近日，加密货币“混乱期”过后，区块链再度火热，受到各方高度关注和重视，成为资本市场和各领域关注的焦点。连朋友圈的讨论和分享都让人目不暇接。那么，区块链到底是什么？区块链的核心算法是什么？
区块链核心算法一：拜占庭协定
拜占庭的故事大概是这样的：拜占庭帝国拥有巨大的财富，10个邻国已经存在很久了。然而，拜占庭的高墙如此坚固，没有一个邻国能够成功入侵。任何单个邻居入侵都会失败，也有可能被其他9个邻居入侵。拜占庭的防御能力如此之强，以至于它的十个邻居中至少有一半要同时进攻才能被攻破。但是，如果它的一个或几个邻国答应一起进攻，但实际过程背叛了，那么入侵者就可能全部被消灭。所以各方都小心翼翼，不能轻易相信邻居。这就是拜占庭将军的问题。
在这个分布式网络中：每个将军都有一个与其他将军同步的实时消息账本。账本上每个将军的签名都可以用来验证他的身份。如果有什么消息不一致，可以知道哪些将军不一致。虽然有分歧，但只要半数以上同意攻击，少数服从多数，达成共识。
所以，在分布式系统中，虽然有坏人，但是坏人可以做任何事情(不受协议限制)，比如不响应，发送错误消息，向不同的节点发送不同的决策，不同的错误节点联合起来做坏事等等。但是，只要大多数人都是好人，用分散的方式达成共识是完全可能的。
区块链核心算法二：非对称加密技术
在上面提到的拜占庭协议中，如果10个将军中的几个同时发起消息，必然会造成系统的混乱，导致进攻时间的计划不同，行动不一致。任何人都可以发起攻击性的信息，但是谁来发呢？其实只需要增加一个成本，即一段时间内只有一个节点可以传播信息。当一个节点发出统一攻击的消息时，每个节点都必须对来自发起者的消息进行签名盖章，以确认自己的身份。
现在的非对称加密技术完全可以解决这个签名问题。非对称加密算法使用两种不同的密钥进行加密和解密。这两个密钥就是我们经常听到的“公钥”和“私钥”。公钥和私钥通常成对出现。如果消息是用公钥加密的，则需要对应于公钥的私钥来解密它。类似地，如果消息是用私钥加密的，则需要对应于私钥的公钥来解密它。
区块链核心算法三：容错问题
我们假设在这个网络中，消息可能会丢失、损坏、延迟和重复发送，并且接收的顺序与发送的顺序不一致。此外，节点的行为可以是任意的：它可以随时加入或退出网络，丢弃消息，伪造消息，停止工作等。各种人为的或非人为的故障都有可能发生。该算法为由共识节点组成的共识系统提供了容错能力，兼顾了安全性和可用性，适用于任何网络环境。
区块链核心算法四：Paxos 算法（一致性算法）
Paxos算法解决了分布式系统如何约定某个值(分辨率)的问题。一个典型的场景是，在分布式数据库系统中，如果每个节点的初始状态是一致的，并且每个节点执行相同的操作序列，那么它们最终可以获得一致的状态。为了保证每个节点执行相同的命令序列，需要对每个指令执行一个“一致性算法”，以保证每个节点看到的指令是一致的。一个通用的一致性算法可以应用于多种场景，是分布式计算中的一个重要问题。节点之间的通信有两种模式：共享内存和消息传递。Paxos算法是一种基于消息传递模型的一致性算法。
区块链核心算法五：共识机制
区块链共识算法主要是工作量证明和权益证明。以比特币为例。其实从技术角度来说，PoW可以看作是一个可重用的Hashcash。生成工作负载被证明是一个概率上的随机过程。在开采新的机密货币和生成区块时，所有参与者必须同意，开采者必须获得区块中所有数据的PoW工作证书。同时矿工要时刻观察这项工作的调整难度，因为对网络的要求是平均每10分钟生成一个块。
区块链核心算法六：分布式存储
分布式存储是一种数据存储技术，通过网络利用每台机器的磁盘空间，将这些分散的存储资源组成一个虚拟的存储设备，将数据分散存储在网络中。
（作者：BYEX，内容来自链得得内容开放平台“得得号”；本文仅代表作者观点，不代表链得得官方立场）
