1. 沒有被移花接木。步驟一和步驟二的結(jié)合就是為了生成這樣一份有且僅針對(duì)這條小紙條有效的簽名。
2. 第三步：小 A 將「明文的小紙條」、剛剛加密成功的「數(shù)字簽名」，以及自己那把可以公布于眾的「公鑰」打包一起發(fā)給小 B。
3. 第四步：當(dāng)小 B 收這三樣?xùn)|西，首先會(huì)將明文的小紙條進(jìn)行 Hash()處理，得到一個(gè)字符串，我們將其命名為“字符串 1”。然后，小 B 使用小 A 公布的公鑰，對(duì)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)字簽名進(jìn)行解密，得到另外一個(gè)“字符串 2”。通過(guò)比對(duì)“字符串 1”和“字符串 2”的一致性，便可充分證明：小 B 接受到的小紙條就是小 A 發(fā)出來(lái)的小紙條，這張小紙條在中途沒有被其他人所篡改；且這張小紙條確實(shí)是由小 A 所編輯。

可以看得出來(lái)，加解密的過(guò)程幾乎是一環(huán)套一環(huán)，中途任何環(huán)節(jié)被篡改，結(jié)果都是大相徑庭。借助這一連串的機(jī)制，其實(shí)已經(jīng)能夠很好的在公開、匿名、彼此不信任的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中解決數(shù)字交易過(guò)程中可能遇到的很多問(wèn)題。這個(gè)環(huán)節(jié)可能確實(shí)有點(diǎn)難理解，現(xiàn)在，我需要你停下來(lái)，靜下心，花上幾分鐘閉目慢慢回味其中設(shè)計(jì)精湛的地方。

掌握了這部分知識(shí)以后，我們?cè)谶@里回答一下前面沒有解釋清楚的問(wèn)題，「節(jié)點(diǎn)對(duì)區(qū)塊的檢驗(yàn)」檢驗(yàn)的到底是什么？實(shí)際上就是：

• 檢驗(yàn)區(qū)塊內(nèi)的交易記錄簽名是否準(zhǔn)確（是否被篡改）
• 檢驗(yàn)區(qū)塊內(nèi)的交易記錄輸入值是否“有效”（是否使用過(guò)）
• 檢驗(yàn)區(qū)塊內(nèi)的交易記錄輸入值的數(shù)字之和是否大于等于輸出值的數(shù)字
• …

# 重回“區(qū)塊”和“區(qū)塊鏈”的世界

好了，對(duì)小紙條和交易記錄的研究我們點(diǎn)到為止，其實(shí)信息量已經(jīng)是巨大的了，讓我們合上蓋子，重回較大實(shí)體、繼續(xù)聊聊“區(qū)塊”和“區(qū)塊鏈”的話題。還記得，咱們?cè)谝婚_始講到關(guān)于區(qū)塊的特征嗎？區(qū)塊創(chuàng)造后被埋在地下，需要經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)們馬不停蹄的挖采、而且是憑運(yùn)氣的挖采才有可能獲得——不僅僅如此，事實(shí)上他還有其他很多神奇的地方，比如說(shuō)：

1. 憑空產(chǎn)生的區(qū)塊在剛剛創(chuàng)建的時(shí)候會(huì)形成一股強(qiáng)大的黑洞效應(yīng)，它會(huì)嘗試將這段時(shí)間全世界各個(gè)節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生的所有小紙條（交易記錄）統(tǒng)統(tǒng)吸進(jìn)來(lái)；在合上區(qū)塊蓋子之前，同時(shí)會(huì)在區(qū)塊內(nèi)放上一些數(shù)字貨幣以及其他一些東西。
2. 區(qū)塊擁有一個(gè)唯一的 ID，但它只會(huì)在這個(gè)區(qū)塊被節(jié)點(diǎn)成功從地下挖出來(lái)之后創(chuàng)建。這個(gè) ID 至少會(huì)跟「區(qū)塊內(nèi)所有小紙條的集合」、「即將與之相連的上一個(gè)區(qū)塊 ID」以及「挖礦節(jié)點(diǎn)的運(yùn)氣值」等因素相關(guān)。既然前面我們已經(jīng)簡(jiǎn)單了解了“Hash()函數(shù)”這個(gè)東西，這里不妨透露給大家：“區(qū)塊 ID = Hash(‘區(qū)塊內(nèi)所有小紙條的集合’+’即將與之相連的上一個(gè)區(qū)塊 ID’+‘挖礦節(jié)點(diǎn)的運(yùn)氣值’+’…’)” ；基于先前掌握的知識(shí)，然后你應(yīng)該知道區(qū)塊內(nèi)任意一張小紙條的信息稍微做改動(dòng)、或者節(jié)點(diǎn)挖礦運(yùn)氣好一點(diǎn)壞一點(diǎn)等等，當(dāng)前區(qū)塊的 ID 都會(huì) “ biu~ ”的發(fā)生改變。

基于上述 1、2 點(diǎn)，如果閱讀足夠仔細(xì)的同學(xué)可能會(huì)有些頭大。在文章開頭為了更好的描述，我在設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化區(qū)塊鏈系統(tǒng)的時(shí)候故意模棱兩可了幾個(gè)概念，這也許已經(jīng)誤導(dǎo)到了部分同學(xué)。這里不得不停下來(lái)和你一起修正下之前在你大腦中已經(jīng)構(gòu)建的區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缬^。我們前面講道，“在節(jié)點(diǎn)的視野里，大概每十分鐘會(huì)憑空產(chǎn)生一個(gè)建立在自己平行宇宙世界的神奇區(qū)塊”。如何正確去理解這句話呢？——擁有上帝之眼的你，可以這么拆解問(wèn)題、看待問(wèn)題：

1. 同一個(gè)周期內(nèi)，全網(wǎng)并不是產(chǎn)生唯一的一個(gè)區(qū)塊等待挖掘；每個(gè)節(jié)點(diǎn)事實(shí)上都在周期性的創(chuàng)造區(qū)塊和挖出區(qū)塊；只是在某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的視野里，它不能感知到另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)上區(qū)塊的產(chǎn)生。為何這里要特別強(qiáng)調(diào)“在某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的視野里”，就是因?yàn)槲覀儎倓傊v到，從區(qū)塊的視角來(lái)說(shuō)，區(qū)塊的憑空產(chǎn)生，是基于即將與之相連的上一個(gè)區(qū)塊 ID；而從節(jié)點(diǎn)的視角來(lái)看，區(qū)塊的憑空產(chǎn)生是基于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)區(qū)塊鏈末尾的那個(gè)區(qū)塊 ID 產(chǎn)生的。
2. 全網(wǎng)會(huì)盡力控制在一個(gè)周期內(nèi)只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠成功挖出區(qū)塊，但是不能夠完全避免多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)挖出區(qū)塊的可能性；如何盡力控制？比如說(shuō)，當(dāng)大伙挖礦的熱情高漲、工作效率提高，區(qū)塊會(huì)被埋在更深更廣的地方等。簡(jiǎn)而言之，通過(guò)提高工作難度，來(lái)維持這個(gè)平衡。另外，值得注意的：產(chǎn)生區(qū)塊、挖出區(qū)塊、校驗(yàn)區(qū)塊，他們的時(shí)間周期近乎相同。

挖礦，本質(zhì)是通過(guò)與或運(yùn)算，去碰撞一個(gè)出一個(gè)滿足規(guī)則的隨機(jī)數(shù)。這個(gè)部分要細(xì)講的話，估計(jì)又可以寫出兩三千字來(lái)。我覺得到目前為止，并不影響主軸知識(shí)點(diǎn)的講解，這一塊會(huì)作為后續(xù)知識(shí)結(jié)構(gòu)的完善被撰寫（計(jì)劃 1 月 24 日前完成）。感興趣的同學(xué)可以 Google 百度查閱下什么叫“挖礦”、“工作量證明 POW”等。

分叉

現(xiàn)在，我們終于對(duì)“區(qū)塊”這個(gè)概念有了更全面的認(rèn)識(shí)，文章開頭講的故事就可以繼續(xù)展開來(lái)絮叨絮叨：

假如幾乎同一時(shí)間，「中國(guó)上海浦東新區(qū)張衡路」上的節(jié)點(diǎn)和「美國(guó)紐約曼哈頓第五大道」上的節(jié)點(diǎn)異口同聲喊出來(lái)：“我挖到區(qū)塊了！里面的小紙條都是有效的！獎(jiǎng)勵(lì)歸我！”。其他節(jié)點(diǎn)也幾乎同時(shí)參與了對(duì)這兩個(gè)區(qū)塊的校驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這倆都沒毛病，各節(jié)點(diǎn)也開始犯困，因?yàn)樵谒麄兊囊曇袄锼麄儾⒉磺宄詈竽囊粋€(gè)區(qū)塊應(yīng)該會(huì)被主鏈接納。算了！都連在自己區(qū)塊鏈尾巴上吧，這時(shí)尷尬了，區(qū)塊鏈硬生生的被分叉了！

你肯定在想，那還得了，這種情況繼續(xù)下去，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的區(qū)塊以及他們整理維護(hù)的小紙條都將變得不一樣，這已經(jīng)嚴(yán)重違背了區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缋锏谝淮笞罨驹瓌t——所有節(jié)點(diǎn)共同維護(hù)同一份數(shù)據(jù)。所以，為了解決這個(gè)問(wèn)題，區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缫肓艘粭l新的規(guī)則——擁有最多區(qū)塊的支鏈將是真正被認(rèn)可有價(jià)值的，較短的支鏈將會(huì)被直接 Kill 掉。

我們大伙都知道挖礦的過(guò)程存在巨大的工作量（如果沒有任何難度，把區(qū)塊扔在人群中，必然同一時(shí)間發(fā)現(xiàn)區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)數(shù)量將大大增加，也就會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)的支鏈，通過(guò)這個(gè)例子，你大概也就能夠明白，區(qū)塊鏈?zhǔn)澜鐬槭裁葱枰O(shè)置工作難度了吧），并且在計(jì)算機(jī)的硅基世界里，不可能出現(xiàn)所謂 “同時(shí)” 的概念，哪怕納秒的差別，那也總是會(huì)有先后順序。所以理論上，“分叉”的這種僵局很快會(huì)在下一個(gè)區(qū)塊被挖掘出來(lái)（以及校驗(yàn)區(qū)塊）的時(shí)候被打破，實(shí)在不行下下個(gè)，或者下下下個(gè)……總之機(jī)制可以讓整個(gè)分叉的區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缪杆俜€(wěn)定下來(lái)。

“分叉”這種僵局在確認(rèn)下一個(gè)區(qū)塊（以及校驗(yàn)小紙條）的時(shí)候被打破，從而整個(gè)區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缪杆俜€(wěn)定下來(lái)

就上圖而言，所有基于張衡路節(jié)點(diǎn)挖礦獲得的區(qū)塊以及后續(xù)區(qū)塊的那條分支被視為有價(jià)值，最終會(huì)全部保留了下來(lái)；其他節(jié)點(diǎn)會(huì)統(tǒng)一效仿那個(gè)擁有更長(zhǎng)分支鏈的節(jié)點(diǎn)所做的決策。另外，值得一提的是，同一時(shí)間，較短分支上的區(qū)塊會(huì)立即丟棄，而里面的小紙條也會(huì)隨之釋放出來(lái)，被重新標(biāo)記上“未確認(rèn)”。

“雙花”與“51% 攻擊”

你可能已經(jīng)開始困惑或者有點(diǎn)興奮，末尾幾個(gè)區(qū)塊的排序在修復(fù)過(guò)程中，因?yàn)闀r(shí)間差肯定會(huì)產(chǎn)生一些模棱兩可的地方，這往往會(huì)給數(shù)據(jù)安全埋下一顆雷。一個(gè)最簡(jiǎn)單的假設(shè)——我記錄的一張小紙條很不巧地被歸在了一條較短的支鏈上，這條支鏈在競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中理所當(dāng)然輸?shù)袅吮荣悾瑓^(qū)塊被丟棄、小紙條被無(wú)情的貼上“未確認(rèn)”的標(biāo)簽。在等待下次區(qū)塊重新確認(rèn)的過(guò)程中，這個(gè)時(shí)間差內(nèi)，我，好像、似乎可以做點(diǎn)什么壞事 ?(¯﹃¯?) ，就比如說(shuō)“雙花”（雙花，花兩次，雙重支付的意思）

你腦海中也許很快浮過(guò)的這樣的構(gòu)想，可不可能通過(guò)下面這種方法觸發(fā)雙花問(wèn)題的產(chǎn)生，從而讓我不勞而獲：

1. 假設(shè)有一個(gè)名叫 X-Man 的壞家伙，他控制了一個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有比地球上任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)算力都強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)集群。
2. 首先，X-Man 事先創(chuàng)造了一條獨(dú)立的（不去廣而告之）、含有比較多區(qū)塊的鏈條。其中一個(gè)區(qū)塊里放著“X-Man 轉(zhuǎn)賬給 X-Man 1000 元”的紙條。
3. 接著，X-Man 跟張三購(gòu)買了一部手機(jī)，他在小紙條上記錄下“X-Man 轉(zhuǎn)賬給張三 1000 元”；這條信息被三次確認(rèn)后（即三個(gè)區(qū)塊被真實(shí)挖出、校驗(yàn)和連接），然后，張三把手機(jī)給了 X-Man。
4. X-Man 拿到手機(jī)之后，按下機(jī)房的開關(guān)，試圖將先前已經(jīng)創(chuàng)造的區(qū)塊鏈條連接在自己這個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)塊鏈的末尾。
5. 大功告成，X-Man 擁有了一條更長(zhǎng)的區(qū)塊鏈條，那些較短、存放著“X-Man 轉(zhuǎn)賬給張三 1000 元”的區(qū)塊鏈，以及在區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缋锬莿t真實(shí)轉(zhuǎn)賬行為被一同成功銷毀。（?）

事實(shí)真的如此嗎？在這里我可以很負(fù)責(zé)任的說(shuō)，too young too simple，區(qū)塊鏈?zhǔn)?/p>