学完了区块链的基础知识，一直在纠结应该从哪个角度去写心得体会。从技术上，描写区块链（主要是从比特币切入）技术框架和实现原理的书籍和文章都非常多。即使用自己的理解来写，也写不出什么新意来，有编程基础的同学，一看就懂。

既然如此，我想尝试一下，写一篇文章来解释区块链中一些重要的概念，并且完全不涉及任何编程知识。看看能否让零编程基础的同学，理解区块链的生成原理，和区块链为什么具有去中心化、安全不可篡改的特征。以及世界上第一个区块链应用，比特币，为什么在运作的时候如此耗计算机资源。

这一切，都来自于去中心化货币的一个核心概念：共识算法。这篇文章尝试不用任何编程知识来解释一下，什么是共识算法，为什么需要共识算法，和如何实现共识算法的原理。

一、分布式账本

还是需要从账本开始讲起。假设有一座城市，这座城市里面的人，所有交易都使用记账的方式进行。张三为李四理发，收到50块钱；然后张三去市场买肉，给王五30块钱。张三账面上还剩下20块钱。张三在收入更多的钱之前，不能支付超过20块。能够保证这一点的，是整个城市唯一的一份账本。张三当前还有多少钱，他还能花多少钱，需要从账本的一开始从头逐个账单追溯。

由于城市里面所有人的账面上还有多少钱，都需要通过账本来从头追溯。所以整个城市只能有一个账本，这个账本必须记录城市里面所有人的每一笔交易，这样才能计算出每个时期，每个人账面上还有多少钱。以前的做法是，选定一个记账人，由他负责记录每一笔交易流水账。

这样做存在一个问题，账本只有一个，记账人如果造假怎么办？记账人可以故意漏记一些账单，甚至伪造一些账单。例如张三支付给王五的30块钱，不记入账本，这样张三就可以反复的使用账面上的50块钱。或者伪造一份赵六支付给张三的100块钱账单，然后张三就可以在没有收入的情况下，额外支付100块钱。由于账本只有一个，所以出现这些操作的时候，根本无从查证。所有人必须相信，记账人是诚实可信的。

将可信度建立在一个人身上终究是不牢固的，因此后来采取了另一种方式。只要是通过了记账资格认证的人，就可以成为记账人。每个记账人都持有一本账本，这样城市里面就有了很多个账本。记账人变得很难作假，因为他造假，就和其他的账本不一致了。

然而这产生了新的问题，这么多账本，记录着整个城市的每一笔账单。如何保证所有的账本都是一致的呢？这就涉及到共识算法了。

二、账本的统一性，解决方案：共识算法

为了保持很多个账本的统一，以前通常采取的做法是，分区域记账，定时汇总。例如记账人A负责甲局域，记账人B负责乙区域，每个人只负责记录自己区域里面的账单，每隔一个小时，将所有账本汇总成一份。但这里存在漏洞，如果张三在甲区域消费之后，马上跑到乙局域去消费。由于账本还没有汇总，张三可以利用这个时间差，将账面上的余额重复消费。

账本是需要实时的，任何时刻都不能有差异，所以，很多个账本的统一方式，只能是每次记账时，用某个方法定义唯一的记账人。这个记账人记录一批账单后，其他记账人必须将这批账单抄录在自己的账本上，这样才能形成任何时刻统一的账本。而指定唯一记账人的方式，就是共识算法。共识算法描述了规则，所有记账人如何认定其中之一，作为这一次大家都认可的记账人。

如果存在一个财务中心，解决方案就很简单，每次由财务中心指定一个记账人负责记账，其他人抄写。但财务中心自身又会存在信任的问题。城市里面每个记账人都是独立的，也是平等的，不存在一个中心去监管他们。同时每个记账人也有作息时间，每个时刻同时在工作的记账人是不确定的，所以无法对他们进行编号，按照号码次序去轮流记账。

所以，每当一批账单产生，等待被记录的时候，需要有一个竞争的机制。这个时刻在工作的所有记账人，通过某种形式的竞赛，竞争成功的那一个，负责记账，其余则只能抄录。同时，基于公平的原则，这种竞争方式不能和记账人自身的某种素质有关。例如，不能竞争举重，这样最强壮的记账人总是负责记账；不能竞争跑步，这样跑得最快的记账人总是负责记账。任何有倾向性的竞争方式，总是会导致记账权力的集中，从而引发信任的问题。

于是，可以选择的就只有：运气。