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比特幣原理講解

2019-07-29

我們不了解比特幣及其基本知識,只知比特幣這個(gè)東西存在,而且價(jià)格飛漲,比特幣為何出現(xiàn)和以及它的幾個(gè)基本屬性,以下信息來自網(wǎng)絡(luò)收取。

一、貨幣的演化過程

咱們先來回顧一下人類貨幣的演化過程,分為以下幾個(gè)階段:

a. 原始版本:自然貨幣(貝殼、牲口、金銀……)

這個(gè)階段,貨幣基于一般等價(jià)物的稀有性或者實(shí)用性,貨幣不可能出現(xiàn)人為操縱的超發(fā)。

b. 明國版本:早期紙幣、銀票到本位紙幣

當(dāng)貿(mào)易量越來越大,實(shí)物貨幣太不方便了,而且大家發(fā)現(xiàn)其實(shí)并不在意貨幣本身有什么價(jià)值,在意的只是這么多的貨幣能不能交換到足夠的物品,于是紙幣這種信用貨幣逐步誕生,由錢莊、地方政府逐步到中央銀行負(fù)責(zé)發(fā)行和規(guī)劃。

而紙幣本身其實(shí)是沒有任何價(jià)值的,這個(gè)階段,貨幣信心是基于國家信用或者說國家暴力,我們相信貨幣價(jià)值是能夠穩(wěn)定的,雖然事實(shí)往往并不如此,但也不得不被迫接受。

c. 現(xiàn)代版本:刷卡時(shí)代

這個(gè)階段其實(shí)和紙幣時(shí)代沒有本質(zhì)的差別,只是現(xiàn)金被數(shù)字化了,國家發(fā)行貨幣也越來越簡單,只需要在人民銀行的數(shù)據(jù)庫中加幾個(gè)零,然后轉(zhuǎn)到各大銀行的賬戶上就好了。

d. 未來版本:密碼學(xué)貨幣

可是當(dāng)國家信用被刷爆,我們還可以相信什么?事實(shí)上,凡是依賴人參與決定的事情,必然無法杜絕黑幕和私心。

其實(shí)真正可以相信的東西確實(shí)有一個(gè),就是數(shù)學(xué)!可是,即使我們都認(rèn)為數(shù)學(xué)足夠可信,可是怎樣依據(jù)數(shù)學(xué)創(chuàng)造出一種貨幣呢?在沒有互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代,這個(gè)問題依然無解。而現(xiàn)在,真正意義上的第三代貨幣確實(shí)已經(jīng)誕生了,雖然還處于大多數(shù)人無法理解的概念階段。

二、比特幣到底是什么

a. 本質(zhì):基于密碼學(xué)的公開記賬系統(tǒng)

百度百科是這樣寫的:比特幣是一種由開源的P2P軟件產(chǎn)生的電子貨幣,是一種網(wǎng)絡(luò)虛擬貨幣。比特幣不依靠特定貨幣機(jī)構(gòu)發(fā)行,它通過特定算法的大量計(jì)算產(chǎn)生,比特幣經(jīng)濟(jì)使用整個(gè)P2P網(wǎng)絡(luò)中眾多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布式數(shù)據(jù)庫來確認(rèn)并記錄所有的交易行為。P2P的去中心化特性與算法本身可以確保無法通過大量制造比特幣來人為操控幣值。

一眼看去全是黑話,非專業(yè)人士大概很難讀懂。簡單來說,比特幣系統(tǒng)的本質(zhì)就是一個(gè)公開記賬系統(tǒng)。每個(gè)帳號的每一筆數(shù)額流動(dòng)都被記錄在案。而且每個(gè)人手上都有一份完整的賬本,可以統(tǒng)計(jì)出有史以來每個(gè)帳號的每一筆流動(dòng),當(dāng)然,也就能算出特定賬號當(dāng)前余額是多少。

這里最關(guān)鍵的一點(diǎn)在于:每人手上都有完整的賬本,這個(gè)系統(tǒng)里沒有任何人有唯一決定權(quán)。這意味著沒有任何人可以決定向這個(gè)系統(tǒng)增加貨幣或者改變規(guī)則,因?yàn)閭€(gè)體的修改會(huì)被整個(gè)網(wǎng)絡(luò)否決掉。除非有人可以修改50%以上人手上的賬本,這就是比特幣系統(tǒng)里所謂的51%攻擊,顯然這并不太可能出現(xiàn),而且隨著網(wǎng)絡(luò)的增大難度也隨之遞增。

b. 挖礦(BTC)是在干什么

伴隨著比特幣還要挖礦挖什么礦。這實(shí)在是太讓人費(fèi)解了,挖礦是在干什么?比特幣是從哪里挖出來的?這著實(shí)是很科幻的一件事!

其實(shí)挖礦的本質(zhì)是在爭奪記賬權(quán)。在比特幣的世界里,每大約十分鐘會(huì)向公開賬本上記錄一個(gè)數(shù)據(jù)塊,這個(gè)數(shù)據(jù)塊里包含了這十分鐘內(nèi)全球被驗(yàn)證的交易。但是由誰負(fù)責(zé)記提交這個(gè)記錄,是需要搶的,怎么搶會(huì)在后面的數(shù)學(xué)部分解釋。為什么要爭奪記賬權(quán)?因?yàn)閾尩接涃~權(quán)的人被允許向自己的賬戶增加一筆金額,當(dāng)前的數(shù)額是25比特幣。

c. 怎么限制發(fā)行數(shù)量

前面說到,在比特幣被創(chuàng)造的時(shí)候就在規(guī)則中限制大約每十分鐘只發(fā)行50個(gè)給搶到記賬權(quán)的人,而且這個(gè)數(shù)額每四年會(huì)減半,現(xiàn)在已經(jīng)減到25個(gè)。用數(shù)學(xué)求極限,可以算出到2140年,一共會(huì)發(fā)行2100萬個(gè),目前的發(fā)行量大概是1600萬。要改變規(guī)則,依然需要51%攻擊。當(dāng)前發(fā)行量可以到這里查詢:https:// blockchain info/

d. 礦池是什么

隨著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算能力越來越強(qiáng)大,普通電腦的計(jì)算力幾乎沒有機(jī)會(huì)搶到記賬權(quán)了。那么大家就組隊(duì)吧,組成一個(gè)礦池,如果礦池?fù)尩搅擞涃~權(quán),那么錢按照計(jì)算貢獻(xiàn)來分配。

三、比特幣的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

a. 收款地址是什么

剛接觸比特幣的人印象最深的大概是那一串亂碼般的地址。那是什么東西?會(huì)和別人的重復(fù)嗎?很多文章上說的私鑰是什么?

這里要引入第一個(gè)重要密碼學(xué)概念: 非對稱加密算法。

通常大家概念里的加密和解密是只有一個(gè)密碼的,比如壓縮一個(gè)文件時(shí)候加上密碼,那么解壓的時(shí)候輸入同一個(gè)密碼就可以解開了。事實(shí)上,一直到上世紀(jì)70年代,密碼學(xué)都停留在這個(gè)層面上,學(xué)名叫做對稱加密算法。

直到70年代,兩位出色的數(shù)學(xué)家出現(xiàn),他們提出了一種新的密碼學(xué)思想,就是加密和解密要用不一樣的密碼。通過數(shù)學(xué)辦法,產(chǎn)生一對密鑰A和B,當(dāng)使用A加密一份數(shù)據(jù),必須使用B來解密;而使用B來加密數(shù)據(jù),必須用A才能解開;而且根據(jù)A可以很容易計(jì)算出B,反過來則不行。A就叫私鑰,B叫做公鑰。顧名思義,A是保密的,B是公開的。聽起來好像也沒有什么特別的不是么!

仔細(xì)思考一下,就會(huì)發(fā)現(xiàn)這里解決了兩個(gè)問題:

1)任何人想發(fā)一個(gè)加密文件給我,只需要用我的公鑰B加密后公開放到網(wǎng)絡(luò)上,而且不用同時(shí)從某個(gè)隱秘渠道告訴我密碼是什么,因?yàn)橹挥姓莆樟怂借€A的我才可以解密。

2)當(dāng)我要證明一件事情確實(shí)是我發(fā)布的,只需要用私鑰A加密,然后公布出去,大家發(fā)現(xiàn)用我的公鑰B可以解密出來,就足以相信這確實(shí)是我公布的,因?yàn)樗借€只有我擁有。這個(gè)過程也叫數(shù)字簽名。

沒錯(cuò),錢包地址就是那個(gè)公鑰!因?yàn)楣€和私鑰要需要使用特殊的算法成對生成,所以不能像普通密碼一樣人為設(shè)置,而且看起來也沒有規(guī)律性。通常是安裝了比特幣客戶端后由系統(tǒng)自動(dòng)生成。而私鑰就隱藏在錢包文件中。想深入了解比特幣的非對稱算法請復(fù)制鏈接:橢圓曲線算法(http:// baike.baidu. com/view/531769.htm)。

那么地址有多少?會(huì)不會(huì)和別人碰上?這么形容吧:如果每粒沙子里面都有一個(gè)地球,那么地址數(shù)大概等于地球上所有沙子里面的地球的沙子數(shù)總和。如果你生成了一個(gè)其他人有余額的地址,那恭喜你真的中獎(jiǎng)了!如果愿意,這筆錢就歸你了!

b. 比特幣怎么支付

形象的比喻,比特幣的支付方式其實(shí)就是在發(fā)微博,私鑰就是微博密碼,微博用戶名就是公鑰。當(dāng)A要給B付款,只需要在自己的微博上說“我給@B付款1比特幣”,然后挖礦的同學(xué)就會(huì)驗(yàn)證你是不是有足夠的金額,如果驗(yàn)證通過,就把你這條微博和十分鐘內(nèi)的驗(yàn)證過的其他微博合到一起轉(zhuǎn)發(fā)一次。當(dāng)有足夠的人轉(zhuǎn)發(fā)(通常認(rèn)為6個(gè)就足夠了),就認(rèn)為這一筆支付成功了。

而如果你發(fā)微博說“DL支付給我1比特幣”,這顯然是非法的,沒有人會(huì)幫你轉(zhuǎn)發(fā),因?yàn)橹挥袚碛蠦的私鑰才有權(quán)限說這句話。

當(dāng)然,這個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)行為是需要滿足一定條件才允許的,以避免你可以自己弄6個(gè)號幫自己轉(zhuǎn)發(fā)了,詳細(xì)條件見下條。

c. 如何爭奪記賬權(quán)

爭奪記賬權(quán)的辦法其實(shí)就是大家玩一個(gè)密碼學(xué)游戲,這個(gè)游戲叫:哈希,再具體一點(diǎn)叫做:SHA-256。

哈希的特點(diǎn)是:可以根據(jù)任意一段數(shù)據(jù)計(jì)算出一個(gè)很大的值,而且計(jì)算結(jié)果相當(dāng)隨機(jī),無法預(yù)知大小。大家比的就是在十分鐘內(nèi)看誰找到一個(gè)數(shù)字和上一個(gè)數(shù)據(jù)塊的哈希以及十分鐘內(nèi)驗(yàn)證過的微博連起來可以算出最小的哈希值。誰算出來的最小誰就搶到了記賬權(quán)。同樣至少要小于某個(gè)值才被允許有轉(zhuǎn)發(fā)權(quán),這個(gè)值越小對應(yīng)的就是比特幣網(wǎng)絡(luò)的難度系數(shù)越高。

由于計(jì)算結(jié)果的隨機(jī)性,所以沒有辦法優(yōu)化算法,只能從0開始一直往上算,這時(shí)候比的就是誰算的快誰就有機(jī)會(huì)先找到這個(gè)數(shù)字。

如果這十分鐘內(nèi)沒搶到記賬權(quán),就白算了,重新進(jìn)入入下一輪。

擔(dān)心SHA-256被破解是嘛?事實(shí)上,擔(dān)心這還不如擔(dān)心宇宙毀滅來得靠譜些。

四、比特幣的特點(diǎn)

a. 我的幣在哪里

這是很多人最困惑最不能理解的問題,我的地址里面有了一筆金額,可是它在哪里?。。吭谖业碾娔X里嗎?還是在錢包里?

其實(shí)根本沒有這么“一筆錢”存在!它無處不在實(shí)際上又根本不存在!

它存在于所有人的賬單上,大家只是知道你有這么一筆錢,而不用關(guān)心錢在哪里,實(shí)際上確實(shí)也并沒有任何形式的存在。好比你在乎銀行卡里的數(shù)額對應(yīng)的現(xiàn)金放在哪嗎?其實(shí)只要我的卡能刷就夠了。而使用比特幣時(shí)也并沒有把某個(gè)幣給對方,只是使用私鑰發(fā)一個(gè)聲明“微博”。

b. 方便追蹤

因?yàn)槊總€(gè)人都維護(hù)著賬單,所以可以輕易追蹤到任意帳號上的資金流動(dòng)。

比如最近的蘆山地震,壹基金接受比特幣捐贈(zèng),可以戳這里(http://blockchain .info/fb/1dumifq)查詢明細(xì),每一筆的到賬時(shí)間、數(shù)額和支出都可以清晰看到,親,這相當(dāng)于直接查詢銀行內(nèi)部原始賬單哦!

c. 隱私保護(hù)

雖然我們可以查詢每個(gè)帳號的流水信息,但是并沒有辦法將賬號和現(xiàn)實(shí)的人對應(yīng)起來。只要愿意,每個(gè)人都可以有幾乎無限個(gè)地址。

這是在人類歷史上,第一次從技術(shù)上保障了私人財(cái)產(chǎn)神圣不可侵犯、不可追蹤、不可凍結(jié)。

d. 紙錢包和腦錢包

私鑰我們通常藏在錢包文件里,事實(shí)上它同樣只是一個(gè)字符串,只是比地址略長一些,我們完全可以把它抄寫或者打印到一張紙上,然后鄭重放到保險(xiǎn)柜里。那一個(gè)字符串就承載了你全部的比特幣財(cái)富哦!

基于比特幣更有意思的一個(gè)創(chuàng)造是腦錢包,這完全是超乎想象的神奇!在這個(gè)網(wǎng)站(http:// brainwallet.org/)可以通過一句話來生成一對公鑰和私鑰。只要能記住這句話,你就可以再次根據(jù)它生成私鑰,在任何有網(wǎng)絡(luò)連接的地方提取你的比特幣。但是千萬要選一句可以全球唯一的話,不然碰撞的機(jī)會(huì)就會(huì)大大增加了,當(dāng)然,這也很容易,比如隨想一句:我的銀行卡號XXXXXXXXXX是愛女XXx生日密碼。大概是很難被碰撞到的。

這意味著你可以把所有的財(cái)富存在大腦里,是不是覺得足以秒殺一切!

e. 可證明和不可證明

想像一下,當(dāng)你使用的是腦錢包,這個(gè)世界上將沒有任何證據(jù)可以證明你擁有這么一筆錢,除非失憶或者死亡,這筆錢才會(huì)丟失。

同樣,也可以輕易證明你擁有某個(gè)地址上的財(cái)富。只需要使用私鑰加密一條信息發(fā)布出來就行了,大家就可以確認(rèn)你對該賬戶的擁有權(quán),而不必把私鑰公開才能證明。比特幣官方客戶端自帶這個(gè)功能。

f. 丟失無法找回

很多人想知道一件事,如果我的錢包文件丟了或者私鑰忘記了,還能找回來這筆錢嗎?

對不起!神仙也幫不了你!這里可沒有拿身份證找回這碼事,那部分幣就永遠(yuǎn)消失了。

其他常見問題解答:

a. 比特幣和Q幣的差別是什么?

請把上面的文章重新讀一遍。

b. 比特幣是一個(gè)騙局嗎

如果看完了還認(rèn)為比特幣和龐氏騙局有什么相似之處,那就當(dāng)作是騙局好了。

c. 比特幣有哪些挑戰(zhàn)需要面對?

大的來說有4點(diǎn):政府封殺、山寨幣、黑客攻擊、可能的自身缺陷。

d. 如果網(wǎng)絡(luò)出問題了,比特幣不就不能用了嗎

如果網(wǎng)絡(luò)出問題了,刷卡也會(huì)不能用的。

e. 國家禁止怎么辦?

目前的情況下,國家還沒有能力立法禁止一個(gè)人在電腦里擁有某個(gè)文件,或者禁止你記住某一句話。

f. 為什么錢包地址的金額和blockchain上查詢的不一致?

這也是很多人困惑的地方,其實(shí)在錢包里是生成了一批地址,我們看到的只有一個(gè),其它的是用于找零的地址,從錢包支付會(huì)自動(dòng)從多個(gè)地址里面挑選最合適金額支付的。如果要用紙錢包或者腦錢包保存,全部轉(zhuǎn)到紙/腦錢包賬號上吧。

g. 比特幣超越了現(xiàn)有法律

是的,一切都該與時(shí)俱進(jìn),不是么

h. 比特幣意味著什么

網(wǎng)絡(luò)熱炒的所謂升值都是次要的,真正意義在于網(wǎng)絡(luò)和算法開始嘗試接管人類在金融方面的職能,可能對未來的社會(huì)架構(gòu)造成深遠(yuǎn)影響。建立在足夠連接力和計(jì)算力上的自底向上力量足以重構(gòu)社會(huì)!

i. 比特幣有什么缺點(diǎn)嗎

當(dāng)然,不過網(wǎng)上談缺點(diǎn)的文章很多了,用一個(gè)貨幣實(shí)驗(yàn)的視角去看待更適合。