幣圈小菜雞淺談區塊鏈（1）區塊鏈、雜湊值、時間戳、Merkle樹根節點、隨機數

為了瞭解區塊鏈是什麼以及如何運作，在此做了一些研究和討論，希望能分享給大家，讓大家在通往幣圈的路上不孤單．

由於不是本科系出生，也不是相關科系出生，活生生就是一個穩紮穩打的文科生，接下來都會用super 簡單的方式來說明，如果還有疑問的話，都可以提出來一起討論，當作是彼此成長路上互助動力！！

什麼是區塊鏈（Blockchain）？

首先要先把區塊跟鏈分開來說明．以下圖片最大格子叫區塊（Block）、區塊跟區塊之間叫做鏈（Chain）

區塊是指一個有一個包含著Hash（雜湊值）、Timestamp（ 時間戳）、Root（Merkle Tree Root（Merkle樹根節點的Hash值））、Nonce（隨機數）四個東西（來自比特幣白皮書），當然後面有經過修正多了其他東西，但我們先在這個框架下進行說明～這邊都懂了，加上去的很快就會理解了．

鏈就是把一個一個區塊串「鏈」在一起的「通道」．

區塊＋鏈＝區塊鏈（用想像的方式命名，他真的在運作的時候不是長這樣的～）

什麼是Hash（雜湊值）？

雜湊值又稱為哈希函數，直接翻譯hash=哈希這樣由來的．

用人類的指紋的指紋來比喻的話，你的指紋不會因為你的外表或是內在改變，而導致你的指紋改變。哈希函數就是這樣的存在，而且不會有人跟你擁有一樣的指紋，所以也不用擔心遭受到盜用的可能。

而哈希函數最特別的地方是:

1. 無論你增加了什麼內容在裡面，最後產出的函數數值是長度固定而不會相同（十個手指頭（長度固定）＋十個指紋（不會相同））

2.輸入進去的值跟你最終產出的結果是無規律的，所以沒辦法往回推算説原本長怎麼樣．

那誰要先幫我們找到想要的範圍呢？就是礦工們！他們用他們的礦工機位你把範圍算出來，第一名算出來的礦工就會得到獎勵，而這個舉動就會被稱為挖礦．

而在一個區塊中，哈希函數有兩個，一個是上一塊板子上的哈希函數，跟你現在所在的區塊板子上的哈希函數，以此類推，下一塊板子上就會有你的哈希函數，和他自己的哈希函數．

什麼是Timestamp（ 時間戳）？

就是像郵戳一樣，記載著寄出的時間、收到的時間．

在網路的世界裡面，時間是一件很重要的時間，才可以知道先後順序，你的上一塊區塊跟下一塊區塊，才不會有鏈出現不按照順序的問題．

什麼是Root（Merkle Tree Root（Merkle樹根節點的Hash值））？

在最上面的圖片中，有一個很多節點的Root，就是使用哈希函數來兩個兩個驗算這一個區塊當中的所有交易，是不是都是 1.正確性 2.完整性 這兩點．

可以用想像的方式我們想要驗算這筆交易這樣對不對，我們請了好多的會計們一起幫忙算這筆交易，一個一個對上去，最後確定～哇！這筆帳是對的！可以放行！！

當他把兩個兩個一起合成一個的時候，，一路合併，直到只剩下最後一個．這樣子的做法，還可以把大量的訊息縮縮縮到只剩一個．

什麼是Nonce（隨機數）？

人如其名隨機數就是一個不對改變的數字，Nonce就 是一個不斷改變的隨機數，加入安全散列演算法（Secure Hash Algorithm） 運算，最後算出以 0 為開頭的哈希值，而0越多的哈希值算出的困難度更高，因為會消耗更多的耗能．

根據哈希函數的規定，我們要產出的哈希值都落在同一個範圍裡，我們又不能肯定說他一定在範圍內！

這時候我希望他可以落在我想要的範圍裡，就只能反著做，先給出輸出值（還不是完整體，我們只是先讓他落在範圍裡）

我們要先讓哈希函數的數值在我們想要的範圍裡，之後你再輸入想要的內容，使這個函數又符合你的需求，又能傳遞你要的訊息．

但是要計算出輸出值是落在範圍內，才能開始交易的話，我現在可能第一筆交易都不會完成的.....．

這時候我們就需要強大的幫手—礦工！！

沒錯他們在幫你算這些哈希函數的時候，就是在挖礦，這些看似極為複雜的函數，都是由礦工們幫我們算出來的．

小結～～

當一塊板子連到下一塊板子的時候，用一個一個鏈串起來的時候（這邊是想像的部分！！）這就是區塊鏈（Blockchain）名字的由來，

實際情況就是你是一塊板子，你的前一塊板子的哈希函數你寫在自己的板子上，而你的哈希函數，除了自己的板子上有寫上外，你的下一塊板子也有寫上你的哈希函數，彼此都是彼此的上下家，一但有人偷偷改了什麼，那他的函數就會發生變化，連帶影響到下一塊板子，以此類推，接下來的板子都會驗證錯誤！！

所以要竄改任何一塊板子的話幾乎是不可能！！

你也沒辦法要安插一個區塊進去，因為大家都是按照時間來排序的，請不要插隊！！

本文章的先分享到這邊，其他的我們下一篇文再繼續分享～，如果有任何疑問都歡迎在下方留言或是私訊粉專喔！！

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