区块链（blockchain）之所以使用这个名字，是形象地把对每一个交易信息数据的载体比喻成一个区块（block），下一个区块对上一个区块验证，所有区块按照产生的先后顺序相互连接起来，是为区块链。上一个区块的信息数据传递给下一个区块，是通过哈希（Hash）算法完成的。哈希算法也叫“安全散列函数”，又称信息摘要。文章摘要是对文章内容的概括总结，看了文章摘要，我们就能大致了解文章的主要内容。哈希算法也有这样的功能，它可以把任意的信息集，用非常简单的信息予以描述。它是一个特别的数学函数：给定输入很容易得到输出，但是从输出计算回输入不可行。
区块链使用哈希算法把交易生成数据摘要，当前区块里面包含上一个区块的哈希值，后面一个区块又包含当前区块的哈希值，以此类推，一个个包含哈希值的区块串连起来，形成一条区块链。在一个区块链系统中，除创世区块以外，其他区块都有一个标头（Header）。区块标头包含的是本区块以及前一个区块的相关指示信息，包括：一个区块的版本号、时间戳、难度目标、前一个区块的哈希值、随机字符串，等等。哈希算法是区块链的底层技术，其上述特性赋予了区块链技术的可靠性。
共识算法即共识机制（Consensus）
非对称加密算法与哈希算法的一并运用，构成了区块链系统最为重要的因素――共识算法，也称共识机制。区块链如果想达到去中心化的目的，必须通过共识算法实现。因为区块链上记录的数据对所有人可见，而且很难否认和回溯性修改，所以彼此不认识并因此不信任的群体可以依赖这个新的数据结构来协调他们的活动。最初的区块链都是公共区块链，参与者在无中心化的情况下分布式存在。而在分布式存储的计算机系统中，实现参与者之间的信任是非常困难的。
区块链解决这一问题的方案，是为发送信息加入成本，降低信息传递的速率，并加入一个随机数以保证这一段时间内只有一个参与者（矿工）可以进行传播。它加入的成本就是“工作量”，区块链的每一个参与者必须完成一个随机哈希算法的计算工作量才能向各城邦传播消息。如前所述，区块链系统的各个节点进行分布式记账，通过哈希算法保证了每个交易区块信息传递的连续性与真实性，又通过非对称加密技术保证了信息传递的正确性与所有节点一致性。于是，各个节点对区块链系统内的所有信息与数据达成一致认识，而按照同一套协作策略行动，是为形成共识机制。
区块链的类型不同，其共识算法亦不同。因为参与者越分散，越没有权威的中心化机构存在，共识机制的形成越难。区块链系统的中心化程度越高，共识算法越简单，中心化程度越低，共识算法越复杂。因此，对于区块链的主要三种类型来说，公有链的共识算法最为复杂，相对而言，效率最低，资源消耗最大；私有链的共识算法最为简单，效率最高，资源消耗最小；联盟链居中。
一般来说，公有链的共识算法为工作量证明（Proof of Work，POW）、权益证明（Proof of Stake，POS），比特币和以太坊分别采用上述两种共识算法。这种共识算法下的数字货币是工作量证明的表现形式。而对于不需要数字“代币”的联盟链或者私有链而言，共识算法大多采用较为传统的一致性算法，如拜占庭容错（PBFT）、Paxos与RAFT，等等。
区块链算法――信任机器
区块链通过自己的算法逻辑，使得陌生参与者在没有任何第三方介入的前提下，实现了相互信任、达成交易。在这一过程中，交易当事人之间的信息不对称、代理成本与机会主义等影响交易安全的不确定性因素并未消除，只是通过不依赖人主观意志的算法，使得参与者均认可系统内客观交易数据的真实性。从某种意义上说，这保障了交易的绝对安全。这一切并非人与人之间或者机构与机构之间等任何传统意义上的信任关系和信用机制，而是参与者对区块链技术的信任。因此，《经济学人》2015年十月号刊文称：区块链是信任机器，可以让相互并不信任的人们进行协作，而不必经过任何中心化机构。
二、区块链算法的决策自动化
作为一种计算机技术，区块链之所以能够去中心化，一方面是其独有的算法机制使得所有参与者集体协作，保证了信息的共享性与真实性；另一方面系统的运行必须脱离任何人或者机构的控制，才能保障信息的客观真实、全网一致与不可篡改。区块链算法既是决策自动化的体现，也决策自动化的执行机制。参与者之间的权利义务必须在事前写入特定的计算机程序，以充分保障所有参与者的权益。区块链的这一特性，为智能合约（Smart Contract）在社会生活各个领域的广泛运用提供了最佳技术支持。
此文由 比特币官网 编辑，未经允许不得转载！：首页 > 比特币新闻 » 一文详解区块链技术的算法规制