10分钟了解区块链编程

江水滔滔

谈起这几年最热的技术，一定少不了区块链。按说新技术的出现本是稀松平常的事情，但区块链的出现和发展，却有那么一点让人不淡定：

其一，区块链的代表应用比特币，其价格在这七八年间翻了上百万倍。2010年有人花10000个比特币买了两块披萨，在比特币最高价位时，这两块披萨相当于近两亿美元。

其二，因为区块链项目的大热，相关从业人员的需求激增，岗位薪资也水涨船高，让一众程序员们蠢蠢欲动。

正所谓人红是非多，关于区块链以及数字货币的争论一直不断。支持者认为区块链将会是有一项改变世界的新技术，而反对者则认为它不过是又一个更高级的庞氏骗局罢了。

我觉得，对于一个新兴事物，没必要过早地下结论。尤其在还不了解它的情况下，就凭自己的固有观念来站队打标签，这是很不明智的。

于是，和你们学习Python一样，我也在不断学习新的技术，而区块链就是我最近关注较多的一项。在这里分享下我对区块链的一些认识和理解。

说区块链就不能不说比特币。它们好像鸡和蛋的关系：区块链是比特币的技术基础，但区块链的相关研究却是由比特币开始。

比特币的特殊之处在于，它通过区块链实现了一种新的记账方式：除了创世区块外，每个账本（区块）都记录了上一个账本的特征信息（哈希值），一个个账本构成了一整个链条。同时这个链条存在于整个网络的每个人手上。这样一来，如果要修改已有的数据，就会导致后续账本上的信息都不对了。如果你想对以前的一笔交易动手脚，则必须把后续账本上的记录都修改掉，并得到其他人的认可。

而比特币的另一项设计，就是每个账本上必须附带一个特殊的数字，这个数字的特点是难以计算但很容易验证。计算这个数字的过程就是我们常听到的“挖矿”。所以挖矿并不是指挖比特币，而是为了记账。只不过对于成功算出数字的人，会给予一定比特币的奖励。这个精妙的设计，使得前面说的篡改记录变得不可能—你无法拥有足够的计算能力去修改这些账本，这保证了整个链条的可信。

上图是哈希算法的示意图。假设我们想找到一个数字，使它加上账本上的信息，能满足算出的哈希值以4个0开头，是非常耗时的（挖矿）；但如果给定了数据，验证它的哈希值是否以4个0开头，则非常容易（验证）。

比特币没有我们通常意义的账户，它的账本上的内容是一条条转账记录，收款人是一个个数字地址。除了持有地址对应口令的人之外，无法知道这些地址的主人是谁。因此比特币交易从技术上是匿名的。只要你有口令，你就能转走里面的比特币。丢了口令，你的币就再也找不回来了。

综上，比特币提供了一种去中心化的、不可篡改的、匿名的记账方式（而并非一种以实体存在的“币”，即便在网络上，也没有“一个比特币”）。而逐渐人们又发现，比特币背后的区块链蕴含着更大的想象空间。

以太坊就是区块链的另一个热门应用。它最大的优势是提供了“智能合约”。如果说，比特币解决了交易记录的可靠性问题，那么智能合约就更进一步，避免了赖账的问题。

智能合约相当于一段代码，它可以像交易记录一样被添加到区块链上，又可以在条件满足时被触发执行。这从技术上解决了交易双方的信任问题，提供了点对点的合约，没有中间商赚差价。以太坊也不再是一个单纯的账本，而成为一个去中心化的应用平台。在这个平台之上，开发可以构建更加复杂分布式应用，无需自行实现即可拥有区块链的功能。

从程序员的视角来看，以太坊是一个虚拟机。在这个虚拟机之上，我们可以用代码开发自己程序（智能合约）。写好的程序被上传到区块链上，等待条件触发执行。前面说过，区块链的产生是需要有人来计算的，因此在以太坊部署和执行代码需要支付费用（以太币），以维持这个系统。

以太坊使用的开发语言叫 Solidity，它与 JavaScript 类似，也借鉴了 C++ 和 Python。它因以太坊而生，因此是面向合约的，并自带支付功能。咱们作为一个编程类的干货公众号，此处必须得来一段代码了。
Talk is cheap. Show me the code.
写一个 Solidity 的 HelloWorld 并不难。我们在官方文档的例子上稍作修改：

1. pragma solidity ^0.4.10;
   
2. 
   
3. contract HelloWorld {
   
4.   string greeting;
   
5. 
   
6.   function set(string s) public {
   
7.     greeting = s;
   
8.   }
   
9. 
   
10.   function get() public constant returns (string) {
    
11.     return greeting;
    
12.   }
    
13. }
    

复制代码

这是一段很基础的面向对象代码，合约（contract）HelloWorld 有一个变量 greeting，get/set 两个方法分别获取和修改这个变量。第一行 pragma 则是指明使用的 solidity 版本。

要执行这段代码，可以使用在线开发环境 remix.ethereum.org。将代码复制到编辑区，点击“Compile”-“Start to compile”，就得到了编译好的可执行代码。



在“Run”页面，选择“JavaScript VM”作为环境。Account 中，已经为我们准备好了几个余额（以太币）充足的账号。点击“Create”，合约就被部署到了区块链上，而相应的账号也被扣去部署费用。同时，下方出现我们定义的 set/get 方法。

在“Set”后面的框里输入 "Hello World, Crossin"（同py2一样，别少了英文引号），点击“Set”，账号再次被扣去执行的费用。从控制台可以看到合约执行的详细信息。

点击“Get”，则会看到我们刚刚写入的 Hello World, Crossin。因为 Get 定义的是常函数（constant），不会修改区块链中的数据，因此不消耗费用。

这就是用 solidity 实现的一个最简单的智能合约。

看到这里，你是否对区块链有了更多的认识？

但所谓术业有专攻，在区块链领域，我也只是一个学习者。理解上若有偏差，欢迎大家留言指正和讨论。



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