聚焦数字货币，或春天不远第三部分（比特币第一部分）

在区块链中，使用最广泛的是比特币

介绍比特币的几个基本原理

【米峰】中心化社会好比一群蜜蜂。 蜂王是蜂群的中心，吃得最好，舒适悠闲，寿命可达4-6年。 工蜂在蜂群中数量最多，但吃的食物最差，工作最辛苦，寿命只有 2 个月。 中心化社会也很脆弱。 “擒贼先擒王”。 如果蜂王死了，整个蜂群就会灭绝。

特点：因为去中心化，比特币没有央行式的发行机构，也没有银行式的管理机构。 技术规则是任何机构都无法强行改变的，也很难被封杀。 其发币总量有限，上限为2100万枚，2140年左右达到，截至2014年4月6日已发行1260万枚。 不可冻结，可自由跨境转移，不受配额限制。 系统24小时不间断运行，支付速度非常快。 手续费很低，远低于国际汇款。 如果用户认为有必要，也可以半命名。

比特币没有实物。 它运行在互联网上的分散式 P2P 网络（点对点网络，或对等网络）中。 它以“区块链”的形式存储在公共的分布式数据库中。 任何人都可以下载。

【账本、复制】：区块链可以比作一个公共账本，下载区块链可以比作复制这个账本，任何人都可以复制。

区块链由“区块”一个接一个串联起来，就像链条一样，有始有终。 继续延伸。 平均每十分钟产生一个新区块，并添加到区块链的尾部。

【票据】：一个区块好比一页票据，从下往上堆叠起来形成一个账本。 新的帐单被添加到分类帐的顶部，它变得越来越厚。

预估余额：每个区块包含十分钟内发生的所有转账交易。 比特币不记录每个账户的余额，只记录交易，然后根据交易计算每个账户的余额。 比如你有两笔交易，第一笔收到50个比特币，第二笔花了20个比特币，那么你当前的余额就是30个比特币。

比特币中的每一笔交易都是由付款人用私钥签名的，证明他确实同意付款给某人，其他人无法伪造。

【指纹】：私钥签名可以类比为指纹识别。 每个人的指纹都不一样，其他人无法伪造。

规则规定从前一个区块作为一个整体计算出一个哈希值，记录在本区块中。 它可以代表每个块的顺序，并且使现有块难以被非法修改。 如果一个区块被修改替换，那么根据它计算出来的哈希值就会不一样，下一个区块就必须要修改……最终后面的所有区块都得重新修改，太难了。

【缩略图】：前一个区块的哈希值可以用缩略图来比对。 把上一页的账单拍下来，缩小打印在这张账单的左上角，也就是缩略图。 可以表示每页的票据顺序，使票据难以被非法修改。 如果你修改替换一页账单，它的缩略图会不一样，你还得修改下一页账单……最后你得把它后面的所有账单都改掉，太难了。

任何运行比特币客户端软件的人都可以生产区块。每个区块必须包含一个

随机数是通过SHA-256哈希算法随机碰撞得到的，需要大量的计算。 这就是所谓的“工作量证明”机制（POW），证明参与出块的人是真诚的，愿意付出一定的成本，最快出块的新块得到大家的认可。

【记账、赛跑、行证】：制造积木好比做帐单，也就是记账，人人都可以参与。 随机碰撞计算可以比作赛车，需要大量的汽车动力。 “工作量证明”可以比作“运动证明”。 跑完规定里程最快的人开的账单是大家公认的（假设每辆车都有办公电脑，账单是高度自动化的办公室，赛车只消耗时间。到达终点后，轻按一个按钮, 账单会打印出来, 花费的时间可以忽略不计)。

随机碰撞使得拥有最多计算能力的人不可能每次都最快完成。 但按照概率，从长远来看，算力越大的人，可以获得越多的区块制造权。

【彩票】：随机碰撞可以比作彩票。 赛车时每个人规定的里程数不一样。 每次摇号有5公里、10公里、15公里。 所以有运气的成分。 跑得最快的人不一定每次都能跑出最快的里程数，但从长远来看，每个人都同样幸运，跑得更快的人可以获得更多的记账权。

人们为了争夺区块制造权，最初使用的是CPU，后来发现使用显卡效率更高，后来又发明了更先进的ASIC（专用集成电路），并不断改进。 这种现象被称为“算力军备竞赛”，导致系统算力持续飙升，早已超过全球最快的500台超级计算机算力总和。 系统更强大、更安全，但成本也随之飙升。

【职业赛车】：CPU好比自行车，显卡好比摩托车，ASIC好比汽车，“算力军备竞赛”好比“专业赛车” ”。 综合实力超过F1。 但专业用车价格较高，不断改进升级会导致成本飙升。

为了吸引更多的算力参与出块，系统在每个区块中产生50个新的比特币支付给出块者，这就是比特币的发行。 比特币的发行采用每四年减半的机制。 前四年生成总量的50%，后四年生成总量的25%……现在减半了，每次产出只有25个新币。

【印钞】：比特币的发行好比印钞，新的货币流入社会。

有了钱，就有专职做区块生产的人，包括一些不喜欢比特币的人。 这就像开采金子，他们称自己为矿工。

【赛车手】：矿工好比职业赛车手，包括一些不喜欢比特币的人。

矿工越来越多，一个矿工挖一个区块需要很长时间，收益不稳定。 于是，出现了几个矿池，矿工将自己的算力加入到矿池中进行联合挖矿。 矿池挖出一个区块后，扣除矿池的管理成本后，按照贡献的算力比例分配给矿工。

【舰队】：矿池可以比作舰队。 赛车手越来越多，赛车手获得一次记账权需要很长时间，收入不稳定。 赛车手们带着自己的赛车加入车队进行联合比赛。 车队中任何人做一页纸的账单，扣除车队的管理费用后，按照对车辆性能的贡献按比例分配给所有参赛的赛车手。

原来十分钟左右就出块了，因为矿机的计算速度越来越快了。 如果挖矿难度不变，出块时间会越来越短。 但系统会自动调整挖矿难度。 如果全网算力增加，则难度增加，反之则减少，使得出块时间稳定在十分钟左右。

【换票】：挖矿难度调整类比换票。 因为汽车的速度越来越快，如果彩票的里程不变，出单的时间会越来越短。但是规则会变，如果车辆的整体速度提高，里程会增加（例如，车辆的整体速度

如果增加十倍，彩票的平均里程也会增加十倍，变为50公里、100公里、150公里）比特币0.00001个是多少钱，反之则缩短，这样开票的时间就会稳定在十分钟左右。

转账手续费：为了打压无聊的转账交易，奖励矿工，比特币转账收取少量手续费，目前一般为0.00001币/笔。

每个矿工所在的位置不同，各自的网络传输速度也不同。 不同的人可能首先收到不同的新区块。 比如一部分人先收到了张三做的新块，一部分人先收到了李四做的新块。 李三和李四都号称完成的最快，那么到底哪个有效呢？ 规则规定，目前，无论是有效的，矿工在他第一次收到新区块后继续制作下一个区块。 这创建了一个链叉，有两个分支链。 直到有更长的链，短链上的矿工才会放弃，转而到长链上继续。 通常分叉很少见，分叉时间短，弃链也不会太长。

[车道赛车]：链叉可以比作车道赛车。 赛车里没有裁判比特币0.00001个是多少钱，因为每个赛车手的位置和角度不一样，抄的速度也不一样。 有的人可能先抄张三新做的法案，有的人先抄李斯做的法案。 四渡自称跑得最快，谁的新法案有效？ 规则规定暂时都是有效的，赛车手在他先抄的帐单后制作帐单的下一页。 就这样，分成两条赛道进行竞速，直到出现单页较多的赛道，赛道页数较少的赛手放弃，到多页赛道继续竞速。 平时车道赛跑不多，时间短，弃单页数也不会太多。

交易合法性检查：创建每个区块的矿工会使用客户端软件检查每笔交易的交易合法性，假冒他人签名支付（假指纹盗用），用不存在的比特币支付（使用假炒作），支付余额不足和其他非法交易很容易被检测到并被拒绝，并且不会被添加到新区块中。 如果矿工一起作弊，他们也会被其他矿工和用户发现，他们的非法出块将被拒绝。

一个交易被包含在一个区块中，它后面的区块越多，它被其他阴谋支链取代而交易无效的可能性就越小。 一般认为经过6次区块确认，简称6次确认，是相当可靠的。 6次确认的等待时间约为1小时，也就是比特币汇款到账的时间。

【6页确认】：6块确认可以类比为6页账单确认。

理论 有一种方法可以对比特币系统发起攻击。 攻击者需要拥有大量的计算能力，超过系统的50%。 他们先从自己的账户中转一笔比特币到交易平台或商店，用来兑换美元或购买商品。 此交易是公开的。 与此同时，他们开始出块，其中不包括自己的公开交易，而是包括另一笔私人交易——将自己账户中的币转入自己的另一个地址或转入其他平台或商店兑换美元或进行采购。 制作的区块也暂时不公开，属于秘链。 公开交易包含在其他矿工制作的区块中。 6个区块确认后，交易平台或者商城觉得挺靠谱的，就付给他美金或者发货。 这时，攻击者公开了自己的秘密链，由于其算力更大，链更长，系统判断他的链是有效的，其他矿工做的短链被丢弃。 他原来的未公开交易是有效的，但是原来的公开交易因余额不足而无效，交易平台或店铺刚收到的币也被提现。 这被称为51%攻击，它达到了双花的目的，即攻击者的比特币被花费了两次。

未完待续~