比特币、区块链和ICO--比特币的一些技术细节

为什么说比特币去中心化、不可篡改、不可伪造？

去中心化本质上是让所有的节点都能验证交易的真伪，这样就不需要一个中心化的组织来验证对方发的比特币是不是真的，非对称加密技术和分布式存储做到了这一点

非对称加密技术

如果加密和解密使用相同的秘钥，叫对称加密技术。

反之加密和解密使用不同的秘钥，叫非对称加密技术。

A要和B互相发送信息，A和B都要生成各自的一对公私钥，公钥是给别人看的，私钥是自己留的。

A要向B发送信息，首先要B把自己的公钥发送给A，然后A用它来加密信息，然后发送给B，B再用自己的私钥解密，这确保了信息的安全。

在比特币的世界里，我们可以把账户地址看做公钥，把签名和输密码的过程看做是私钥解密。

得不偿失的篡改

篡改是说对账本进行恶意修改，因为矿工在一页账单记账完毕后马上开始下一页账单的竞争，如果有人想修改某一页账单，必须在短时间内重新计算该账单的数学题，并且要赶上现在最长的区块链(规定全网同步最长的链)才可能，理论上只有当算力达到全网的51%才有可能修改某一页账本里的数据，但是这几乎是不可能的事，因为社区会对算力超过30%的力量采取监控和施压。

同时，就算有人对账本进行了篡改，花费这么大代价使自己获得了大量比特币，但是由于比特币的不可被篡改属性被破坏，比特币会变得一文不值，篡改人还是得不偿失。

交易可追溯

不可伪造就是说不能造假币，也不能被支付两次。比特币世界中的每一笔转账都可以追溯到上一次的收款，也就是说，每一个比特币都可以被追溯到它从某某区块诞生开始。

如何挖矿

一开始大家用cpu挖矿，后来有人(就是那个花1万比特币买两个披萨的程序员)发现GPU的挖矿速度是cpu的几十倍，人们纷纷使用gpu挖矿，这导致了显卡的大幅涨价，后来就有了专门的矿机，这些矿机除了进行hash运算挖比特币外什么都干不了，同时还很费电，噪声也大。

买一部矿机挖矿的操作步骤很简单，但是现在几乎没有个人挖矿者了，现在挖矿都是规模挖，和矿池合作(矿池是集合一群矿机进行运算获得比特币，然后根据计算力比例分成的机构)。

比特币钱包

管理比特币私钥，地址的工具叫钱包

钱包的分类

全节点钱包：包含所有比特币节点的数据，自己维护全网数据和验证竞争挖矿的结果，是完全去中心化的钱包，比如Bitcoin Coin。

轻钱包：只维护跟你有关的交易相关数据，不同步其他数据，也是去中心化钱包。比如国内的比太钱包。

中心化钱包：完全依赖于运行这个钱包的公司，你读取的数据都是这家公司提供给你的，而非比特币网络数据提供的。

多重签名：

如果你不会使用完全去中心化的钱包或者嫌操作麻烦，又不放心中心化的公司，该怎么办呢？可以使用多重签名技术。

运用私钥进行解密的过程就是签名，多重签名就是需要好几把私钥才能动用一个地址上的比特币。

多重签名适合企业级存储，比较安全。

比特币的扩容

比特币的每一个区块是1Mb,仅能容纳1000条左右的交易信息，如果交易记录过多，那么打包可能发生在好几个区块之后，也就是说，你的一笔转账记录可能要等好几天才被确认。

历史上比特币曾经遭遇好几次“粉尘攻击”，有人制造了大量的小额转账，导致正常确认交易时间被延迟。

比特币社区从2014年开始就开始讨论扩容方式，2017年比特币开始升级和部署。

扩容方式分为两种：

1.用闪电网络去结算。

将大量的交易置于比特币本身网络之外。即小额交易不会马上结算，而是在几轮之后最后结算。比如A欠B10元，B欠C20元，最后A给C10元，B给C10元就行了。

闪电网络让比特币网络不会被大量小额交易所占据，但是这个技术目前还没有发展成熟。

2.直接扩大区块的大小

这个方法的代表是BIP141方案。首先要解释一下什么叫隔离见证，硬分叉和软分叉。

隔离见证：

区块上的信息分为交易信息和见证信息(每个节点在什么时间验证交易信息的可靠性的信息)，如果将见证信息分离出来，那么区块上就只存储交易信息，也达到了扩容的目的。

硬分叉：

当比特币协议规则发生改变，如果旧节点拒绝接受由新节点创造的区块的情况时，区块链将分成两条独立的链，矿工需要在2条区块链中选择一条进行挖矿。

如果比特币真的分叉，最大的风险就是“重放攻击”。

如果用户同时在比特币的三条链上都有比特币，并且私钥和地址的生产算法相同，这样在一条链上发起的交易完全可以在另外一条链上重新广播，也就是说，你在一条链上转账给别人会导致另外两条链也同时转账给别人。

应对重放攻击的方法就是每条链上设置不同的地址，在分叉落定之前不要转账。或者在靠谱的钱包和交易平台进行转账，他们会帮你应付重放攻击。

软分叉：

当比特币协议规则发生改变，旧节点不会意识到规则是不同的，他们将遵循改变后的规则，不会产生不同的链。

BIP141是当前公认的隔离见证激活方案。他要求全网95%的算力都确认隔离见证，但是这个条件很难实现，所以又有了UASF和SegWit2x方案来帮助实现BIP141。

UASF是由用户激活的软分叉，采用一个叫BIP148的软件来激活隔离见证，如果大多数矿工都运行这个软件，那么没有运行这个软件的矿工挖出的区块将不被承认。

这个方案目前已经实施，诞生了新的资产比特币现金，区块大小可以达到8M。

SegWit2x方案则是在原来的区块链上分出新的一条支持扩容的链，两条链同时存在，支持新链的矿工在新链上挖矿，不支持的还在老链上挖矿，是硬分叉的方案。