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2017.07.19 23:03* 字数 1912 阅读 1654评论 4喜欢 1
BlockChain
比特币前一阵子一度超过2万元一枚，而且长期来看这远远不是它的极限。假如你手里有比特币，而且知道你手里的比特币就像银行卡里的钱一样，邦定了你的卡号（比特币地址），只有你才能用手里的密码（比特币私钥）签名授权一笔交易。唯一与银行不同的是其他人能看见你所有的资产，不过其他人没有办法调动一丝一毫，除非拿到那个密码——私钥。
可是，既然区块链本质上是个公开的、人手都可以一册的大账本，如果有人篡改了我的某个交易怎么办？如果有人改掉了我的25天前那笔支付给我25比特币，找零回去0.25比特币的交易，改成了支付给我0.25比特币，找零25比特币，那我岂不是要损失好几十万？
这个担心一定很多人都有，目前却一次都没有发生，而且越研究比特币的区块链技术你就会越不担心这件事。
那么，区块链这项技术是如何做到把一个账本明明白白摆在所有人面前，却没人能能够修改里面哪怕一个标点符号的呢？
要想理解区块链为什么无法被篡改，首先要先了解下面两个与区块链相关的非常重要的概念：
SHA256
一种国际公认的优秀加密算法，输入是任意长度的数据，输出总是256位的值，这个值通常我们称之为哈希值，输入值的任何微小的变化都会产生不同的输出。
举个例子，比如说这个256位的哈希值大小代表你跟某样东西之间的距离。原始的哈希值是你跟前面那颗树的距离，你小小的修改了一笔交易的数据，把划给你的值增加了1聪，也就是10的负8次方那么小，结果新生成的哈希值会变成你跟土星环上一颗陨石之间那么远。实际上这个变动会更夸张，弄不好要跨越整个银河系。
注：当下文提到”某某的哈希“时，指的是以某某为输入，经过SHA256算法后生成的256位哈希值。
梅克尔树
一种树状数据结构，比特币的区块链使用了二叉树，具体结构可以去看下《精通比特币 第七章 区块链》。
这个二叉树的每个节点都对应一个哈希值：最底层的节点是每笔交易的哈希，第二层的每个节点都是它下方两个哈希拼接后经过SHA256算法后生成的哈希，依次类推直到最顶端只剩一个节点，我们称这个节点为梅克尔根。
回顾下SHA256算法的特性，任何微小的输入变动都会引起输出值剧烈的变化。也就是说，交易记录中的任何变化，哪怕只把输出值增加了1聪，都会引起那次交易哈希翻天覆地的变化，这个变化会影响到第二级的哈希，进而一级一级顺着梅克尔树传递到梅克尔根。
为什么会说篡改很难？
首先，从数据结构上看。
区块的详细结构可以参考《精通比特币 第七章 区块链》。
大致上一个区块包含了区块大小、区块头、交易数量、交易数据四个部分。其中交易数据被组织成了梅克尔树结构，区块头中包含了上一个区块的区块头部哈希和本区块中的梅克尔根。
由于区块拥有了这样的组织结构，区块内部的任何交易信息的改动，总会引起梅克尔树根的哈希值变化，进而包含了梅克尔根的区块头会发生变化，最终导致区块头的哈希发生变化。
如果进行了篡改，下一个区块中包含的前一个区块哈希将会跟篡改后的值不匹配。为了不让人发觉本区块的篡改，他必须修改掉后一个区块的头部信息。后一个的后一个头部信息也将需要修改，依次类推，一旦修改了某个区块，后续所有的区块都需要修改才能确保修改的不会被发现。
每一个区块的修改都是是一个非常艰巨的过程，因为区块的生成还需要一个非常特别的东西：工作量证明。
什么意思呢？就是说区块的生成是要消耗工作量才能完成的，实际上这个消耗非常巨大。
那么这个工作量证明到底是怎么回事？
你可能还记得区块头的哈希值这个概念，区块链技术对这个256位哈希值会有一个要求，就是这个值必须小于某个上限。回顾SHA256这个算法的概念，你会发现，输出的哈希值是非常随机的，如果需要把结果落入特定的范围，需要不停的修改输入进行尝试，直到输出满足要求。在区块链中，在区块的头部有一个32位的随机量可以修改，以完成调整最终哈希的目的。
当前，满足小于这个上限值要求的难度有多大呢？一个专用的顶级矿机（一种专门用来计算哈希的计算设备），需要平均工作14个月才能找到一个合适的目标哈希。每修改一个区块，中间消耗的电量和时间估计都会超出被修改的账单中的获益，更不用说还需要修改很多个。
甚至，这个修改完成后，还有一个更艰巨的任务，就是黑掉全世界51%以上的区块链备份电脑。否则，即使你的账本修改的很完美，但是跟其他大部分人的不一致，那这个修改也毫无作用。
那么，篡改交易信息的意义又是什么？
区块链技术的发明者中本聪非常天才的通过两个维度保证了区块链的安全性：
技术维度：利用强大的加密算法和巧妙的数据结构确保每个修改都会被检测到；
经济维度：利用工作量证明使得每次修改都需要付出巨大的经济成本。
这样的解决方案已经不仅仅适用于比特币一种应用了，现在非常
