區塊鏈（Blockchain）本質上是一個去中介化的數據庫，同時作為比特幣的底層技術，是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一次比特幣網絡交易的信息，用于驗證其信息的有效性（防偽）和生成下一個區塊。下面我們一起從：數據結構、備份，POW（工作量證明）、時間戳（timestamp）理解一下吧 ！

1、數據結構

區塊鏈是由包含交易信息的區塊從后向前有序鏈接起來的數據結構。區塊被從后向前有序地鏈接在這個鏈條，每個區塊都指向前一個區塊。其實它就是鏈表（文檔）。就像是一份PDF電子文檔，其每一頁都有「頁碼編號」，以保持字句及章節的有序性。只是區塊鏈中的“頁碼”比較特殊，當前頁的頁碼是上一頁「內容的指紋」，因此修改任何一頁的內容，都會導致后一頁的頁碼不能與之對應。因此鏈式結構的有序數據集具備了一定的「自校驗功能」，或者一定程度上的「防篡改功能（tamper-proof）」，但鏈式結構并不能防止最新的若干個區塊被刪除。

區塊鏈的設計中還引入了樹狀結構（比如Merkle Tree）與圖狀結構（DAG），其本質都是讓數據自身含有嚴謹的結構，可以被工具軟件識別處理。這一點很像我們聽到一段聲音，我們能分辨出是音樂，或是噪音，我們近距離觀察一個物體，我們能分辨出是人造物，或者是自然物。

2、數據備份

區塊鏈是由連接其中的所有電腦共同維護的，對于已經產生的區塊，所有連接進來的電腦都有一份完整的區塊鏈備份記錄。僅僅讓賬本數據自身具備特殊的結構，做的還不夠。若將同一份賬本數據復制給跨越地域及文化界線的多個人存儲起來，并且這些人之間不需要預先建立任何信任關系，則在最大程度上保障了賬本數據的安全，也就是所謂的「去中心化存儲」。

賬本數據分布的越廣泛，備份節點越多，則越安全，反之則容易被摧毀。除了賬本數據之外，人們還在積極探索通用數據的去中心化存儲及訪問取回，IPFS就是一個示范項目。

3、POW（工作量證明）

工作量證明系統主要特征是客戶端需要做一定難度的工作得出一個結果，驗證方卻很容易通過結果來檢查出客戶端是不是做了相應的工作。這種方案的一個核心特征是不對稱性：工作對于請求方是適中的，對于驗證方則是易于驗證的。它與驗證碼不同，驗證碼的設計出發點是易于被人類解決而不易被計算機解決。

POW （工作證明） 簡單理解就是一份證明，用來確認你做過一定量的工作。

對于 pow（工作量證明）這個詞匯，人們比較熟悉了，而從自然語言的使用角度來看，對于特別熟悉的詞匯，人們往往不會做深入的思考。人們看到、聽到、說到 pow 這個詞時，可能會立即想到“挖礦”、“算力”、“耗電”、“共識”等諸多概念，但也許很難想到，pow鑄造出的賬本，其實表達了一段難以磨滅的工作歷史。pow 就像一個帶有噴漆功能的車輪，被其碾壓過的路面，必將留下車轍印記。賬本中的每一個區塊都需要付出制造代價，這些代價見證了真實的歷史痕跡，若想偽造出另一份有競爭力的不同賬本，就得付出同量級的制造代價。理解了這一點，就不難明白BCH-ABC、BCH-SV、BTC三套賬本之間的本質區別：鑄造難度相差懸殊，所以BTC仍然是BTC。耗費巨量算力創造的歷史最難被偽造或篡改，這是PoW和PoC（Capacity，存儲容量證明）、PoS、DPoS等共識算法的本質區別。

4、時間戳（timestamp）

時間戳（timestamp），百度百科這樣解釋：一個能表示一份數據在某個特定時間之前已經存在的、 完整的、 可驗證的數據，通常是一個字符序列，唯一地標識某一刻的時間。使用數字簽名技術產生的數據， 簽名的對象包括了原始文件信息、 簽名參數、 簽名時間等信息。廣泛的運用在知識產權保護、 合同簽字、 金融帳務、 電子報價投標、 股票交易等方面。

區塊鏈在P2P網絡上通過節點間的共識算法實現了一個分布式的時間戳服務。

區塊鏈是在時間上有序的、由記錄塊（區塊）組成的一根鏈條。一個區塊包含兩個部分：區塊頭（Block Header）和記錄部分；區塊中的所有記錄通過默克爾樹（Merkle Tree）組織起來，默克爾樹根（Root）的哈希值做為本區塊里所有記錄的數字指紋被放入區塊頭。

時間戳的設計，使得更改一條記錄的困難程度按時間的指數倍增加，越老的記錄越難更改。這是因為，如果改動某個區塊里的一條記錄，意味著該區塊原來的默克爾樹根失效了，需要改動區塊頭，該區塊的數字指紋隨之失效。又由于下一個區塊的區塊頭包含這個哈希指針，這就意味著下一個區塊也需要改動。如此直到最新的那個區塊。

每條數據都帶有一個真實可信的時間戳（這條數據產生的真實時間點），這樣造假行為就比較難奏效，因為假數據的時間戳一般都是最近的 。

基于以上四點，我們可以思考思考人類文明發展演化的過程中，有哪些是富含結構的、冗余備份的、難以被篡改的？語言、神話、詩歌、族譜。。。，和區塊鏈賬本有很多類似的地方，區塊鏈內含的世界時鐘系統（時間戳），協調著大量的人工智能系統，會構筑出怎么的未來呢？