区块链的核心部分就是挖矿算法，接来下我们就以比特币的算法为例。它被称为SHA-256，也就是“256位元安全散列算法”的缩写，它可接受任何内容的输入，包括文本、数位，或者任何长度的文档。而输出结果称为“杂凑”，且每次长度都相同为256位机器代码。

同样的输入将得到同样的输出，并不会随机。但如果你对输入进行了微小的改变，则输出会完全不同。

而且该演算法也被称为单向函数，这就意味着你不能根据输出来计算出输入。你只能对输入进行猜测，然而你猜对的几率是2^256分之一，这几乎是不可能的，换句话该演算法是安全的。

现在我们已经知道什么是演算法，那接下来我们就用一个简单的交易示例来演示区块链是如何运行的。

现有Alice和Bob两个人，且我们知道他们俩的比特币余额。我们假设Alice欠Bob2个比特币。

Alice如果想要向Bob发送那两枚比特币，则Alice需要向网路中的矿工们广播她想要进行交易的消息。

在广播中，Alice将Bob的公共地址、她想要发送的比特币数量，以及数位签章和她公开金钥提供给矿工们。该签名是通过Alice的私密金钥生成的，由此矿工们就可以验证那些比特币是属于Alice的，且她也想要进行交易。

一旦矿工确定该交易是有效的，则他们就会将该交易与其他交易一起纳入到区块中，并尝试对该区块进行挖矿。且区块中的这一输入是通过SHA-256演算法来完成的。而输出则需要从具体的0's数值开始，以便才能被认为有效。具体0's的数值则将根据所谓的“difficulty（难度）”来决定，而“difficulty”也将根据网路中的计算能力进行更改。

想要根据最开始要求的0's数值来生成输出杂凑值，矿工则需要在区块中添加一个“noncee number（乱数）”。由于输入的很小改变会完全更改输出，所以矿工要不断随机nonces，直到找到一个有效的输出杂凑值为止。

如果该区块已经被挖掘，则该矿工就会向其他矿工们广播该新的已被挖掘的区块。之后矿工们就开始检查该区块以确保是有效的，之后再将该区块添加到他们的区块链副本中，至此交易就完成了。并且矿工也需要在已完成的区块中纳入前一区块的输出杂凑值，以此才能使得所有的区块都相互连接，而区块相互连结的线性链也就被命名为区块链。因为系统是基于信任工作的，所以这一过程尤为重要。

每一位矿工的电脑上都有他自己的区块链副本，且所有人都相信投入计算工作最多的区块链，就将成为最长的区块链。如果一位元矿工更改了之前区块中交易，则该区块的输出杂凑值也将改变，而这就导致了其后的所有杂凑值都会改变（因为区块是通过杂凑值连结的）。该矿工就不得不重新开始所有的工作，以便于其他人接收到正确的区块链。因此，如果一位矿工想要作弊，则他的算力就必须要超过网路计算能力的50%，这几乎是不可能的。而网路中类似的攻击也就被称为51%攻击。

为了生成区块而使电脑运行的模式被称为工作量证明（PoW）。也存在其他模式列入权益证明（PoS），而该模式下则不需要太多的计算能力，这就意味着只需要相对较少的电力，并且该模式也将扩展到更多的用户。

以上就是区块链的基本原理！

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