區(qū)塊鏈引發(fā)的記賬技術(shù)的演進(jìn)，將促使商業(yè)協(xié)作和組織形態(tài)發(fā)生變革。分布式賬本技術(shù)的核心價值在于為未來多方協(xié)同網(wǎng)絡(luò)提供可信基礎(chǔ)。
當(dāng)用戶通過比特幣客戶端發(fā)起一項(xiàng)交易，消息廣播到比特幣網(wǎng)絡(luò)中等待確認(rèn)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)會將收到的等待確認(rèn)的交易請求打包在一起，添加上前一個區(qū)塊頭部的哈希值等信息，組成一個區(qū)塊結(jié)構(gòu)。然后，試圖找到一個nonce串(隨機(jī)串)放到區(qū)塊里，使得其哈希結(jié)果滿足一定條件(比如小于某個值)。計算nonce串的過程，即俗稱的“挖礦”。nonce串的查找需要花費(fèi)一定的計算力。
一旦節(jié)點(diǎn)找到了滿足條件的nonce串，區(qū)塊在格式上就變得合法，成為候選區(qū)塊。節(jié)點(diǎn)將其在網(wǎng)絡(luò)中廣播出去。其它節(jié)點(diǎn)收到候選區(qū)塊后進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)確實(shí)合法，就承認(rèn)區(qū)塊是一個新的合法區(qū)塊，并添加到自己維護(hù)的本地區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)上。當(dāng)大部分節(jié)點(diǎn)都接受了該區(qū)塊后，意味著區(qū)塊被網(wǎng)絡(luò)接受，區(qū)塊中所包括的交易也就得到確認(rèn)。
比特幣的區(qū)塊鏈工作過程可以簡化為兩個關(guān)鍵流程，一個是完成對一批交易的共識(創(chuàng)建合法區(qū)塊結(jié)構(gòu))，一個是新的區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)上，被網(wǎng)絡(luò)認(rèn)可，確保未來無法被篡改。
比特幣基于算力(尋找nonce串)的共識機(jī)制被稱為工作量證明(Proof of Work，PoW)。因?yàn)橐尮＝Y(jié)果滿足一定條件，并無已知的快速啟發(fā)式算法，只能對nonce值進(jìn)行逐個嘗試的蠻力計算。嘗試的次數(shù)越多(工作量越大)，算出來的概率越大。
通過調(diào)節(jié)對哈希結(jié)果的限制條件，比特幣網(wǎng)絡(luò)控制平均約10分鐘產(chǎn)生一個合法區(qū)塊。算出區(qū)塊的節(jié)點(diǎn)將得到區(qū)塊中所有交易的管理費(fèi)和協(xié)議固定發(fā)放的獎勵費(fèi)(每四年減半)。
比特幣網(wǎng)絡(luò)是任何人都可以加入的，如果網(wǎng)絡(luò)中存在惡意節(jié)點(diǎn)，能否進(jìn)行惡意操作來對區(qū)塊鏈中記錄進(jìn)行篡改，從而破壞整個比特幣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。比如故意不承認(rèn)別人產(chǎn)生的合法候選區(qū)塊或者干脆拒絕來自其它節(jié)點(diǎn)的交易請求等。
實(shí)際上，比特幣網(wǎng)絡(luò)中存在大量(據(jù)估計數(shù)千個)的維護(hù)節(jié)點(diǎn)，而且大部分節(jié)點(diǎn)都是正常工作的，默認(rèn)都只承認(rèn)所看到的最長的鏈結(jié)構(gòu)。只要網(wǎng)絡(luò)中不存在超過一半的節(jié)點(diǎn)提前勾結(jié)一起采取惡意行動，則最長的鏈將很大概率上成為最終合法的鏈。而且隨著時間增加，概率會越來越大。例如，經(jīng)過6個區(qū)塊生成后，即便有一半的節(jié)點(diǎn)聯(lián)合起來想顛覆被確認(rèn)的結(jié)果，其概率也僅為(1/2)^6≈1.6%,即低于1/60的可能性。10個區(qū)塊后概率將降到千分之一以下。
如果整個網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)的節(jié)點(diǎn)都聯(lián)合起來作惡，可以導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常工作。往往意味著付出很大的代價，跟通過作惡得到的收益相比，往往得不償失。
