分析智能合约和区块链的运行原理

如果提到区块链和以太坊智能合约，相信大家都会很高兴地说我听说过！但是你真的了解它的起源和它是如何工作的吗？今天小编就为大家一一解答。

区块链、比特币、以太坊和智能合约之间的关系是：

众所周知一个币有几个合约地址，区块链诞生于比特币白皮书发布之后，即区块链技术中的大部分概念都来源于比特币。

所以比特币技术是区块链技术的开端，而设计这个的神奇开发者中本聪的真实身份仍然是个谜。

在区块链技术发展的早期，区块链技术中只有少数几种货币，基本上只有一个属性——虚拟货币。这极大地限制了区块链技术的发展。

以太坊的出现带来了智能合约。自智能合约出现以来，人们有了在区块链上进行创作的工具，可以开发自己的Dapps、开发游戏、开发DeFi等等。

因此，以太坊是区块链技术进一步发展的产物，而智能合约是进步的工具，使人们第一次在区块链世界中轻松快速地创造。

让我们再看看区块链是如何工作的。现代区块链起源于比特币，所以一旦你了解了比特币的基本原理，你就能对区块链的基本原理有所了解。

早在 2008 年，一位自称中本聪的人在互联网上发表了《比特币：一种点对点的电子现金系统》一文，标志着比特的正式诞生。

比特币的设计初衷和解决的问题是：在互不信任、匿名的网络环境下，通过非对称加密、哈希函数、签名等一系列手段解决人与人之间的信任问题。

在现有的区块链平台中，根据接入标准的不同，可以分为三类：

公链：即任何人都可以不受限制地加入这个区块链，并获得其中的所有数据。

联盟链：对部分群组开放，加入后所有权限不同，内置特殊记账节点和普通节点。

私有链：个人或少数群体的本地区块链。

公链的代表，应用最广泛的是比特币和以太坊。

我们用一个比特币交易的流程，如图，来解释区块链的运作原理。

比特币如何运作

当比特币网络中的一个A发出交易请求时，他会将其广播到全网，让全世界的计算机或矿机争夺交易的记账权，即形成一个新的区块。，当然，一个区块中通常有不止一个交易。

那么交易是如何打包记录在新区块中的呢？在此之前，我们首先需要了解一个块由哪些部分组成。

如图 2 所示，一个区块主要由区块头和交易列表组成。

块的组成

首先，A会向全网报告有一个区块需要打包。这时，经过特定的算法（SHA256）对交易信息和数据进行重新打包，得到一个重要的哈希值——默克尔树哈希值的根。

关于默克尔树根的哈希值，可以用来验证交易信息和数据没有被篡改，是区块中的一个重要参数。

任何两个交易信息或数据组成都可以表示为一个哈希值。这时候，我们把这两个hash值当成一棵树上的两片叶子。

两片叶子相连的部分称为叶根。此时叶根也可以表示为哈希值。这个哈希值显然是由两笔交易的信息和数据的哈希值决定的，而默克尔树根可以非常形象地理解，多笔交易成对形成一个哈希值，就像一棵有很多叶子的树。

但是，树只有一个根，即交易信息和数据的哈希值对应叶子，而默克尔树根的哈希值对应树的根。

Merkle 树根的哈希值还有一个特点：任何交易信息和数据的变化都会导致 Merkle 树根的哈希值发生巨大的变化。哈希值必然会改变。

所以经过一系列的打包，交易信息已经被打包成区块，等待记录在区块链的新区块中。

此时，对于矿工来说，抢占上链第一个打包区块获得区块奖励的记账权是他们的主要激励。

因为区块中的第一个交易信息是地址或节点，因为找到了第一个随机数，系统给它一定数量的比特币，这是你打包区块后得到的奖励，俗称挖矿。

比特币网络通过允许所有矿工参与计算一个随机数来确定谁拥有记账权，如图所示。

随机数计算

即矿工需要找到一个随机数nonce，将其与区块的Merkle哈希值等必要信息结合起来进行哈希计算，得到满足难度要求的哈希值。

由于SHA256算法是非线性的，所以只采用穷举法一个币有几个合约地址，即不断选择随机数进行计算，直到计算出的哈希值满足难度要求。

而谁先算出一个随机数nonce，并由其他矿工验证，谁拥有记账权，可以获得区块奖励，就消耗了巨大的算力，也就是我们常说的工作量证明。

链金研究员总结

区块链技术的简单工作原理是利用分布式账本、非对称加密、SHA256等密码技术对现实中存在的各种信息和交易进行打包重组。

通过POW或POS等证明方式，矿工或记账人可以将信息记录在唯一的区块链上，使信息不可篡改，具有全网共识机制，即所有参与者都认为交易是真实可信的并且不可变。

因此，区块链技术也被称为去中心化的技术革命，因为区块链上不需要任何权威机构或个人，一切都由共识或证明来确定和确认。

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