DAY 25- 区块链 Blockchain

「给我钱 !! ALL IN BITCOIN!!」

根据维基百科解释，「区块链是藉由密码学串接并保护内容的串连文字记录」。
首先，这里的保护内容可能要提出来多做解释。
所谓的保护内容，并不像我们先前进行加密的保护，
区块链是不做加密保护的，
（在计帐功能上，但如果你要说私钥变地址的话我们後天才会讲到）
所有资料都是公开透明大家的看的到、甚至大家都有储存的。
这里的保护是指：不可窜改。

串连文字纪录其实就是交易纪录。
所有的交易纪录会串连在一起，形成类似链的东西，
而新的交易就接在这过去所有交易的後面，
一直接续下去。

所以总结起来，
区块链是一个可以将交易内容公开串接在网路上，
且无法窜改的技术。

我们会说区块链是一个去中心化的技术，
所谓中心，就是资讯会经过他并由他处理的中介。
好比说今天你要转帐给一个人，那这笔资料就会经过银行，
银行处理好资料之後储存在他们自己的资料库里，
那麽银行就是一个中心。

换个方面来想，「你是否有将钱转入他人手里」的这件事实就完全掌握在银行手里，
他说有就有，没有就没有。
如果银行被骇，那这笔资料就有可能被改。

那麽这样一个不可窜改的去中心化技术是如何达成的呢？

矿工

首先你要先知道这个工作，
在我的认知里，只要有钱就会吸引人去做事，钱越多抢这个工作的人就越多。

而事实上矿工的薪资是以件计价，钱就蛮多的，
每打包一个区块可以获得 6.25 BTC 。
（如果是这几天的话，那可是新台币九百多万）
每四年这个数字就会减半，也就是说2024年时打包一个区块只会获得3.125 BTC，
那还是蛮多的，如果 BTC 继续涨的话，可能会比现在还多，但那不是我们要讨论的事情。

至於为什麽叫矿工，大概只是因为他们做的事情很像挖矿。
你不一定挖得到黄金，但是只要挖到就是很大一笔钱，有点像是在签乐透一样。

矿工的工作叫做打包（挖矿）。
我们前面说到区块链是一个串接文字纪录的技术，
而打包包括在网路上抓取交易讯息、整理成区块、串接。
矿工要把上一个区块（交易堆）的资讯加上这个区块的资讯包起来接到链上。

上图解释打包是怎麽回事，只是其中的mining pool（矿池）就是一群矿工一起挖矿，再一起分配报酬而已。

为什麽说不一定挖得到矿，甚至说挖到矿的机率是极低的？
因为打包这件事情本身就是有难度的，而且难度极高。
每成功打包2016个区块，系统就会自行计算现在全世界有多少人在进行挖矿，进而调整打包的难度，
他（比特币系统）会将难度控制在大约每十分钟全世界可以打包一个区块。
以太币系统则是每15秒一个。

读者可以想想看，如果你是中本聪（区块链发表者，真实身分不明）的话，
你要怎麽出一道题目，让每十分钟只有一个人答对，而且还可以控制难度。

工作量证明 PoW

答案是杂凑函数，如果你忘记杂凑函数的话请复习DAY 17。
我们在提到杂凑函数的时後说到知道一个杂凑值，要回推杂凑前数值是困难的，
如果你有大致看过我在DAY18介绍的 SHA-256的话，
你就会知道杂凑结果是完全无法预测的。

Bitcoin 链所使用的正是SHA-256，
矿工若要把新的区块打包上链的话，
就必须将交易资讯接在一起成为一个数字，接着在这个数字中加入几个数字，
重复运算这个数字的杂凑值，直到杂凑值符合一个条件：
那就是小於某个数字（由系统运算难度决定），换个说法就是杂凑值的前几位数皆是0。

这件事情就叫做工作量证明（PoW, proof of work）。

从头复习一下，
区块链是串联交易纪录的去中心化技术，
所有交易纪录都会公开在链上，而矿工负责将後续的交易堆（区块）接上去，
他们需要进行SHA-256运算值到杂凑值符合开头够多的0。

只要有人成功，他就成功把区块接上，并且广播给其他节点，
其他节点收到资讯之後也要把此区块打包上他们自己记忆体的链上（但是不会有报酬），
接着就继续下一个区块的打包工作。

What's in a Block

一个区块里面包含上个区块的杂凑值、时间戳记、交易资料（Merkle root）、Nonce（number use only once）
矿工实际上做的事情就是不断更改Nonce，使得整个区块的杂凑值符合标准，
而这个符合标准的杂凑值就会被包进下个区块中。
至於我们怎麽把这麽多交易纪录放在一个区块中，就要使用Merkle Tree。

（怕我解释的不清楚：一个区块里面并不限於一个交易。）

Merkle tree 就是将每个交易（图片中最下排）先做杂凑之後，
两两接在一起（concatenate）做杂凑，再两两接在一起杂凑，
一直下去最後会有一个最终值，而这个值就称为Merkle Root。