一、 区块链的运行模式
区块链是因比特币声名大噪的，但需要注意的是区块链本身是一种技术组合，而比特币可以认为是该技术组合在货币载体领域的应用。区块链的运行模式是这样的：
1、区块链的组织结构
区块链顾名思义即是由一个个区块通过一根链条（哈希指针，哈希函数，密码功能）串联到一起。
2、哈希函数的三大意义
输入与输出之间系唯一对应；信息可倒溯验证，但不可倒推原值；计算目标函数值并无捷径，必须要花费算力找到目标随机值。
唯一对应便保证了信息的保密性。可倒溯验证中持有者只要获得最后一个区块，就可以不断地向前验证区块内交易的信息，这就是区块链信息的源头追溯。无捷径计算数值便保证了系统中算力为王，即有算力的矿工是维护系统稳定性的关键。
3、区块的形成——矿工的挖矿
当下区块的创造需要由矿工不断地挖矿（即计算目标随机值）才能获得。
挖矿过程中每个矿工先把监听到区块上发布的交易信息组合成一个候选区块，然后再不断地按照系统预先规定的算法计算出一个Nonce值（即目标随机值）,先找到这个符合规定的nonce值的人，就是挖到了矿，所以说挖矿的目的就在于争夺记账权。获得了记账权就可以决定哪些交易可以放入到区块链中。
4、可被系统接受的区块——共识机制
矿工发布区块后，该区块也不一定会被区块链系统接受入链，原因之一便是该区块可能包含不合法交易，从而为系统中诚实的大多数矿工（系统有个假设，即大多数矿工是诚实的）根据共识机制予以否定。
共识机制就是比特币系统自治性的体现，同时共识机制和哈希函数等密码学运用共同保证了区块链系统的不可篡改。
5、挖矿的唯一意义——比拼算力
挖矿，寻找Nonce的这个过程，唯一的意义就在于比拼各个矿工的算力、从而维护各个系统的稳定性，维护系统的稳定性是指只要系统中大多数算力掌握在矿工手里，那么区块链上的信息就是合法的（详见下文核心技术中的共识机制），这也是区块链的自治性体现。
6、矿工可自由加入比特币系统
每个主体都可以自由地创设账户、参与挖矿，这就是区块链的去中心化和开放性体现。
二、区块链的三种核心技术
而实现以上这些特征，区块链是要基于三种既有核心技术构建的新的技术组合，这三种核心技术分别是密码学原理、分布式存储和共识机制[1]，这三种技术决定了区块链的四大特性：去中心化、开放性、自治性和信息不可伪造和篡改。
需要注意的是区块链的去中心化和开放性并不是绝对的，区块链不仅是通常理解的如比特币一般的公链，公链上任何人都可以自由地创建账户、进行交易、组装区块，区块链中还存在仅对部分主体开放的联盟链，如前文所说的“双链通”就仅仅是部分主体形成的联盟区块链。
1、密码学原理
密码学原理保证了区块链上某个主体的信息不会被他人盗取、信息传递时不会被破解盗用、从而保障了区块链信息的安全性。
密码学原理除了上文的哈希函数外，还有非对称加密体系，即我用A密码（私钥）加密过的文件，别人可以用一一对应的B密码（公钥，对外公示，人人可取可验证）进行验证文件是否为我所发。
2、分布式存储
分布式存储是指区块链的信息并不是存在由同一主体控制的中心化的设备中，而是由多个主体共同存储的，因此理论上每个矿工所保存的区块链数据都是相同的。
当然随着区块链无限延展，信息会越来越多，那么对于普通的用户来说，并无必要存储整条区块链的内容，可能只要保存最近的几千个区块，以前的就不用存，至于要用时就向区块链系统中的其他用户请求，像这样的节点我们称之为轻节点，而负责存储整条区块链信息的节点我们称之为全节点。
对于普通用户而言一般都是轻节点，因为不可能指望一个手机app或电脑程序保管一个庞大的区块链数据库，而维护系统稳定性的核心企业就要承担全部数据的存储责任。
3、共识机制
共识机制是决定了什么样的信息可以为区块上的主体接受入链，众所周知区块链是去中心化的技术，什么样的信息可以为区块上众多主体接受入链便靠共识机制的设计来决定。
如比特币中的共识机制是工作量证明（PoW, Proof of Work）,即主要靠比拼算力（工作量的大小与算力的高低成成正比，算力越高，同等时间内工作量就越大）来取得共识的。
共识机制中工作流程是这样的：链上参与主体（下文均称之为“矿工”）通过比拼算力、即积累工作量来获得记账权，即决定了什么样的信息或交易可以写入区块并接入区块链中；
当它发布区块时，矿工会收到这个区块信息并进行检查这个区块是否合法，如发布的主体是否是适格主体、其中的信息是否违反规则；
如果是不合法的，那么诚实的矿工就不会接受这枚区块，而不诚实的矿工（包括发布不合法区块的矿工本人）会选择接受这枚矿工，因此此时合法的区块与该不合法的区块会开始分成两根链条、接在唯一的那根区块链上——这个时候诚实的矿工就和不诚实的矿工就开始了算力竞争，各自挖出新区块接入到他们认可的区块上，直到最长的区块链胜出。
当然这里存在着假设就是诚实的矿工占多数，这样他们的算力合是最强的，但一旦不诚实的矿工占多数，那么就会出现风险，那就是不合法的区块取得优势、合法区块会被抛弃，这个区块链系统就遭遇了挑战（即51%算力攻击）。
因此矿工越少的区块链就越容易遭遇来自区块链技术本身的挑战，联盟链也会比公链更易受不诚实矿工的算力攻击。
共识机制也是对密码学原理的保证，只有符合密码要求的信息才会被接受，否则不满足密码要求的信息也被接受，密码存在的意义也就没有了。
[1]郭凯平：《区块链实现资金自由有痕流动》，载“中国金融杂志”微信公众号，网址：https://mp.weixin.qq.com/s?src=11×tamp=1583416822&ver=2198&signature=w4-xJlOBw2CjeSd7frOJm9DCTBvH6M-vl4fHcCuwKtHk3pFmmAg9Af0o8TuoZMEa0NBhgpzf3yrP-Seo-Ud3Dc757xUUuOHZs4uTRcrjSJlkQ7CMefBMzK1a7wcn2oW6&new=1，2020年3月5日最后访问。
相关内容往期索引：
交易载体的演变与金融科技简介——浅谈区块链金融（上）
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