1.2 区块链是如何运作的
从人类发展史来看，由农业社会到工业社会的过渡，共经历了三次大的革命：第一次工业革命以蒸汽机为代表，促进了美、俄、德、意的革命和改革，也初步形成了资本主义世界体系；第二次工业革命以电力为代表，各种新发明、新技术应运而生，促进了经济的发展；第三次科技革命以计算机技术为代表，从美国开始，全球受益，并且诞生了航天技术、分子生物学、遗传工程等新事物。
当今时代，工业4.0已经逐渐进入人们的视线，大数据、人工智能、无人驾驶、物联网、机器人、3D打印、基因工程、量子工程等新技术深度融合。不过这些技术的融合都少不了区块链的参与，越来越多的科技界人士逐渐认识到区块链技术本身的价值。与其他传统的技术相比，区块链的确具有去中心化、数据存储不可篡改、数据操作公开透明的优势，那么，具体来讲，区块链可以做什么呢？
1. 解决信任危机
2015年10月，著名的《经济学人》杂志发表了一篇名为The Trust Machine（信任机器）的文章，文章中提到，区块链是作为一种信任机器存在的。
区块链是建立在数学原理之上的，而这个数学原理就是Hash（哈希）方程，一般来说，像资深的计算机迷或学霸是很容易理解哈希方程的，但是为了让每个人都了解，这里简单解释一下。
哈希可以实现数据从一个维度向另一个维度的映射，而这种映射一般是通过哈希函数来实现的。常用y=hash（x）的公式来表示，可理解为：利用哈希函数实现对x进行运算，计算出一个哈希值y。
在区块链中，哈希函数的特性是这样的：
函数参数为string类型；固定大小输出；计算高效；
区块链的特性可以隐藏原始信息。例如，在区块链每个节点的交易过程中，人们只需要验证各个节点的信息值，不再需要对原始信息进行验证，只需要传输交易的哈希值即可。
这一特性还可以解决交易过程中的所有权验证问题，而且交易记录、传输、存储结果都是唯一且可信的。此外，区块链记录的信息一旦生成将无法修改。
我们再来看一下目前最流行的、传统的信任解决方案，以支付宝为例。
2003年，淘宝网推出支付宝服务，经过十多年的发展，支付宝已经成为人们网络购物的必备工具，接下来的数据更是让银行机构运营人员坐立不安。
大数据分析机构易观发布的《中国第三方支付综合支付市场季度监测报告2017年第二季度》显示，2017年第二季度中国非金融支付机构综合支付业务的总体交易规模达359 217.2亿元人民币，如图1-6所示。
图1-6 2017年第二季度中国第三方支付综合支付市场季度监测报告
在支付份额上，支付宝、腾讯金融分别以39.03%、27.01%的市场份额位居前两位，如图1-7所示。
图1-7 2017年第二季度中国第三方支付综合支付市场交易份额
从上述两张图中可以看出，支付宝具有规模大、市场交易份额高的特点，但这并不足以让支付宝在接下来的10年中发展得顺风顺水。真正原因还需要从支付宝的本质说起。
买家在淘宝上购物时，将银行卡中的钱转至卖家的支付宝，卖家在确认自己的支付宝收到货款后开始发货，买家在收到货后，交易流程结束。在整个交易过程中，支付宝最核心的使命是充当信任中介。
绝大部分颠覆性的变革，都是在解决效率低下的问题。在理想的状态下，去掉信任中介这一角色，也是提高效率的一种方式。而这一使命，区块链可以完成。买家与卖家直接点对点（Peer-to-Peer, P2P）进行交易，大量的点对点交易最终构成了一种点对点的电子现金系统（A Peer-to-Peer Electronic Cash System）。
点对点交易正是区块链去中心化的优势之一。因为支付宝也存在风险。例如，2015年5月27日，杭州市萧山区某地光纤被挖断，导致部分用户的支付宝出现网络故障，账号无法登录或支付。
这时，不少人会产生疑问：没有信任中介，发生欺骗性交易时，应该怎么处理？如果区块链能够保证信息数据交换的准确度为100%，一切问题也就都解决了，恰好事实也正是如此。
为了更好地理解去中心化系统，我们不妨化繁为简。举个简单的例子：
在热闹的市场上，有一段对话——
A：我借给B 100美元。
B：A借给我100美元。
现场所有人见证了A、B的借贷关系，并都进行了记录。
有一天，B不想还这笔钱。
B：我没有借过A 100美元。
当时在场的所有人都拿出自己的记录来证明A、B之前存在的借贷关系。在证人和证据之下，B不得不承认自己借了A 100美元。
这时，聪明的C也说：B借了我200美元。这是不是可以蒙混过关呢？答案是否定的。
因为区块链拥有加密特性，如果A与B上次的借贷记录被标记为A1，接下来与A有关的交易都会被依次记录为A2、A3、A4……从而形成了一条关于A的交易数据链条，这样就保证了信息存储和验证的一致性，从而避免了伪造问题。
对于A与B的借贷情况，会不会出现重复记录的情形呢？答案是：不会。因为同一事件的交易数据会存储在A、B各自的交易数据链条中。即使数十亿的交易群体基数，也不会出现错误，因为区块链还设计了更为复杂的记录规则，以确保交易信息的准确性与同步性。
2. 区块链的交易流程
计算机出现之前的交易多为现场交易，即一手交钱一手交货，在计算机出现后，网上虚拟交易产生了，人们开始通过电子银行、支付宝等工具进行交易。虚拟交易解决了“一对一”交易的诸多问题，但是对“一对多”的交易却束手无策。这时区块链的分布式记账就显现出优势了，如图1-8所示。
图1-8 区块链的分布式记账
上述的分布式记账结束后，会在区块链上留下记录并自动生成交易单，它记录了当前所有者与上一位所有者的交易信息。这份交易单会自动传播至全网并存储在区块中。
当然，在记录这份交易信息之前，系统还要对这一交易节点进行核对，只有在确认这一节点无误后，才能形成一个合法记账的区块链。