[前言] 区块链是什么？

1.前言

最近因为工作需要，后期会做区块链相关的底层测试。
而且随着2017年比特币的爆发式升值，也引起了大家对于区块链的关注。
随着不断的了解发现，区块链技术，并没有特殊创新的技术，而是有机组合了已有领域的已有成果，所以，了解区块链，重要的是从思路上理解它的运行机制和理念。

备注：写此文章，主要是为了记录所学当做笔记，肯定会有理解错误的内容，请大家多多指正。
感觉自己写的好差，有时间的可以多看看
阮大师的区块链科普文章http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/12/blockchain-tutorial.html
从概念到底层技术架构：http://www.8btc.com/ebook-blockchain
官方学习资料：https://github.com/chaozh/awesome-blockchain-cn

2.什么是区块链？

用一句话说，区块链就是首个自带对账功能的数字记账技术实现。(其实就是一个分布式存储系统)

区块链的基本概念包括：

• 交易(Transaction)：一次成功的交易，会导致账本状态的一次改变，如添加一条记录；
• 区块(Block)：记录一段时间内发生的交易和状态结果，是对当前账本状态的一次共识；
• 链(Chain)：由一个个区块按照发生顺序串联而成，是整个状态变化的日志记录

2.1 区块链分类

根据参与者的不同，可以分为公开(Public)链、联盟(Consortium)链、私有(Private)链。

• 公开链：任何人都可以参与和维护，典型的比如比特币区块链，信息是完全公开的。
• 引入许可机制，包括私有链和联盟链：
  • 私有链：集中管理者进行限制，只能得到内部少数人可以使用，信息不公开。
  • 联盟链：由若干组织一起合作维护一条区块链，该区块链的使用必须是有权限的管理，相关信息会得到保护，典型如银联组织。

3. 区块链工作原理(以比特币为例)

在进行更深入的了解之前，先来大体了解一下区块链的运行过程，如下图所示：

从宏观到微观，区块链是由一个一个的区块组成的，每个区块又包含多笔交易信息，每笔交易又是由客户端发起的。
（1）合法的未确认交易是如何形成的？
      节点1所做的事情就是一笔合法的未确认交易的形成过程。客户端发起交易信息到网络中，网络中的节点收到交易信息后，会进行如下检查：

• 交易是否已经处理过;
• 交易是否合法。包括地址是否合法、发起交易者是输入地址的合法拥有者、是否是 UTXO;
• 交易的输入之和是否大于输出之和。

检查都通过，则将交易标记为合法的未确认交易，并在网络内进行广播；

一笔完整的交易包含内容如下图所示：

（2）交易又是怎么变成区块的呢？
      请看节点2所做的事情。节点将10分钟之内获取到的交易信息(长度需要控制，每个区块不大于1MB)，打包生成Merkle树根的hash值，节点暴力尝试计算出Nonce串，然后加上其他信息，生成候选区块。然后判断候选区块头的hash值是否满足一定条件(小于某个值)，如果满足，就进行全网广播，候选区块变成了提案区块。
一个完整的区块数据结构如下图所示：

（3）区块如何上链？交易如何被最终确认？
      请看节点3所做的事情。节点从网络中收到 提案区块后，对提案区块头的hash进行验证，如果符合条件，提案区块成为合法区块，添加到链上。然后再等待6个块的可信确认后，交易最终被确认，交易生效。

4. 区块链基础架构模型

首先先来简单的一层一层进行了解：

• 数据层：数据层其实从数据结构的角度看待，会更加有效。如下图所示：
  内容太多，未完待续