區塊鏈的運行原理是什麼？
我們以比特幣的區塊鏈系統為例。比特幣一個新區塊誕生的時間系統設定為十分鐘。
1.一筆交易產生以後，為了讓全網承認有效，必須先廣播到區塊鏈網絡中其他參與的節點（鏈接的計算機）；
2.每個節點要正確無誤地給這十分鐘的交易都蓋上時間戳，並且放進這個區塊；
3.如果一個節點解開了隨機數那道數學題，擁有了合法區塊記賬權，這個節點就會向全 網公佈他這 10 分鐘所有蓋上時間戳的交易，並由全網中其他參與的節點來核對；
4.比特幣系統會給贏下合法區塊記賬權的節點以獎勵，他廣播以後，別的節點就要核對這個區塊記賬的準確性。別的節點其實同時也在解那道數學題，同時也在蓋時間戳，只不過他們沒有在那道數學題上算得更快。也就是說，這個區塊他們贏不了獎勵了，他們只好在下一個區塊上想辦法。
5.一般來說，每一筆交易，必須要經過 6 次的確認，也就是要通過 6 個的 10 分鐘記賬，才能在系統裡被承認為是合法交易，一次的記賬是不被承認的。
區塊鏈記錄哪些信息？
我們說過區塊鏈是一個分佈式的大賬本，每一個區塊就相當於是這個賬本中的一頁。
目前，區塊鏈的區塊主要記錄了區塊頭、交易詳情、交易計數器和區塊大小等數據。：區塊頭是區塊的前 80 個字節，區塊頭包含的信息我們已經瞭解了。
區塊內部的數據如下。
1.交易詳情：詳細記錄了每筆交易的轉出方和收入方、金額及轉出者的數字簽名，這是 每個區塊內的主要內容；
2.交易計數器：這記錄的是每個區塊中發生的交易數量；
3.區塊大小：表示每個區塊數據的大小，當前每個區塊的大小限定在 1M 以內，但是後面區塊很有可能會擴容，超過 1M。
如何實現完整備份？
因為區塊鏈是由連接其中的電腦共同維護的，對於已經產生的區塊，所有連接進來的電腦都有一份完整的區塊鏈備份記錄。
目前備份的特點：
1.現有備份最大的問題可能就是安全了。我們無論是自己存儲，還是存在雲端，重要的信息都需要加密，以免信息被洩漏出去。但我們的加密很容易被高明的黑客破解，這是現有備份的一個難題。
2.現有的備份也可能被內部的一些人更改，這種更改不容易被發現，而一旦出現更改，後期的審計追蹤就會出現很大的困難。
3.如果我們的信息可以存儲在很多臺電腦裡，那麼一臺電腦出了問題，還可以調用其他電腦來查看，可現實中，我們無法做到串聯儘可能多的電腦。自己的有價值的信息存在別人電腦裡也不安全。
區塊鏈就可以解決這些問題。
1.區塊鏈很重要的技術手段就是加密，存儲時加密的信息不會被查看和洩漏，只有擁有 信息密鑰的人，才能查看這個信息。
2.區塊鏈中的信息是基本上不能被篡改的，這就避免了有內部人員更改的可能性。
3.區塊鏈中的信息在存儲時沒有中心，所有參與進來的電腦都是一個節點，都有信息的 記錄，無需刻意地將信息分佈式儲存，就能達到分佈式儲存的效果，極大避免了單一電腦損壞造成的信息丟失。
4.在區塊鏈中存儲也是很廉價的。現在我們將信息存儲在雲端，都會被收一定費用，這 費用也不低吧，而存在區塊鏈中，我可以告訴你的是，它的存儲價格比存在雲端這種還要低 90%。
存儲和恢復信息時我們需要做什麼呢。
1.要存儲文件的源端設定備份文件，然後加密發送文件數據，提交給區塊鏈中所有相關 的節點；
2.各個節點接收到文件，並且進行存儲；
3.如果需要恢復數據，源端發送請求，計算節點根據請求，在獲得解密數據後，就能實 現數據的恢復。
如何進行交易廣播？
剛才我已經說了，鏈接到區塊鏈中的電腦端都是一個節點，所有節點組合在一起就構成一個區塊鏈網絡。在區塊鏈網絡中，每個節點都有一個分佈式的數據庫，用來管理交易的信息。
當一個節點發起一筆交易以後，這個節點要立即向附近的節點進行廣播，附近的節點會檢查你的交易是否有效，如果有效，表示他們同意這次交易。在同意的基礎上，這些節點又會將這筆交易再向附近的節點進行廣播，這樣一傳十，十傳百，很快整個網絡就會確認這筆交易，並且寫入區塊中，交易就算完成了。
在區塊鏈中，驗證速度最快的節點是能憑藉工作量獲得一定獎勵的，這就解決了所有節點發布的問題。就像比特幣系統的獎勵比特幣。
如何進行數字簽名？
簽名是對我們進行交易的認可，數字簽名也是一樣，只不過你把籤的文字變成了一串字符而已。
一個數字簽名相當於是一個數字身份，交易時由轉賬的轉出方生成，就好比銀行的流水，數字簽名就是用來驗證這筆交易確實是由轉出方發起的。
我把這個證明過程濃縮成一個栗子。
張三要發起一筆轉賬，張三先將這個交易進行數字摘要，縮成字符串，然後用自己的私鑰對字符串加密，形成數字簽名。完成後，張三要將這個交易向全網進行廣播。別的節點用張三的公鑰進行驗證，如果驗證成功，那這筆交易就是可信的。
就像你去銀行轉賬，只要輸入密碼，錢就轉出去了，是一樣的道理。只不過區塊鏈中，動用了公鑰和私鑰，程序上覆雜一點，但有電腦代勞，也不打緊。
如何實現加密與解密？
區塊鏈中有兩把鑰匙，一把公鑰，一把私鑰。這兩個鑰匙是通過一種數學算法得出來的，有關聯的一對鑰匙。簡單來說，就是私鑰可以生成公鑰，而公鑰是無法推導出私鑰的。
在區塊鏈中，公鑰是公開的鑰匙，是要公開發行配送的，只要有要求誰都能取得。私鑰就是私人才擁有的了，就像你的保險櫃鑰匙，你不可能拿給別人保管吧。
公鑰和私鑰是配對的，在區塊鏈中，如果利用公鑰給信息加密，就必須要用私鑰才能打開，如果用私鑰給信息加了密，則必須用公鑰來打開，否則是不能解密的。這個系統的優勢是兩個用戶能夠安全地溝通，而不用互相交換秘密鑰匙。例如一個人要將一條信息傳給另一個人，而這信息的內容是保密級別的，為了防止別人打開，送信者用公鑰加密，而要解密就必須要收信者動用自己的公鑰才行。我舉個栗子。
張三給李四轉了一筆錢，然後給大家廣播說我轉了錢了啊，大家把它記在區塊鏈中。可這時王麻子跳出來說：“我為什麼相信你轉了錢啊，你有證據嗎。”張三就說：“我的公鑰在這兒呢，這個公鑰可以證明我是有私鑰的人，你看這個信息加了公鑰，我真的轉了。”然後王麻子就將這筆交易記錄下來了。
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