10分鐘瞭解區塊鏈編程

談起這幾年最熱的技術，必定少不了區塊鏈。按說新技術的出現本是稀鬆日常的事情，但區塊鏈的出現和發展，卻有那麼一點讓人不淡定：

其一，區塊鏈的表明應用比特幣，其 價格在這七八年間翻了上百萬 倍。2010年有人花10000個比特幣買了兩塊披薩，在比特幣最高價位時，這兩塊披薩至關於近兩億美圓。

其二，由於區塊鏈項目的大熱，相關從業人員的需求激增， 崗位薪資也水漲船高 ，讓一衆程序員們蠢蠢欲動。

正所謂人紅是非多，關於區塊鏈以及數字貨幣的爭論一直不斷。支持者認爲區塊鏈將會是有一項 改變世界 的新技術，而反對者則認爲它不過是又一個更高級的 龐氏騙局 罷了。

我以爲，對於一個新興事物，不必過早地下結論。尤爲在還不瞭解它的狀況下，就憑本身的固有觀念來站隊打標籤，這是很不明智的。

因而，和大家學習Python同樣，我也在不斷學習新的技術，而區塊鏈就是我最近關注較多的一項。在這裏分享下我對區塊鏈的一些認識和理解。

說區塊鏈就不能不說比特幣。它們好像雞和蛋的關係： 區塊鏈是比特幣的技術基礎，但區塊鏈的相關研究倒是由比特幣開始 。

比特幣的特殊之處在於，它經過區塊鏈實現了一種新的 記帳方式 ：除了創世區塊外，每一個帳本（區塊）都記錄了上一個帳本的 特徵信息 （哈希值），一個個帳本構成了一整個鏈條。同時這個鏈條存在於整個網絡的每一個人手上。這樣一來，若是要修改已有的數據，就會致使後續帳本上的信息都不對了。若是你想對之前的一筆交易動手腳，則必須把後續帳本上的記錄都修改掉，並獲得其餘人的承認。

而比特幣的另外一項設計，就是每一個帳本上必須附帶一個特殊的數字，這個數字的特色是難以計算但很容易驗證。計算這個數字的過程就是咱們常聽到的「挖礦」。因此挖礦並非指挖比特幣，而是爲了記帳。只不過對於成功算出數字的人，會給予必定比特幣的獎勵。這個精妙的設計，使得前面說的篡改記錄變得不可能—你沒法擁有足夠的計算能力去修改這些帳本，這保證了整個鏈條的可信。

上圖是 哈希算法 的示意圖。假設咱們想找到一個數字，使它加上帳本上的信息，能知足算出的哈希值以4個0開頭，是很是耗時的（挖礦）；但若是給定了數據，驗證它的哈希值是否以4個0開頭，則很是容易（驗證）。

比特幣沒有咱們一般意義的帳戶，它的帳本上的內容是一條條 轉帳記錄 ，收款人是一個個 數字地址 。除了持有地址對應口令的人以外，沒法知道這些地址的主人是誰。所以比特幣交易從技術上是 匿名的 。只要你有口令，你就能轉走裏面的比特幣。丟了口令，你的幣就再也找不回來了。

綜上， 比特幣提供了一種去中心化的、不可篡改的、匿名的記帳方式 （而並不是一種以實體存在的「幣」，即使在網絡上，也沒有「一個比特幣」）。而逐漸人們又發現，比特幣背後的區塊鏈蘊含着更大的想象空間。

以太坊 就是 區塊鏈 的另外一個熱門應用。它最大的優點是提供了「 智能合約 」。若是說，比特幣解決了交易記錄的可靠性問題，那麼智能合約就更進一步，避免了賴帳的問題。

智能合約至關於一段代碼，它能夠像交易記錄同樣被添加到區塊鏈上，又能夠 在條件知足時被觸發執行 。這從技術上解決了交易雙方的信任問題，提供了點對點的合約，沒有中間商賺差價。以太坊也再也不是一個單純的帳本，而成爲一個去中心化的應用平臺。在這個平臺之上，開發能夠構建更加複雜分佈式應用，無需自行實現便可擁有區塊鏈的功能。

從程序員的視角來看，以太坊是一個 虛擬機 。在這個虛擬機之上，咱們能夠用代碼開發本身程序（智能合約）。寫好的程序被上傳到區塊鏈上，等待條件觸發執行。前面說過，區塊鏈的產生是須要有人來計算的，所以在以太坊 部署和執行代碼須要支付費用（以太幣） ，以維持這個系統。

以太坊使用的開發語言叫 Solidity ，它與 JavaScript 相似，也借鑑了 C++ 和 Python。它因以太坊而生，所以是面向合約的，並自帶支付功能。我們做爲一個編程類的乾貨公衆號，此處必須得來一段代碼了。

Talk is cheap. Show me the code.

寫一個 Solidity 的 HelloWorld 並不難。咱們在官方文檔的例子上稍做修改：

pragma solidity ^0.4.10;

contract HelloWorld {
  string greeting;

  function set(string s) public {
    greeting = s;
  }

  function get() public constant returns (string) {
    return greeting;
  }
}

這是一段很基礎的面向對象代碼， 合約（contract） HelloWorld 有一個變量 greeting，get/set 兩個方法分別獲取和修改這個變量。第一行 pragma 則是指明使用的 solidity 版本。

要執行這段代碼，可使用在線開發環境 remix.ethereum.org。將代碼複製到編輯區，點擊「 Compile 」-「 Start to compile 」，就獲得了編譯好的可執行代碼。

在「 Run 」頁面，選擇「 JavaScript VM 」做爲環境。 Account 中，已經爲咱們準備好了幾個餘額（以太幣）充足的帳號。點擊「 Create 」，合約就被部署到了區塊鏈上，而相應的帳號也被扣去部署費用。同時，下方出現咱們定義的 set/get 方法。

在「Set」後面的框裏輸入 "Hello World, Crossin" （同py2同樣，別少了英文引號），點擊「Set」，帳號再次被扣去執行的費用。從控制檯能夠看到合約執行的詳細信息。

點擊「Get」，則會看到咱們剛剛寫入的 Hello World, Crossin 。由於 Get 定義的是 常函數（constant） ，不會修改區塊鏈中的數據，所以不消耗費用。

這就是用 solidity 實現的一個最簡單的智能合約。

看到這裏，你是否對區塊鏈有了更多的認識？

但所謂術業有專攻，在區塊鏈領域，我也只是一個學習者。理解上如有誤差，歡迎你們留言指正和討論。

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