1. 說明
區(qū)塊鏈具有數(shù)據(jù)運行公開、不可篡改穆桂、可溯源融虽、跨國際享完、去中心化的特點有额。因此越來越多地被應(yīng)用在各個領(lǐng)域彼绷。區(qū)塊鏈主要技術(shù)包括：分布式數(shù)據(jù)存儲茴迁、點對點傳輸、共識機制猜旬、加密算法倦卖，將在下面一一介紹。
2. 點對點傳輸
點對點技術(shù)（peer-to-peer怕膛， 簡稱P2P）又稱對等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它依賴網(wǎng)絡(luò)中參與者的計算能力和帶寬褐捻，而不是把依賴都聚集在較少的幾臺服務(wù)器上。最典型的應(yīng)用就是電驢倦蚪。在這里它提供了最底層的去中心化支持边苹。
3. 分布式數(shù)據(jù)存儲
先看看對區(qū)塊鏈最直觀的感覺：當?shù)谝淮芜\行比特幣錢包時，會下載很多數(shù)據(jù)个束，2017年10月有150G左右，且還在不斷增加沪悲。數(shù)據(jù)存儲在data/blocks目錄下阱表，blk*.dat這就是區(qū)塊block殿如。
第一個問題是：為什么建礦池需要下載這么多數(shù)據(jù)最爬？區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫，我們下載的是比特幣所有數(shù)據(jù)所組成的數(shù)據(jù)庫烤送，因此很大糠悯。去中心化的數(shù)據(jù)庫妻往，數(shù)據(jù)并不是保存在某一個服務(wù)器上，而且在P2P的每個節(jié)點上都需要保存一份讯泣。對于中心化的數(shù)據(jù)庫灰署，數(shù)據(jù)庫可能被宿主或者黑客篡改局嘁，因而可靠性變差。而去中心化數(shù)據(jù)庫就像一個公共帳本悦昵，所有人都能查看，但沒人能私自修改以往數(shù)據(jù)寡痰，因為它不可能修改分散在其他人機器上的數(shù)據(jù)庫棋凳。在某個數(shù)據(jù)與其它數(shù)據(jù)庫不一致時拦坠，則以大多數(shù)一致的為準剩岳，這就是所謂的“共識機制”。
隨著交易增加晓铆，錢包還會不斷變大绰播。太大之后，會用到硬分叉技術(shù)蠢箩。也就是啟用一個全新的網(wǎng)絡(luò)并讓所有的用戶大規(guī)模遷移。
4. 區(qū)塊鏈（blockchain）
區(qū)塊鏈是一串使用密碼學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊滔韵，每一個數(shù)據(jù)塊（block）中包含了一次比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的信息呵萨，用于驗證其信息的有效性和生成下一個區(qū)塊（根據(jù)一個生成下一生，構(gòu)成鏈chain）潮峦。
所謂挖礦就是計算出一個滿足規(guī)則的隨機數(shù)勇婴，從而獲得本次記帳權(quán)嘱腥，發(fā)出本輪需要記錄的數(shù)據(jù)，然后向全網(wǎng)廣播齿兔，每個節(jié)點都會將收到交易信息，并記錄到一個區(qū)塊中添诉，然后鏈接到現(xiàn)有的區(qū)塊鏈上医寿。
5. 算法
哈希算法是一個字符串到一個（有限位數(shù)的）數(shù)的映射。
Block的算法是根據(jù)上一個block的hash值靖秩，尋找滿足某些hash結(jié)果的字符串，簡單的說就是不停地拼湊字符串花颗，計算SHA256哈希值（碰撞哈希值）惠拭，直到找到產(chǎn)生合適的哈希的字符串，這個字符串就是解今野。具體公式如下：
SHA256(SHA256(version + prev_hash + merkle_root + ntime + nbits + x )) < TARGET
挖礦就是求解上述方程中的x罐农。
其中，version是block的版本涵亏，prev_hash是上一個block的hash值，merkle_root是需要寫入的交易記錄的merkle樹的值（merkle樹被應(yīng)用在了交易的存儲上拆内，其基本原理就是將葉子節(jié)點（每筆交易的hash）兩兩配對做哈希運算生成父節(jié)點宠默，不斷迭代這一過程最終生成唯一的根節(jié)點merkle root），ntime是更新時間，nbits是當前難度抹沪，TARGET根據(jù)當前難度求出。x的范圍是0~2^32敏弃，這就是個求解x的問題噪馏，一旦你找到了x，你就可以廣播一個新的block欠肾。
TARGET越小，解出x的難度就越大步清，每產(chǎn)生2016個block(約14天)虏肾，網(wǎng)絡(luò)會根據(jù)這段時間產(chǎn)生新block的平均間隔調(diào)整之后的TARGET欢搜，以保證每10分鐘產(chǎn)生一次的速度。因此炒瘟，隨著網(wǎng)上算力的不斷增加，計算難度會越來越大疮装，礦也越來越難挖了。
如果兩人同時挖到刷袍，block chain會出現(xiàn)分叉樊展，客戶端在眾多分支中找到符合當前難度且最長的。
6. 安全機制
1) 私鑰
私鑰是形式如下的一段字符串：
5KYZdUEo39z3FPrtuX2QbbwGnNP5zTd7yyr2SC1j299sBCnWjss专缠。只要是正確支持比特幣協(xié)議的應(yīng)用都可以把這段字符串識別為私鑰，轉(zhuǎn)換成公鑰哥力，再轉(zhuǎn)換為地址墩弯，如果對應(yīng)的地址上面有比特幣蟀淮，就可以使用這個私鑰花費上面的比特幣钞澳。一般被盜指的都是私鑰被盜。
2) 公私
公鑰是由私鑰生成的轧粟，一個私鑰經(jīng)過橢圓曲線變換之后會生成一個65個byte的數(shù)組，一般我們會看到這樣形式的一個公鑰：04a34b99f22c790c4e36b2b3c2c35a36db06226e41c692fc82b8b56ac1c540c5bd5b8dec5235a0fa8722476c7709c02559e3aa73aa03918ba2d492eea75abea235
操作是用私鑰簽名的通惫，只有對應(yīng)的公鑰才能解開混蔼，地址也是從公鑰生成的，這樣就可以驗證操作是不是屬于這個地址的惭嚣。
3) 地址
地址是由公鑰產(chǎn)生的，生成的過程是晚吞，先對公鑰做一次SHA256，對得到的結(jié)果做一次RIPEMD160,再從結(jié)果中取20個byte的數(shù)組迁沫，這個得到的數(shù)組就是得到的hash160捌蚊，形如：9a1c78a507689f6f54b847ad1cef1e614ee23f1e
4) 流程
從你這里發(fā)出的數(shù)據(jù)都是由私鑰加密的（包括挖到礦的廣播缅糟，轉(zhuǎn)帳等等）溺拱，傳數(shù)據(jù)的時候也會傳一個公鑰，通過這個公鑰解密沐扳。如果公/私鑰能對上沪摄，就可以證明你的身份杨拐。公鑰是大家可見的，而私鑰被盜帆阳，那么別人就可以用你的身份交易了蜒谤。具體加解密和密鑰導(dǎo)入導(dǎo)出方法請見后續(xù)“錢包”篇鳍徽。
7. 挖礦與深度學(xué)習(xí)
1) 組織算力
挖礦和深度學(xué)習(xí)都需要組織算力敢课。在運算量大時都需要構(gòu)建集群直秆，拆分計算切厘，集成結(jié)果等等疫稿。
2) 硬件基礎(chǔ)
挖礦和深度學(xué)習(xí)都是數(shù)學(xué)模型計算鹃两，它們對于大規(guī)模學(xué)習(xí)的解決方案都是：顯卡俊扳，F(xiàn)PGA馋记，ASIC梯醒。當然功能并不完全相同，深度學(xué)習(xí)需要矩陣乘法畜隶，卷積等基本運算籽慢，而挖礦主要是hash碰撞箱亿。都需要并行性届惋、多線程和高內(nèi)存帶寬等特性，雖然功能相近氢卡，但硬件還是有不少的差別译秦。硬件說明詳見后續(xù)“控制器與礦機”篇筑悴。
