Blockchain 的原理
我们从起源说起，人们在一起生活需要交易，张三李四之间拿多少钱换了别人的多少东西。 如何证明这些交易发生过且记录下交易的信息呢？ 于是人类发明了记账本，好脑子不如烂笔头。
自从有了记账本，交易变得有据可查，谁有多少钱，谁干过什么，靠账本说话，于是账本成为了权威。那么，如何保证账本不被伪造，是一个可信的账本呢？ 于是一波大佬在一起说：咱们开个银行吧，我们保管着世界上最完整的账本，并且人们都信我们的记录是真的。于是乎，大家对账本的可信度的问题变成了对银行的可信度问题。现代社会，好在银行由国家担保，基本可信。
但是人们总在怀疑，怀疑万一万一你银行联合国家干坏事怎么办？作为平民我除了相信你还能干什么？蚂蚁可以控制大象么？ 于是最近有人提出，我发明个新的记账办法，每个人都能出力，人人都可以保证参考的账本是可信的，并且每个人手里都有最新的账本。
于是，最初大家都只有一个页纸（一个block）当账本，由于纸张大小有限，只能记录有限的交易量。随着交易量的增加，我们需要更多的账本页，每添加一页，这页账本的信息需要同步给所有人。
这里涉及到两个问题，第一个，交易的信息是否可信？第二个，新的账本页从哪来？ 首先，每笔交易由某种可信的加密方法生成（private/public key），一旦交易发生了，它就会被在整个人群中（网络）广而告之，所有人都知道谁和谁发生了交易。 接下来，人们做了一个约定，所有人用目前已知且等待被记录的交易，加上某个工具（nonce）来接一个很难谜题（Hash）。这个难题是基于目前已有账本中上一页的所有信息（包括交易信息），糅合在一起产生的题目。
当有解出来之后，他马上把答案告诉所有人，其他人都来验证他做的对不对，验证所用的时间跟解题相比忽略不计。如果对了，那么则由他发布一个新的账本页，记录上之前的交易，其他人同步此页。如果不对，继续解题。 根据上面的方法，每当交易需要被记录但账本不够用的时候，人们就在一起解一个难题，贡献新的账本页。
那么使用这种办法，账本会越来越厚，可以记录的交易越来越多，并且后面一页跟前面一页密切相关。如果有坏人改动了其中某页的信息，并且告诉其他人我的账本是正确的，由于改动页的之后的内容都是基于改动页生成的，大家一查就会发现，根据你的账本，后面的账全不对了，牵一发而动全身，没人会信你。
以上的过程不断循环，就成为了一个chain，一个blocks的chain，简称Blockchian.
结束之前，还有几个Tips：
- 为什么需要这种解难题的模式呢？答：防止大家同时解出难题，保证每次只出现一个账本页（block），避免混乱。
- 整套机制建立在每个人保证自己的利益，不相信其他任何权威的前提下。（trustless environment）
- 为什么说比特币建立在blockchain基础上？那些解答出谜题的人，会被授予奖励，即比特币，用来表彰他为大家记账记得又快又好。
Reference: [1] K. Christidis and M. Devetsikiotis, “Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things,” in IEEE Access, vol. 4, pp. 2292-2303, 2016.