然而，很少有通俗易懂的入门文章。很少有人解释什么是区块链，什么是独一无二的。
接下来，我会试着写一个最好的区块链教程。毕竟，这不是一个困难的项目。核心概念很简单，两三句话就能说清楚。我希望读完这篇文章后，你不仅能理解区块链，还能理解什么是采矿，为什么采矿越来越困难。
需要注意的是，我不是这方面的专家。虽然我很早就注意到了，但我从今年年初开始就仔细了解了区块链。欢迎纠正文章中的错误和不准确。
1、区块链的本质
什么是区块链？总之，它是一个特殊的分布式数据库。
首先，区块链的主要功能是存储信息。任何需要存储的信息都可以写入区块链并从中读取，因此它是一个数据库。
其次，每个人都可以设置服务器，加入区块链网络，成为一个节点。在区块链的世界里，没有中心节点，每个节点都是平等的，整个数据库都是保存的。您可以将数据写入/访问任何节点，因为所有节点最终都会同步，以确保区块链是一致的。
二、区块链最大特点
分布式数据库不是新发明，市场上早就有这样的产品。然而，区块链具有革命性的特点。
区块链没有管理员，完全没有中心。其他数据库都有管理员，但区块链没有。如果有人想增加对区块链的审批，他们就无法实现，因为它的设计目标是避免管理当局处于中心地位。
正是因为无法管理，区块链才无法控制。否则，一旦大企业和集团控制了管理权，他们就会控制整个平台，其他用户就必须服从。
然而，没有管理员，每个人都可以把数据写进去。我们如何确保数据可靠？被坏人改了怎么办？请继续阅读。这是区块链的美妙之处。
三、区块
区块链由一个区块组成(block)构成。块与数据库记录非常相似，每次写入数据，就是创建一个块。
每个块包含两个部分。
区块头(Head)：记录当前块的特征值
区块材(Body)：实际数据
块头包含了当前块的多个特征值。
生成时间
哈希实际数据(即块材)
上一块的哈希
...
在这里，你需要了解什么是哈希(hash)，了解区块链是必要的。
所谓哈希，就是计算机能够计算出长度相同的特征值。区块链的特征值。 哈希的长度是256位。换句话说，无论原始内容如何，最终都会计算出256位二进制数字。并且可以保证，只要原始内容不同，对应的哈希肯定是不同的。
例如，字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0(十六进制)，转为二进制是256位，而且只有123位能得到这个哈希。(理论上，其他字符串也有可能得到这个哈希，但概率极低，可能会觉得不可能发生。)
因此，有两个重要的推理。
推理1：每个块的哈希都不一样，可以通过哈希标识块。
推理2：如果块的内容发生变化，它的哈希肯定会发生变化。
四、 Hash 不可修改性
块和哈希是一一对应的，每个块的哈希都是针对块头的(Head)计算。换句话说，将块头的各种特征值按顺序连接起来，形成一个长字符串，然后计算哈希。
Hash = SHA256( 区块头 )
以上是区块哈希的计算公式，SHA256是区块链的哈希算法。请注意，该公式只包括块头，而不包括块材料，换句话说，哈希是由区块头唯一决定的，
正如我之前所说，块包含了很多内容，包括当前块的哈希和最后一个块的哈希。这意味着，如果当前块的内容发生变化，或者上一块的哈希发生变化，它肯定会导致当前块的哈希发生变化。
这对区块链意义重大。如果有人改变了一个块，块的哈希就会改变。为了使后面的块连接到它（因为下一个块包括上一个块的哈希），此人必须依次修改后面的所有块，否则被更改的块将脱离区块链。由于后面提到的原因，哈希的计算非常耗时，除非有人掌握了全网51%以上的计算能力，否则基本上不可能在短时间内修改多个块。
正是通过这种联动机制，区块链保证了自身的稳定性，一旦数据被写入，就不能被篡改。就像历史一样，它出现了，不能再改变了。
每个块都与上一个块相连，这也是区块链这个名字的起源。
五、采矿
由于必须保证节点之间的同步，因此新块的添加速率不能太快。想象一下，你刚刚同步了一个块，准备根据它生成下一个块，但在其他节点生成新块时，你必须放弃一半的计算，再次同步。因为每个块的后面只能跟着一个块，所以你只能在最新块的后面生成下一个块。因此，你别无选择，一听到信号，就必须立即同步。
因此，区块链的发明者中本聪(这是假名，真实身份至今未知)故意使得很难添加新区块。他的设计是，平均每10分钟，整个网络就能生成一个新区块，每小时只有6个。
这种输出速率不是通过指令实现的，而是故意设置大量的计算。换句话说，只有通过大量的计算，才能得到当前区块的有效哈希，从而将新区块添加到区块链中。因为计算量太大，所以不快。
这个过程叫做采矿(mining)，由于计算有效哈希的困难，就像在世界各地的沙子里找到合格的沙子一样。计算哈希的设备被称为矿机，操作矿机的人被称为矿工。
六、难度系数
读到这里，你可能会有一个问题，人们说采矿很困难，但采矿不是用计算机计算哈希，这是计算机的优势啊，怎么会变得困难，不能计算呢？
原来不是任何哈希都能做到，只有符合条件的哈希才能被区块链接受。这种条件特别苛刻，促使绝大多数哈希不符合要求，必须重新计算。
原来区块头包含了一个难度系数(difficulty)，这个值决定了计算哈希的难度。例如，第1万个区块的难度系数是 14484.16236122。
根据区块链协议，目标值可以通过使用常量除以难度系数来获得(target)。显然，难度系数越大，目标值就越小。
哈希的有效性与目标值密切相关，只有低于目标值的哈希才有效，否则哈希无效，必须重新计算。由于目标值特别小，哈希低于该值的机会非常小，可以计算10亿，只有一次。这就是采矿速度如此缓慢的主要原因。
正如我之前所说，当前块的哈希是由块头唯一决定的。如果你想反复计算同一块的哈希，这意味着块必须不断变化，否则就不可能计算出不同的哈希。块内的所有特征值都是固定的。为了改变块头，中本故意增加了一个叫做随机项的随机项 Nonce。
Nonce 这是一个随机值，矿工的作用实际上是猜测 Nonce 数值促使区块头的哈希低于目标值，从而写入区块链。Nonce 很难猜测，目前只能通过穷举法一一试错。根据协议，Nonce 它是一个32位二进制值，即最大可达21.47亿。第 100000 个区块的 Nonce 值为274148111，可以理解为矿工从0开始，一直在计算 2.74 1亿，才得到一个有效的 Nonce 值，促使计算出的哈希能够满足条件。
如果你幸运，也许你会在一段时间内找到它。 Nonce。运气不好的话，可能算了21.47亿，没有发现 Nonce，也就是说，目前的块材不可能计算出符合条件的哈希。此时，协议允许矿工改变块材，开始新的计算。
7、难度系数的动态调整
正如上一节所说，采矿是随机的，不能保证一个块在十分钟内产生，有时即使一分钟出来，有时几个小时也可能没有结果。总的来说，随着硬件设备的改进和矿机数量的增加，计算速度肯定会越来越快。
为了将产出速度稳定在十分钟内，中本聪还设计了难度系数的动态调节机制。他规定，难度系数每两周（2016个区块）调整一次。如果区块的平均生成速度在这两周内为9分钟，则意味着比法定速度快10%，因此下一个难度系数将提高10%;如果平均生成速度为11分钟，则意味着比法定速度慢10%，因此下一个难度系数将降低10%。
难度系数越来越高(目标值越来越小)，导致采矿难度越来越大。
八、区块链的分叉
即使区块链是可靠的，仍然有一个问题没有得到解决：如果两个人将数据写入区块链，换句话说，同时添加两个区块，因为它们与前一个区块相连，就会形成一个分叉。此时应该采用哪个块？
现在的规则是，新节点总是选择最长的区块链。如果区块链有分叉，则取决于哪个分支在分叉点后面，先达到6个新区块（称为六次确定）。按10分钟计算，一小时即可确认。
由于新区块的生成率是由计算能力决定的，这一规则意味着大多数计算能力的支持是纯区块链。
九、总结
区块链作为一个无人管理的分布式数据库，自2009年以来已经运行了8年，没有出现大问题。这证明了它是合理的。
然而，为了确保数据的稳定性，区块链也有自己的成本。首先，效率，数据写入区块链，至少等待十分钟，所有节点同步数据，需要更多的时间；第二，能耗，区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算，这是非常消耗能源的。
因此，区块链的适用场景实际上非常有限。
不会有全体成员信任的管理当局
写入的数据不需要即时使用
采矿收入可以弥补自己的成本
如果不能满足上述条件，那么传统的数据库就是更好的解决方案。
目前，区块链最大的使用场景（也许是唯一的应用领域）是以比特币为代表的数字货币。
