一篇了解比特币和区块链背后原理的文章

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前段时间，辣妈发了一篇文章，需要回复关键词“区块链”才能查看。 结果辣妈在公众号后台看到，很多小伙伴写的关键词是“区链”。 关键字“chain”的含义不是很好理解。

说实话，为了弄明白这个概念，辣妈看了很多文章，但发现大部分都不靠谱，一头雾水。 直到辣妈深度采访了一位真正的区块链技术专家，我才意识到大部分文章的作者可能从未读过中本聪写的最早的比特币论文。 呢绒布。

于是，看到大家回复的“区域链”，辣妈忍不住了，决定再写一篇文章，给大家讲讲比特币和区块链背后的原理。

简单来说，区块链是比特币使用的一种底层数据存储技术。 比特币不仅是一个技术系统，更是一个协作系统。 如果你能花时间阅读文章，了解比特币背后的巧妙设计，你可能会对未来世界充满憧憬，并从投资中获益。

让我们从关键字开始。 也许你在其他文章中看过“数字货币”、“去中心化”、“匿名”、“挖矿”、“工作量证明”等词，那么这些关键词是什么？ 那是什么意思？

让我们首先考虑一些最关键的问题。 如果我们现在使用的货币真的变成了计算机中的一串数字，我们需要解决的最关键的问题是什么？ 辣妈觉得，至少应该有以下几点：

如何证明数字货币的所有权？

如何保证某人拥有的数字货币不被伪造和篡改？

如何保证数字货币不会被淹没导致通货膨胀？

如何理解比特币的价值？

让我们从第一个问题开始。 所有权证明，本质上就是你有一个非常独特的证明，证明你拥有某样东西，并且得到了大家的认可。 比如现实生活中的房产证，证明你对房子的所有权； 您在ATM取款时输入的密码证明您有权操作该账户。 这些都是社会认可的。

数字货币之所以被称为数字货币，是因为像比特币这样的东西是看不见摸不着的，它的核心毕竟是一串数字。 那么我们如何证明一串数字的所有权呢？ 这里用到了现代密码学的一个非常重要的发明：非对称加密技术。

非对称加密技术的细​​节很复杂。 简单来说，就是利用这种技术，可以生成两个配对的数字，一个叫公钥（yào），一个叫私钥（yào），两个数字是一一对应的. 从私钥可以很容易地计算出对应的公钥，但是逆向计算却非常困难，几乎不可能。 您的私钥是您必须保留的信息，而公钥是要向所有人公开的。 这对数据的妙处在于，用公钥加密的信息只有用对应的私钥才能解密，反之亦然。

由于这种独特性，我们可以实现如下操作： 如果有人想给我发私信，他只需要用我的公钥加密私信，然后发送。 只有我能解密（因为只有我有对应的私钥），不用担心中途被拦截； 如果我想证明一条消息是我发的，我只需要用我的私钥加密消息，别人用我的公钥解密后就可以确认消息的真实性。 我寄了。 用个人私钥加密信息是“电子签名”技术的基础。

感觉有点类似于锁和钥匙的关系。 不同的是，公钥和私钥都可能成为一把锁，也可能成为一把钥匙。 当其中一个是锁时，另一个是钥匙。

在比特币的世界里，系统使用这种技术来确认数字货币的所有权。 一个比特币账户，称为“地址”，是一个公钥（经过一些数学变换），每个人只要拥有私钥，就可以控制“地址”上的比特币余额，也就是说拥有存储在该块上的数字（数字货币）的所有权。

因此，比特币虽然看不见摸不着，“比特币=一串数字”，但它的信息可以存储在一个区块中。 只要我们有了私钥，我们就拥有了对应比特币的所有权。

那么第二个问题来了。 比特币是一个没有中央组织的系统。 如何防止系统内的人作恶，伪造和篡改自己或他人账户上的余额？

集中式系统依靠中央分类帐进行记录。 比如你的钱存在银行里，通过银行转给别人，都记录在银行的账本里。 你的100元存入银行。 对于银行来说，就是一个账户，A账户的余额是100元； 元。 在极端情况下，如果银行的IT系统被黑客攻击或者银行员工手脚不好，导致数据丢失或被篡改，那么你的银行卡余额就会消失或发生变化。 这是集中式系统的特点。 当然，在现实中，银行会进行一定的防攻击设置，用双密码制衡银行员工（需要多人合作操作业务数据），业务数据也会做好容灾准备。 这个风险很小。

在比特币的去中心化系统中，每个参与者都会保存一个相同的账本。 这个分类帐就像一系列由链条连接的盒子。 每个盒子都有固定的尺寸。 该框包含有关过去 10 分钟内网络中发生的事务的信息。 每个盒子称为一个块。 这就是为什么这个账本被称为区块链。

如何让大家的账目一致？ 这很容易实现。 当你使用迅雷等P2P软件下载文件时，你使用的是类似的技术，只要每个人同步更新账本即可。 如果其中一个人想要篡改数据，他在区块中写入的信息与其他人写入的内容不同，将被认为是非法的，不会被区块链中的其他节点接受，无法同步到分类帐。

因此，对于一个去中心化的系统来说，系统数据的抗篡改和抗攻击性能得到了极大的提升。 至少要有51%的系统参与者共同发起修改，才能达到篡改账本的目的，难度很大。

那么，区块链技术是如何让大家判断某个账本是合法还是非法（篡改）的呢？ . 比特币网络引入了一种称为“工作量证明”的机制。

简单来说，在比特币网络中，存在着许多被称为“矿工”的节点。 他们24*7不间断地在做某种数学计算（即挖矿）。 谁先做（即证明自己完成了特定的工作量），谁就有权将网络上刚刚发生的一些交易写入下一个区块（账本）。 这句话很烧脑。 让我解释。 挖矿是解决一个哈希函数（Hash）的数学问题。 这个数学问题是：

找到一个随机数，使得以下不等式成立，

Hash(本区块中的数据，一个随机数) < 某个值

能够解决数学问题并获得这个随机数的矿工将有机会从系统中获得固定数量的奖励，目前是12.5个比特币。

为什么不肯定得到，却说有机会得到？ 因为，现在的比特币系统每十分钟可以产出12.5个比特币，能够在这10分钟内解决数学问题的缺席者有机会获得这12.5个比特币，但实际上只有其中一个人能够获得这12.5个比特币。 比特币。

那么，这12.5个比特币究竟会得到谁呢？ 比特币网络对这个问题采取“观望”的态度。 假设两个人同时解决这道数学题，那么大家先把你们两个的积木收集起来，后面大家继续处理。 链上只有一个分叉。

这是什么意思？ 在解数学题的过程中，每一次下一次计算的数学题的变量都依赖于上一次计算的结果，即每一次“hash（区块中的数据比特币的产生原理，一个随机数）<某个值”的问题。里面的变量都是根据前人的计算结果推导出来的，所以其他的缺勤都要根据前人的计算结果来计算。

现在两个人的变量都传到了网络上。 一波人根据A的计算结果开始计算一个问题，另一波人根据B的计算结果开始计算另一个问题，这两组就是fork。 比特币网络认为最长的链是“合法的”，一旦一条链长于另一条链，则较短的链将被丢弃。

由于数据传输速度和下一个缺席者计算能力不同等多种因素的影响，这两个结果后面的链的长度很快就会不同，最终跟不上的短链将被丢弃。

因此，在比特币交易过程中，参与者往往需要“6次确认”才能确认一笔交易的合法性。 6个确认实际上是某个区块之后的6个区块。 一般认为，6条链连起来后，就很难再放弃了。

这就是比特币网络的运作方式。 我和大家一起把相关问题的几个重点划出来：

除了上面提到的系统规则设置外，根据中本聪最初的设计，新比特币的发行速度逐渐降低，每四年减半，目前每产生一个区块（10分钟）产生12.5比特币，下一阶段每生成一个块，输出将下降到 12.5/2=6.25。

因此，2140年后，全网比特币总量将达到2100万枚的设计上限，永不再增长。 这将从根本上避免比特币供过于求导致的通货膨胀问题。 这就是上面“第三个问题”的答案。 但是，如果比特币真的用在经济生活中，就会带来通货紧缩。 辣妈最早的一篇文章讲过这个问题，公众号回复“想看”就可以看了。

那么第四个问题，也是最关键的问题，就是如何理解比特币的价值？ 辣妈看到很多人都在说比特币只是一串数字，没有任何价值； 或者比特币挖矿是对电力和资源的浪费；

我们先思考一个问题：什么是价值？ 若说物以稀为贵，显然物以稀为贵的多； 如果说价值是“无差别人类劳动的凝结”，显然有很多水果是消耗了大量无意义的劳动而没有半毛钱的价值。 辣妈认为，价值本质上来自于人们的共识。

以钻石为例。 本质上，钻石只是一堆碳原子。 地球上的碳原子不多，稀缺吗？ 既然科技可以生产人造钻石，比挖天然钻石便宜多了，那我们还是要破坏环境。 开采天然钻石有意义吗？ 回到刚刚发现钻石的年代，第一个发现钻石的人可能只是觉得这块石头很漂亮比特币的产生原理，怎么给他定价呢？ 那时候钻石的价格不也是波动很大的吗？

钻石之所以有价值，是因为“钻石恒久远，一颗恒久”的观点已经成为世界各国人民的共识。

因此，比特币是否有价值，取决于大家能否对这个系统达成信任共识。 如果在未来的运行过程中，比特币系统能够维护参与者的信任并解决不断出现的新问题，比如依靠类似于比特币的去中心化记账系统，可以更高效地解决资金汇兑和信息传递的问题在真实生活中。 传输等问题，那么这个系统就有价值了。

区块链技术应用场景

当然，在比特币运行不到十年的时间里，各种新的挑战也开始出现。 例如，目前维持比特币系统运行的电力消耗（实际上是挖矿所消耗的电力）已经是一个天文数字； 例如，由于设计缺陷，比特币网络目前每秒只能处理几笔交易，完全无法满足当前的实际需求。 ; 又如，“51%攻击”（可能导致比特币信任崩溃的最大风险）从目前来看并非完全无法实现； 就连神秘的比特币创始人中本聪也是一个很大的不确定因素，他手里也握着市值巨大的比特币。

但是，随着以比特币为基础的区块链技术的不断发展，目前区块链2.0技术被越来越多的人提及，未来很有可能被推广应用到真实的金融场景中，比如刚才的资金转移和提到的信息传递。 每一项新技术的问世都会首先受到质疑，并伴随着问题。 随着技术的逐步发展和进步，其价值才能逐渐体现出来。 区块链技术会发展成什么样，我们可以持续关注。 这就是辣妈写这篇文章的原因。

上面辣妈只是说了比特币和区块链背后的一些原理，还有很多重要的问题和细节没有讲清楚。 强烈建议大家关注“可乐编程”公众号。 深度访谈团队，了解比特币相关知识。 据说他们最近会制作几个关于比特币和区块链的视频。 这些视频动画可以让人们更容易理解区块链的技术原理。

如果您对比特币和区块链的原理还不太了解，如果看完视频还有更多想法想进一步交流，欢迎加辣妈助手微信号lamaycs2。

比特币到底有没有价值，还是要大家自己判断。 还是那句话，这个世界还是需要异想天开的，不然岂不是太无趣了？ 欢迎用比特币打赏辣妈：

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