区块链的秘密--区块链开发入门

区块链这么火，可是你很快就会发现，想要入门区块链编程，尤其是想要从零开始学习区块链编程，根本都找不到突破口！

那么，要掌握区块链开发技术，应该学习哪些知识，应该学习哪些编程语言，才能快速入门区块链编程？

区块链是什么

区块链是什么？一句话，它是一种特殊的分布式数据库技术的实现。

首先，区块链的主要作用是储存信息。任何需要保存的信息，都可以写入区块链，也可以从里面读取，所以它是数据库。

其次，任何人都可以架设服务器，加入区块链网络，成为一个节点。区块链的世界里面，没有中心节点，每个节点都是平等的，都保存着整个数据库。你可以向任何一个节点，写入/读取数据，因为所有节点最后都会同步，保证区块链一致。

分布式数据库并非新发明，市场上早有此类产品。但是，区块链有一个革命性特点。

区块链没有管理员，它是彻底无中心的。其他的数据库都有管理员，但是区块链没有。如果有人想对区块链添加审核，也实现不了，因为它的设计目标就是防止出现居于中心地位的管理当局。

正是因为无法管理，区块链才能做到无法被控制。否则一旦大公司大集团控制了管理权，他们就会控制整个平台，其他使用者就都必须听命于他们了。

但是，没有了管理员，人人都可以往里面写入数据，怎么才能保证数据是可信的呢？被坏人改了怎么办？请接着往下读，这就是区块链奇妙的地方。

那么，什么是区块？

区块链由一个个区块（block）组成。区块很像数据库的记录，每次写入数据，就是创建一个区块。

每个区块包含两个部分。

• 区块头（Head）：记录当前区块的特征值
• 区块体（Body）：实际数据

区块头包含了当前区块的多项特征值。

• 生成时间
• 实际数据（即区块体）的哈希
• 上一个区块的哈希
• …

这里，你需要理解什么叫哈希（hash），这是理解区块链必需的。

什么是哈希？

所谓”哈希”就是计算机可以对任意内容，计算出一个长度相同的特征值。区块链的 哈希长度是256位，这就是说，不管原始内容是什么，最后都会计算出一个256位的二进制数字。而且可以保证，只要原始内容不同，对应的哈希一定是不同的。

举例来说，字符串123的哈希是a8fdc205a9f19cc1c7507a60c4f01b13d11d7fd0（十六进制），转成二进制就是256位，而且只有123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，但是概率极低，可以近似认为不可能发生。）

因此，就有两个重要的推论。

• 推论1：每个区块的哈希都是不一样的，可以通过哈希标识区块。
• 推论2：如果区块的内容变了，它的哈希一定会改变。

为什么叫区块链？

区块与哈希是一一对应的，每个区块的哈希都是针对”区块头”（Head）计算的。也就是说，把区块头的各项特征值，按照顺序连接在一起，组成一个很长的字符串，再对这个字符串计算哈希。

Hash = SHA256( 区块头 )

• 1

上面就是区块哈希的计算公式，SHA256是区块链的哈希算法。注意，这个公式里面只包含区块头，不包含区块体，也就是说，哈希由区块头唯一决定，

前面说过，区块头包含很多内容，其中有当前区块体的哈希，还有上一个区块的哈希。这意味着，如果当前区块体的内容变了，或者上一个区块的哈希变了，一定会引起当前区块的哈希改变。

这一点对区块链有重大意义。如果有人修改了一个区块，该区块的哈希就变了。为了让后面的区块还能连到它（因为下一个区块包含上一个区块的哈希），该人必须依次修改后面所有的区块，否则被改掉的区块就脱离区块链了。由于后面要提到的原因，哈希的计算很耗时，短时间内修改多个区块几乎不可能发生，除非有人掌握了全网51%以上的计算能力。

正是通过这种联动机制，区块链保证了自身的可靠性，数据一旦写入，就无法被篡改。这就像历史一样，发生了就是发生了，从此再无法改变。

每个区块都连着上一个区块，这也是”区块链”这个名字的由来。

区块链适合的应用场景

我们都知道，在技术上不存在银弹，区块链也不是。

区块链作为无人管理的分布式数据库，从2009年开始已经运行了8年，没有出现大的问题。这证明它是可行的。

但是，为了保证数据的可靠性，区块链也有自己的代价。一是效率，数据写入区块链，最少要等待十分钟，所有节点都同步数据，则需要更多的时间；二是能耗，区块的生成需要矿工进行无数无意义的计算，这是非常耗费能源的。

因此，区块链有它自己的适用场景：

• 不存在所有成员都信任的管理当局
• 写入的数据不要求实时使用
• 挖矿的收益能够弥补本身的成本

如果无法满足上述的条件，那么传统的数据库是更好的解决方案。

区块链平台选择

如果你要学习区块链的开发，首先需要选择合适的区块链平台。目前区块链有1.0和2.0之说。

区块链 1.0

主要由数字货币和支付行为组成。特征包括：

• 以区块为单位的链状数据块结构；
• 共享账本；
• 非对称加密；
• 源代码开源

区块链1.0主要具备的是去中心化的数字货币和支付平台的功能 ; 目标是为了去中心化，典型代表就是比特币（Bitcoin）。区块链1.0对开发者并不是很友好。

区块链 2.0

主要特点是支持智能合约和去中心化应用开发。

• 智能合约：区块链系统中的应用，是已编码的可自动运行的业务逻辑，通常有自己的代币和专用开发语言；
• 去中心化应用：即DApp，包含用户界面 的应用，包括但不限于各种加密货币，如以太钱包；虚拟机，用于执行智能合约编译后 的代码，虚拟机是图灵完备的。智能合约开始在区块链上应用，用机器合约指令代替 人工操作，让一切变得更加透明，没人有人为操作，干扰。比如以太坊上的ICO，就大大降低了融资成本。

因此，区块链2.0是对开发者友好的区块链平台。以太坊是区块链2.0的典型代表。

区块链开发语言选择

开发语言的选择取决于你要做什么事情。

如果你要自己实现一个区块链平台，那选择什么开发语言都可以，比如：java、c/c++、python、nodejs、go…

如果你要对已有的区块链平台进行底层改造，那就看这个平台的主流开发语言是什么。例如以太坊的底层协议实现最流行的版本是采用go语言，那么你可以学习go。

如果你要基于已有的区块链进行应用开发，那么就要看这个平台的约束。例如以太坊上智能合约的主流开发语言是solidity，去中心化应用的开发语言是nodejs和html/javascript/css。

因此，对于希望学习区块链开发技术的工程师而言，从以太坊应用开发入手是最佳的区块链开发入门方式，如果你已经有web开发基础，只需要先理解智能合约的概念和作用，然后学习solidity来开发以太坊区块链的智能合约，结合web前端，就可以快速开发出一个基于区块链的去中心化应用了！

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