日常的数字资产使用依赖于第三方信任机构进行。这类机构对数据进行中心化管理，并通过实时修改账户余额的方法来防止双重支付的出现。而作为去中心化的点对点价值传输系统， 比特币通过UTXO、时间戳等技术的整合来解决双花问题。

1、首先每笔交易都要先确认对应比特币之前的情况，要检查它是否存在于用户的UTXO中。如果不在，那么该交易会被系统拒绝。

2、如果用户用同一笔UTXO付给两个人，系统中的节点只确认先接收到的那一笔。

3、当两笔时间上很接近的交易被不同节点确认，区块链将发生分叉。剩余节点选择在他们认为的最长链上构建新的区块。

4、当其中一笔交易被6个节点确认后，它将成为系统最长链，可以认为这笔交易获得了最终的确认。

❹ 深入了解区块链的共识机制及算法原理

所谓“共识机制”，是通过特殊节点的投票，在很短的时间内完成对交易的验证和确认；对一笔交易，如果利益不相干的若干个节点能够达成共识，我们就可以认为全网对此也能够达成共识。再通俗一点来讲，如果中国一名微博大V、美国一名虚拟币玩家、一名非洲留学生和一名欧洲旅行者互不相识，但他们都一致认为你是个好人，那么基本上就可以断定你这人还不坏。

要想整个区块链网络节点维持一份相同的数据，同时保证每个参与者的公平性，整个体系的所有参与者必须要有统一的协议，也就是我们这里要将的共识算法。比特币所有的节点都遵循统一的协议规范。协议规范（共识算法）由相关的共识规则组成，这些规则可以分为两个大的核心：工作量证明与最长链机制。所有规则（共识）的最终体现就是比特币的最长链。共识算法的目的就是保证比特币不停地在最长链条上运转，从而保证整个记账系统的一致性和可靠性。

区块链中的用户进行交易时不需要考虑对方的信用、不需要信任对方，也无需一个可信的中介机构或中央机构，只需要依据区块链协议即可实现交易。这种不需要可信第三方中介就可以顺利交易的前提是区块链的共识机制，即在互不了解、信任的市场环境中，参与交易的各节点出于对自身利益考虑，没有任何违规作弊的动机、行为，因此各节点会主动自觉遵守预先设定的规则，来判断每一笔交易的真实性和可靠性，并将检验通过的记录写入到区块链中。各节点的利益各不相同，逻辑上将它们没有合谋欺骗作弊的动机产生，而当网络中有的节点拥有公共信誉时，这一点尤为明显。区块链技术运用基于数学原理的共识算法，在节点之间建立“信任”网络，利用技术手段从而实现一种创新式的信用网络。

目前区款连行业内主流的共识算法机制包含：工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制和Pool验证池这四大类。

工作量证明机制即对于工作量的证明，是生成要加入到区块链中的一笔新的交易信息(即新区块)时必须满足的要求。在基于工作量证明机制构建的区块链网络中，节点通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权，求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。工作量证明机制具有完全去中心化的优点，在以工作量证明机制为共识的区块链中，节点可以自由进出。大家所熟知的比特币网络就应用工作量证明机制来生产新的货币。然而，由于工作量证明机制在比特币网络中的应用已经吸引了全球计算机大部分的算力，其他想尝试使用该机制的区块链应用很难获得同样规模的算力来维持自身的安全。同时，基于工作量证明机制的挖矿行为还造成了大量的资源浪费，达成共识所需要的周期也较长，因此该机制并不适合商业应用。

2012年，化名Sunny King的网友推出了Peercoin，该加密电子货币采用工作量证明机制发行新币，采用权益证明机制维护网络安全，这是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。与要求证明人执行一定量的计算工作不同，权益证明要求证明人提供一定数量加密货币的所有权即可。权益证明机制的运作方式是，当创造一个新区块时，矿工需要创建一个“币权”交易，交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间，依据算法等比例地降低节点的挖矿难度，从而加快了寻找随机数的速度。这种共识机制可以缩短达成共识所需的时间，但本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算。因此，PoS机制并没有从根本上解决PoW机制难以应用于商业领域的问题。

股份授权证明机制是一种新的保障网络安全的共识机制。它在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时，还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。

股份授权证明机制与董事会投票类似，该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统，就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会，所有股东都在这里投票决定公司决策。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表，而非全体用户。在这样的区块链中，全体节点投票选举出一定数量的节点代表，由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。同时，区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要，全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格，重新选举新的代表，实现实时的民主。

股份授权证明机制可以大大缩小参与验证和记账节点的数量，从而达到秒级的共识验证。然而，该共识机制仍然不能完美解决区块链在商业中的应用问题，因为该共识机制无法摆脱对于代币的依赖，而在很多商业应用中并不需要代币的存在。

Pool验证池基于传统的分布式一致性技术建立，并辅之以数据验证机制，是目前区块链中广泛使用的一种共识机制。

Pool验证池不需要依赖代币就可以工作，在成熟的分布式一致性算法(Pasox、Raft)基础之上，可以实现秒级共识验证，更适合有多方参与的多中心商业模式。不过，Pool验证池也存在一些不足，例如该共识机制能够实现的分布式程度不如PoW机制等

这里主要讲解区块链工作量证明机制的一些算法原理以及比特币网络是如何证明自己的工作量的，希望大家能够对共识算法有一个基本的认识。

工作量证明系统的主要特征是客户端要做一定难度的工作来得到一个结果，验证方则很容易通过结果来检查客户端是不是做了相应的工作。这种方案的一个核心特征是不对称性：工作对于请求方是适中中的，对于验证方是易于验证的。它与验证码不同，验证码是易于被人类解决而不是易于被计算机解决。

下图所示的为工作量证明流程。

举个例子，给个一个基本的字符创“hello，world！”，我们给出的工作量要求是，可以在这个字符创后面添加一个叫做nonce（随机数）的整数值，对变更后（添加nonce）的字符创进行SHA-256运算，如果得到的结果（一十六进制的形式表示）以“0000”开头的，则验证通过。为了达到这个工作量证明的目标，需要不停地递增nonce值，对得到的字符创进行SHA-256哈希运算。按照这个规则，需要经过4251次运算，才能找到前导为4个0的哈希散列。

通过这个示例我们对工作量证明机制有了一个初步的理解。有人或许认为如果工作量证明只是这样一个过程，那是不是只要记住nonce为4521使计算能通过验证就行了，当然不是了，这只是一个例子。

下面我们将输入简单的变更为”Hello,World!+整数值”，整数值取1~1000，也就是说将输入变成一个1~1000的数组：Hello,World!1；Hello,World!2；...；Hello,World!1000。然后对数组中的每一个输入依次进行上面的工作量证明—找到前导为4个0的哈希散列。

由于哈希值伪随机的特性，根据概率论的相关知识容易计算出，预计要进行2的16次方次数的尝试，才能得到前导为4个0的哈希散列。而统计一下刚刚进行的1000次计算的实际结果会发现，进行计算的平均次数为66958次，十分接近2的16次方（65536）。在这个例子中，数学期望的计算次数实际就是要求的“工作量”，重复进行多次的工作量证明会是一个符合统计学规律的概率事件。

统计输入的字符创与得到对应目标结果实际使用的计算次数如下：

对于比特币网络中的任何节点，如果想生成一个新的区块加入到区块链中，则必须解决出比特币网络出的这道谜题。这道题的关键要素是工作量证明函数、区块及难度值。工作量证明函数是这道题的计算方法，区块是这道题的输入数据，难度值决定了解这道题的所需要的计算量。

比特币网络中使用的工作量证明函数正是上文提及的SHA-256。区块其实就是在工作量证明环节产生的。旷工通过不停地构造区块数据，检验每次计算出的结果是否满足要求的工作量，从而判断该区块是不是符合网络难度。区块头即比特币工作量证明函数的输入数据。

难度值是矿工们挖掘的重要参考指标，它决定了旷工需要经过多少次哈希运算才能产生一个合法的区块。比特币网络大约每10分钟生成一个区块，如果在不同的全网算力条件下，新区块的产生基本都保持这个速度，难度值必须根据全网算力的变化进行调整。总的原则即为无论挖矿能力如何，使得网络始终保持10分钟产生一个新区块。

难度值的调整是在每个完整节点中独立自动发生的。每隔2016个区块，所有节点都会按照统一的格式自动调整难度值，这个公式是由最新产生的2016个区块的花费时长与期望时长（按每10分钟产生一个取款，则期望时长为20160分钟）比较得出来的，根据实际时长一期望时长的比值进行调整。也就是说，如果区块产生的速度比10分钟快，则增加难度值；反正，则降低难度值。用公式来表达如下：

新难度值=旧难度值*（20160分钟/过去2016个区块花费时长）。

工作量证明需要有一个目标值。比特币工作量证明的目标值（Target）的计算公式如下：

目标值=最大目标值/难度值，其中最大目标值为一个恒定值

目标值的大小与难度值成反比，比特币工作量证明的达成就是矿中计算出来的区块哈希值必须小于目标值。

我们也可以将比特币工作量的过程简单的理解成，通过不停变更区块头（即尝试不同nonce值）并将其作为输入，进行SHA-256哈希运算，找出一个有特定格式哈希值的过程（即要求有一定数量的前导0），而要求的前导0个数越多，难度越大。

可以把比特币将这道工作量证明谜题的步骤大致归纳如下：

该过程可以用下图表示：

比特币的工作量证明，就是我们俗称“挖矿”所做的主要工作。理解工作量证明机制，将为我们进一步理解比特币区块链的共识机制奠定基础。

❺ 2.创建区块链并创建创世区块

不难发现，这个区块链就是保存由若干个区块组成的数组

此函数创建一个区块链，并将创世区块添加到这个链中。返回一个区块链对象

为了更加好玩一点，我们继续创建一个往区块链中添加区块的方法

通过 main 方法往链中添加区块

我们在创世块后追加了两个区块，那么现在我们运行看下输出信息

源码： https://gitee.com/itgjz/blockchain_learn/tree/master/block_chain_learn2

❻ 区块链能应用在哪些方面

您的问题我已看到，那么，区块链能应用在哪些方面？下面由小编来为您解答。

答:比特币是区块链的第一个具体应用。它是在 2008 年由一个人或一群人提出的一篇论文中提出的。比特币使用区块链来对比特币进行数字发送，而 BitCoin 的名称是比特币，而不需要第三方中间人的干涉。

但比特币并不是区块链的唯一应用，如下:

1.金融领域：将区块链技术应用在金融行业中，能够省去第三方中介环节，实现点对点的直接对接，从而在大大降低成本的同时，快速完成交易支付。

2.物联网和物流领域：区块链在物联网和物流领域也可以天然结合。通过区块链可以降低物流成本，追溯物品的生产和运送过程，并且提高供应链管理的效率。

3.公共服务领域：区块链在公共管理、能源、交通等领域都与民众的生产生活息息相关，但是这些领域的中心化特质也带来了一些问题，可以用区块链来改造。

4.数字版权领域：通过区块链技术，可以对作品进行鉴权，证明文字、视频、音频等作品的存在，保证权属的真实、唯一性

5.保险领域：在保险理赔方面，保险机构负责资金归集、投资、理赔，往往管理和运营成本较高。通过智能合约的应用，既无需投保人申请，也无需保险公司批准，只要触发理赔条件，实现保单自动理赔。

6.公益领域：区块链上存储的数据，高可靠且不可篡改，天然适合用在社会公益场景。公益流程中的相关信息，如捐赠项目、募集明细、资金流向、受助人反馈等，均可以存放于区块链上，并且有条件地进行透明公开公示，方便社会监督。

以上仅供您参考，还望您能采纳，谢谢！

❼ 比特币之问（一）一笔交易如何被写进区块

由于人为设置的海量运算，限制了用于存储比特币交易信息的区块链生成新的区块的速度。这个速度我所知道的是大约10分钟产生一个。

你通过某些方式制作了一串包含着完整交易信息的数字流，将其上传到网络中。这个网络可以理解为比特币节点网，也可以指某个可以验证交易的节点。本文中所有使用的“网络”一词，都如此解释。

某几个节点验证了你的交易合法，然后广播到整个比特币节点网中，这种广播是不断验证再次广播的过程。直到这笔交易 A 被网络中大多数节点接收。

需要明白的是，这一过程只是验证，而非记录（确认）。

我们所说的挖矿，是寻找一个符合要求的数字，这个数字就像 id 一样代表了一个区块。

一笔交易在网络中得到确认后，会保存在挖矿节点中，形成交易池，矿工需要从交易池中挑选一些优先级高的交易形成一个备选区块后，依据这个区块进行挖矿。之所以说是备用区块，因为这个区块里存储的交易信息但是没有id，没有 id 就无法识别同时无法认可。

在 04 整合交易&构建新区块 中认为“验证交易后，每个比特币网络节点会将这些交易添加到自己的内存池中”，我认为验证交易的节点可能是非挖矿节点，此节点不具有内存池的功能。

首先，交易费是不固定的。要理解为什么是不固定的，需要明白一下几个问题：

网络上积淀着一批需要确认的交易，这批交易存在于所有矿工的手里，记录工作由所有矿工根据自己认可的优先级来进行，但是确认工作职能由其中的一个完成。这个矿工就是成功把记录交易的区块添加到主链上的矿工。 这个矿工：完成了记录工作，找到一个新的区块，将这个区块成功添加到网络中。

时间以及交易量等多个因素决定交易的优先级，交易费就是其中一项。

根据以上描述，总结：

矿工完成交易的确认。

你发起一笔交易，可以指定交易费也可以不指定，交易费的数量直接关系到交易确认的时间。如果没有矿工愿意记录你的这比交易，理论上说你的交易就无法写入区块链，这就意味着无法得到确认。这笔交易就永远无法完成。

假设你的交易最终会写入区块链得到有效确认。

不管你的交易在其他矿工手里如何，首先你的交易达到了确认交易的矿工的要求，被添加进备选区块中，而不是躺在交易池里。

这个包含了你的交易信息的新区块被成功添加进主链，主链得到有效延伸。此时你的交易记录得到有效确认。

❽ 新一代基础设施才能造就多样年华的区块链

新一代的基础设施是当前区块链行业最为重要的机会
在 社会 和经济生活领域，基础设施简单理解就是 社会 生产和居民生活提供核心公共服务的系统，这些基础设施往往具有先行性和基础性，若没有这些，我们日常的生产和生活活动就难以开展。

当基础设施通常只有达到一定规模时，才能提供有效的服务，客观地说区块链行业目前仍处于非常早期的阶段，基础设施并未成熟，因此基于区块链的服务，应用和商业模式，常常面临难以开展的窘境。

虽然，价值互联网的新时代正在到来，但到来的步伐远没有想象的那么快，区块链是一个行业深入结合，产生改变，金融与经济，在这个领域当前能产生巨大影响最为重要的机会，无疑是基础设施的建设，而基础设施要解决的核心问题是建立“标准问题”。

在互联网早期如果没有IEEE、W3C等这些组织对于标准建立的推动。互联网协议都很难统一，互联网也不会在全球迅速发展起来，而未来区块链的标准将会类似于互联网，它不是一个协议，而是一组协议，并且持续不断地进行丰富的改进这类技术，并可以使用很多行业和领域得到很好的应用，只要是和价值有关的信息都和区块链有天然的亲和性，可以结合在一起，发展出新的方式，来更好地满足不同行业的需求。

那谈到区块链基础设施的具体内容主要分两类：

一类是区块链的研发和构建，这里的区块链是指是用于不同目的，或不同行业。各种类型的区块链。

另一类是区块链间的连接设施，这些设施可以实现不同区块链之间的互联互通，让价值可以自由流动。

由于区块链的应用场景非常广泛不同场景，有着不一样的需求，因此我们不能指望一条区块链就能解决所有问题。

如果一条区块链上承载了太多功能，将会使得其复杂，不可维护，从而严重降低效率、可靠程度。同样的道理，如果一条，区块链存在各种类型的数据，也将会使其数据量过大导致去中心化严重受限，因此，多样化的区块链将是未来发展的必然趋势。

区块链未来的复杂性，并不是体现在任何一条公链上，而是体现在由区块链组成的层级结构中，而创建，层级结构所依靠的基础设施，折射，关键点侧链技术，这就是一个典型的连接设施。

这个概念最早由布拉克斯为公司提出，目标是构建可以让数字资产在不同区块链间自由转移的技术，他们在2014年发布了侧链技术的白皮书，并于2016年年初发布了第一个商业化侧链。

正如同多样化的区块链一样，随着技术的演进与发展，未来区块链间连接设施的技术理念及运作方式也将是多元化、多样化的、不同形态的连接设施，从而满足不同种类的连接需求从而构建起真正的区块链生态体系。

❾ 区块链技术（节点和网络）

矿工是同时进行挖矿的节点，它们试图创建新的区块（通过改变nonce，反复对区块进行哈希运算，以找到有效区块），然后把新的副本加入区块链并广播给其它节点，其它节点再进行验证，最后转播或拒收该区块。需要注意的是，矿工和节点是分开的，节点可以是矿工，但节点不一定要挖矿。当全节点从矿工处接收了一个有效区块，它会将其添加到自己的本地副本中，并把区块转播给一些相连节点，这些节点再验证这个区块并广播给其它相连节点。通过这种方式，这个区块被传播到了整个网络，接下来的区块再重复这个步骤。