区块链与比特币基础

来自微信公众号:子瞻阅微

前段时间1BTC价格突破1.9万美元,近期对区块链的炒作也不绝于耳。网上徐小平的微信群内部截图传出、贴上区块链概念股价都有所上涨、众多大佬发出拥抱区块链的声音,一时间不懂区块链仿佛都不是这个世界的人。知识饱满的我们怎么能不在别人面前提提这个狠狠的装一把呢?不过装X也得有知识,没知识被人揭穿就不好看了。

首先区块链只是一种技术,各种虚拟币是区块链技术的一种应用,当前最知名的应用是比特币。一些文章中,区块链与虚拟币的特征混在一起分不清楚,一看就是没有认真的学习。


一、区块链介绍

1、区块链是什么?

      区块链是由区块经过哈希指针链接而成的新型数据结构。区块中既包含数据也包含上一个区块的哈希指针,因此每个区块不但能告诉我们上一个区块在哪,还包含上一个区块内容的摘要让我们能够判断其数据是否被篡改。其结构如下图所示

区块链与比特币基础_第1张图片

(注:左侧是较早形成的区块,右侧晚于左侧,且最新区块的哈希内容会单独存放无法篡改)

 正是由于区块链的构成特点使其具有不可篡改、内容可追溯的特征。

 2、区块链使用的密码学内容

       区块链技术运用了一些密码学内容,简单介绍下系统中用到的哈希函数与数字签名技术。

     (1)哈希函数本质是一个能将任意长字符串作为输入,经过运算生成固定大小输出的函数。它应该具有以下特性:①任意输入对应的输出不同(碰撞阻力);②通过输出内容算不出输入(隐秘性)的特性 。简单点说就是输入与输出一一对应,不能反向计算。这样的好处是,通过区块中的哈希值可以验证上一个区块内容是否被篡改。

     (2)数字签名可以看做是对手写签名的电子化模拟。数字签名方案中通过函数可以生成一对公钥和私钥,私钥被保存用来签名数据,公钥人人都可以看到并且可以用来验证签名。数字签名也有两个特性:①用私钥完成的签名不能够被伪造,且任何看到它的人都能验证其有效性;②签名只与特定数据发生联系,现实中的解释是不能将你的签名从文件上剪下来粘贴到另一个文件上当做你的签名。

3、区块链应用

       当前为我们熟知的应用便是虚拟币,但这应该不是区块链的最终使用方式。当前虚拟币没有发行机构,不可调控,这样的特征怎么可能成为国内通用的数字货币?通货膨胀不是你想不要就不要的,财产不是你说是你的就是你的。区块链还有其他的应用比如智能合约,这是可编程的合约将合约通过编程的形式写入区块链中,条件达成便履行合约内容。这个应用还是值得探索,最好能将押金问题通过区块链解决下,共享单车方面的押金保管问题让人看着很着急。

二、比特币介绍

       由最初的物物交易到后来出现货币的故事已经听过很多遍了。在人们进行物物交易的时候,经常或出现张三有食物想换工具,李四有工具但是想换药品的尴尬局面;如果这时恰好有人有药品想换食物那么就能打破僵局,如果没有呢?曾经有人说过:困难是人类进步的源泉,果然经过猴族的发展出现了当代的现金体系与信用体系。

       信用体系,依赖于个人的信誉。当代信用的使用意味着行为的可追溯,赊账、信用支付都可以留下交易的信息。在陌生人中如何使用信用?可信第三方机构可以帮助解决这个问题,通过对个体的行为打分,分数的高低用于代表信用的好坏,这样将你与其他人的信任矛盾转变为你是否信任这个第三方机构。

       现金体系,交易通过现金支付,很好的保护了个人隐私。想一想没有现金的生活,购物通过网上商城,出行使用滴滴、共享单车,线下付款使用微信、支付宝,这些信息意味着什么?可以通过这些信息对你建模,将你数字化存储,进而再对个人进行个性化定制服务。隐私如何保护?

       不管在什么环境中,总有一群不甘于“正常”生活的人,他们想拥有匿名货币保护交易的隐私,他们想要财产真正的属于自己不存在因货币增发导致的通货膨胀,不会因政治问题导致货币成为一堆废纸,可以说对加密数字货币的研究从来没有止步。

1.比特币简述

       货币的价值需要依赖于具有稀缺性的东西,如黄金和钻石稀缺被用来为现实中的货币做储备。同样,最初也有虚拟货币采用这种思想如“电子黄金”,它将电子货币的价值与黄金或者说美元挂钩,价值跟随它们变动。比特币采用的是在虚拟世界中的计算数学问题后才能生成来保证稀缺性。

       想一下钱存在银行里虽然给你一定收益但是你的财产还是在不断的贬值,缩水的财富去了哪里?再想一下如果政府XX了你手里的钱会变成什么?不过对人民币我们可以放心不会存在这种情况的。在比特币系统中就不存在这种问题。比特币是一种点对点的货币网络系统,它没有集中发行方、货币总量有限(2100W)、使用无地域限制。

      说了这么多,比特币到底是个什么表现形式呢?纸币?账户中的数字?某个数学问题的答案本身(哈希现金)?都不是,比特币是与虚拟世界身份(公钥地址)挂钩的共识数字。

2.比特币的运行机制

      比特币如何做到的去中心化?比特币世界中没有一个中央银行负责发行货币,那比特币如何产生?如果我拥有比特币如何使用?比特币安全吗?

      我想用简化现实模型来解答这些问题。这个经济系统发生在地球村里,村子的村长是隔壁老王,老王手里揣着全村人的账本(充当银行的角色,中心化),村子里的交易都会记录到这个账本上每家有多少余额也会在账本上记录,并且由于隔壁老王常年的优秀做派大家都相信他的数据。这么好的隔壁老王在奉献多年后去世了,他的儿子小王接手了账本。这滑头就想,账本在我自己手里,而且大家都相信这个账本,那我能不能往自己的账户里多记点钱?于是小王开始悄悄的开始了将他人的钱往自己账户里转的行为,终于有一天一个善于使用app记录自己花费的小张发现自己的存款变少了,这成为了系统崩溃的导火索。

      大家不再相信小王的账本并且想出了一个下面的一种方式。全村人人手一个账本并且创建了一个地球村账本群(微信群),村子里每发生一笔交易就在群里吼一声,大家首先会对交易进行验证,验证通过后遍会记录到自己的小本子上。那么问题来了,大家记账的积极性没有那么高,响应没那么迅速咋办?古人说过,群众的智慧是无穷的,大家一致同意谁最先完成记账可以在账本上再记录一条给自己奖励50BTC的记录,这条记录会同步到所有的账本上。但是,比手速是不是显得没水平?这时小张蹦出来说,记账之前大家同时做一道数学题,这道数学题计算难但是答案具有容易验证的特征,一看就知道对错(这个方法就是工作量证明,上学需要4年的时间,毕业时获得的毕业证可以证明这四年时间确实付出了一定的努力。理论往往来源于现实的抽象)。谁先解答出正确的答案谁就获得记账权利,这个系统与比特币系统已经非常像了。

       比特币系统中,区块存放经过验证的交易记录和上一个区块的哈希值,新的区块由最先解答出哈希问题的节点进行打包,具体的问题是寻找一个随机数能够使随机数+上一个区块的哈希值+本区块的交易数据的哈希结果中前m位都是0,这个节点在打包交易时可以放入一条给自己N个比特币的记录。然后将数据全网广播,大家在新的区块的基础上继续循环这个过程。使用比特币实质是在区块中插入有效交易记录的过程,记录内容如:小王将5BTC转给张三,就是这样的一条数据当其他节点确认完毕加入到区块中时,交易就结束了。

3.比特币的一些问题

       安全性:比特币的安全性要依靠大多数节点是诚实的,可以简单理解为大多数节点认可的便是正确的。在比特币历史上有过两种系统被控制的时刻。第一个时刻应该是比特币系统刚刚被建立时,此时系统中节点很少,整个系统中一人独大;第二个时刻是比特币系统中形成的降低风险的联盟“矿池”,曾经有的矿池掌握了全网51%以上的算力。

       匿名性:比特币具有一定的匿名性,其公钥地址代表身份的方式与化名无异。同一个地址的行为能够在链上进行跟踪,一旦与现实发生交互如你用它购买了现实中的一个货物那公钥身份可能与你的收获地址对应起来、如你将一笔比特币售出那公钥身份可能与你的银行卡号对应起来。比特币世界一旦与现实进行交互你的身份遍可追踪。据说“丝绸之路”网站(集结各种黑色交易)的创办者公钥身份里有170000BTC,然而又有什么用呢?这么一笔财富,他照样要感叹取不出来。

       总量: 比特币系统中设置平均10分钟产出一个区块,每个区块的比特币奖励四年减少一半,到2015年挖到一个有效区块奖励25BTC,由此比特币的总量是2100万。经计算2022年,所有的比特币将都被挖出,挖矿只能赚取交易费用。最初矿工的收入=比特币产出+交易费用-成本,这个公式里面交易费用可以较低因为矿工主要靠比特币产出作为收益;等比特币全部挖出之后,比特币产出=0,矿工的收入=交易费用-成本。如果交易费用太高,使用比特币的人会减少,如果交易费用不够高矿工入不敷出,比特币系统的节点就会减少,安全性、稳定性都会降低全面崩溃也不是没有可能。

扯点小淡

       区块链技术的特征是很好的,相对而言现在还是处于初级阶段,还没有杀伤力应用出现。更多的是有一个大致的应用方向,缺少明确具体的使用场景。但是虚拟币不会是该技术最得力的应用。

      曾有人说过:不懂其价值所在,寄希望于低买高卖的投资都是投机。投机者永远不会少,但是投机也要趁早。

      虚拟币的经济上的价值无法给出准确的评价,但是世上没有绝对的静止、国家中也没有绝对的自由、财产也不能完全私有,所以对待宣传要谨慎,不要总想着去中心,你想去哪个中心呢?

区块链与比特币基础_第2张图片

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