0基础学习区块链技术——去中心化

“去中心化”是区块链技术的核心。那么我们该如何理解这个概念呢？
我们可以假想在一次现实转账中，有哪些“中心化”的行为：

• 判断余额是否足够。即判断转出的钱是否少于账户里剩余的钱，能够判断的是账户所在的银行。

如果余额足够，在不发生其他意外的情况下，应该还有如下行为：

• 转账发起方的余额要做相应减少。能够做这样操作的是发起方账号所在的银行。
• 转账接收方的余额要做相应增加。能够做这样操作的是接收方账号所在的银行。
• 记录转账记录。转账发起和接收方都要记录这笔交易，从而方便回溯资金变动。

在这样的交易过程中，每个连接都是单点的。

假如银行系统出现问题，或者银行变得不可信，可能它会吞掉这笔转账，即从发起方的账户中扣掉了钱，而收款方并没有收到。

还可能收款方系统出现问题，或者收款方银行变得不可信。

这在我们日常生活中不太常见，毕竟一般我们资金流动都发生在国内银行间。这些银行会受到银监会监管，它们一般不敢胡作非为。
但是如果这样的交易发生在国与国之间，事情就会变得不太一样。因为国与国之间的利益是非常容易发生分歧的，而各国银行也不太会听其他国家的号召，所以没法保证公正性。比如这次俄乌战争，美国就冻结了俄罗斯大量海外资产。
如何避免这样的情况？那就要去中心化，即谁都没有不对等的权力可以干涉他人资产。美国冻结俄罗斯海外资产就是因为美国政府对这些银行的影响力（权力）要高于俄罗斯。而且在区块链技术中，技术信奉的是规则以及计算能力，而不是世俗上的权力。从而可以排除人类这样一个极不稳定的因素影响。

回到“去中心化”这个议题。上述转账的过程，如何在区块链中去中心化的呢？

去验证的中心化

在传统转账中，验证余额是否足够发生在发起方账号所在的银行。要去掉这个中心，则让余额验证发生在多个非中心化的节点中，我们可以称之为验证节点。

这样的结构很容易想到，但是要回答如下几个问题：

• 验证者如何能验证？
• 验证者为什么要去传播？

验证者如何验证

验证余额是否足够就需要知道该用户的余额。在中心化方案中，这样的数据保存在中心化的存储上。而为了在去中心化的结构中，让验证者有余额信息，则需要验证者能够向其他有全量数据的节点请求到相关数据，或者验证节点自身就有该数据。
而且需要说明的是，区块链存储的只是交易信息，即转账发起方、接收方以及金额等数据，而不存在所谓的“余额”。这些数据都是用明文的形式保存在区块中，验证者需要读取整个区块链的交易记录来计算出发起方的“余额”。这样的好处是，每次验证都是从头到尾，完整链路的校验，而不是基于某时算出来的所谓的“余额”。当然这个方案的缺点就是计算量很大，很不方便。

验证者为什么要去传播

因为转账发起方会对每次转账支付一定金额的手续费。验证者将转账记录广播给更多的验证者以及矿工还有全节点（保存区块链全部信息的节点），这样大家就都能确认存在这样的一笔申请。当矿工生产出来的区块包含这笔交易记录，它就可能因此而获利。而且全节点确认接受这个区块加入链前，还是会对区块内的交易记录进行检查。如果验证者不将转账记录广播给更多节点，则会导致后续的验证不通过的概率大大增加，从而包含这块交易的区块不能被加入到链中，整个过程大家都不会得到收入。

去确认的中心化

矿工在验证完交易后，并不会将交易记录立即打包成区块——否则一个区块就是一条交易记录了——太浪费了。而是积累起来，并挑选出它觉得有价值的交易——比如给的手续费很多的交易，然后将这些交易记录进行打包。
打包涉及一个暴力计算过程，即原始数据加上不停变化的Nonce值，以尝试出一个符合某个特定规则的Hash值——比如前面8个数字是0的Hash。在比特币中，这个过程需要几分钟。
一旦一个矿工“碰撞”出一个匹配的Hash值，则可以认为它算出了区块，但是不能认为该区块被上链。这个时候矿工会向区块链网络广播该区块：
全节点在收到区块后会校验其合法性，比如Hash值，交易记录等。在确认都没有问题时，将该区块上链。后续达到的区块会被抛弃。
矿工节点收到该区块后会校验其合法性。如果合法，则终止自己的计算——这样可以节省自己的计算资源，何乐而不为，反正自己也抢不到这个区块了。如果不合法，就继续自己的计算，尝试争抢下合法的区块。
哪个矿工有更强大的算力，就更有可能第一个算出区块，进而也可能第一个被上链，进而获得奖励。所以在区块链中，交易被确认（上链）来源于算力，而不是某个人的权力。

去存储的中心化

当全节点将区块上链成功后，其他比它短的链会同步该长链的数据，这就是“最长链原则”。
这样交易记录就会分布在各个链上，而不会存储在某个链上，这样数据存储就去中心化了。
关于区块链直接数据同步的样例可以参考《0基础学习区块链技术——链之间数据同步样例》