用人话解释比特币的原理

是什么让一种虚拟货币的汇率3年涨了2.5万倍，是什么权力让央行副行长“感兴趣”却又“否认”，抛开投机和商业欺诈，比特币作为工具到底有多大用处？ 没有价值？ 欢迎收看今天的走进“伪”科普——用普通人看得懂的术语解释比特币。

比特币很火。 北京时间上周六下午5点左右，比特币网络刚刚完成了历史上最大的一笔交易——19万枚比特币被抛入市场。 按照现在5000左右的价格，一个10就这样诞生了一个亿级的亿万富翁，放心感受吧。

不过，本文并不是教大家如何炒作，也无意鼓励任何人进入比特币炒作市场。 请务必在继续阅读之前先看看这些大字：

比特币市场风险巨大，投机请格外谨慎！

好了，打疫苗的时间到了，言归正传：本文不讨论比特币的商业逻辑，也不讨论是否是骗局，而是以通俗易懂、非常通俗易懂的方式运用比特币的原理极客也能听懂语言讲解，让大家看看央行副行长说的这款电子货币有什么“特色”和“很有启发性”。 由于需要通俗易懂，有些地方的解释不是很严谨。 有基础想进一步学习的同学可以阅读这篇关于比特币的原创论文《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》。

接下来，让我们开始走进比特币……

首先从比特币的本质出发，比特币的本质其实就是一堆复杂算法生成的特殊解。 特解是指方程组可以得到的一组无限（其实比特币是有限的）解。 并且每一个特解都可以求解方程并且是唯一的。

用人民币来比喻，比特币就是人民币的编号。 如果您知道钞票上的序列号，您就拥有这张钞票。

挖矿的过程就是通过大量的计算不断地求出这个方程组的特解。 这个方程组被设计成只有2100万个特解，所以比特币的上限是2100万个。

至此，比特币的本质和挖矿的部分已经解释完了。 这很荒谬，对吧？ 为什么我知道钞票号码，钱就是我的？ 然后我花钱记住号码，不是吗？

不。

比特币网络是一个在线系统。 作为离开比特币网络的一系列数字（特殊解决方案），比特币本身是无用的。 这些数字只有放入比特币网络中才能正常发挥作用。 也就是说，这里我们把比特币比作下载的种子，比特币网络比作下载的网络。 留下下载工具，白白留下一大堆种子，泷泽萝拉就下载不了了吧？

比特币网络被设计为分布式存储数据库。 换句话说，就像你把钱存进了银行，银行把钱拿出来贷款了，但是你仍然可以看到你网银账户里的钱数。 ，实际上银行在数据库中记下了你账户的金额。 比特币也有这样一个数据库，但这个数据库并不存在于中央服务器而是对所有人开放：每个比特币钱包都是一个节点，这些节点通过类似于BT下载的P2P网络连接起来。 现在比特币钱包安装后下载的数据大概是7G，记录了全世界所有人比特币钱包里的数据。 当然，如果未来比特币钱包继续增长，一些旧的、无意义的交易细节是可以丢弃的。

你为什么要这样做？

还记得比特币只是一串数字吗？ 为什么能保证这串数字在同一时间只会有一个合法的拥有者呢？

答案来了：每当你发起一笔交易，它就会向整个比特币网络广播，内容如下：

“我是节点A，我有特解123，现在想给节点（钱包）B转钱，你看好吗？”

比特币网络中的其他节点收到这条信息后，与自己本地的数据库进行比对，做出回应：

“我把它代入方程计算了一下，这确实是一个解，而且我看到A有123，B节点也存在，我承认这笔交易。”

当确认节点的数量达到一定数量（取决于收款人想要的安全程度）时，交易已成功发生。

接下来，越来越多的节点收到这条消息，没有人提出异议，这条交易记录被整个比特币网络所接受。 自此，特界123成为钱包B的财产。

如果交易结束后欺骗本地客户端，让A钱包发消息：

“我是A节点，我有特解123，现在想给C节点转账，你看好吗？” （也就是前面说的记录人民币数的方法）。

将其他节点收到的信息与本地数据库进行比较：

“不是，我写的是特解123在B手里，交易不承认。”

越来越多的节点拒绝交易，所以你的交易失败了。

挖矿也是一样的原理，用大量的算力计算方程的特解，你的矿机程序会先和本地数据库比对，发现你这里从来没有这个特解，所以广播对整个网络：

“我是A，我有一个新的比特币，叫234，如果你没见过我，你能接受吗？”

之后的原理和交易是一样的。

比特币网络具有一定的容错机制，可以保证即使是某些欺诈者（不断发布虚假信息）和麻烦制造者（总是拒绝承认他人的交易）也不会影响整个网络的运行。

因此，比特币虽然是匿名的，但也是完全透明的。 只要你愿意，你就可以在本地数据库中追踪一个比特币从被发现到现在所经过的所有节点。 通过这些交易记录和那些主要比特币交易所的市场深度对比，人肉账户其实还是比较容易的。

可能又有人会问了：既然比特币的算法是开源的，数据库是开放的，网络是不受控制的，难道举国“破解”比特币网络不行吗？

知乎上有这样一个问题：“用天河二号做比特币矿机效果如何？”

总之，比特币网络现有的计算量已经非常庞大。 即使在比特币网络中加入了国家级的超级计算机，也不一定能占得先机。 考虑到比特币价格不稳定，可能买不起。 电费过高。 而且，在算法上，比特币保证全网计算量增加时，计算难度也会相应增加比特币转账能被追查吗，超算加入比特币网络也只能领先一周左右。

开源也有同样的问题：如果比特币的算法是开源的，怎么能保证它的上限只有2100万，为什么不能修改？

谁告诉你不能修改的？ 当然可以修改

比特币官方客户端源代码中该文件第998行左右：

int64_t GetBlockValue（int nHeight，int64_t nFees）

{

int64_t nSubsidy = 50 * COIN;

// 补贴每 210,000 个区块减半，大约每 4 年发生一次。

nSubsidy >>= (nHeight / Params().SubsidyHalvingInterval());

返回 nSubsidy + nFees；

}

只要修改50，就可以提高比特币的上限，但问题是比特币是开源的，标准是开放的，网络没有中央管理。 如果换了“官方”客户端，用户不一定愿意用，第三方客户端看到用户不愿意用也不会跟进，所以某个公司改这个号没有意义. 除非有足够大和足够多的节点统一采用新的客户端上限，否则比特币网络的货币存量上限将会增加。

所以，比特币2100万的上限不会增加不是问题，而是大家不想达成共识的问题（客观上确实不可能增加）。

很难分析业务逻辑。 是不是庞氏骗局见仁见智，但比特币浪费的算力确实是一种真正的浪费，而不是像SETI@Home这样的任何研究机构的贡献。 然而，由于比特币算法的发明者中本聪扑朔迷离的身世，他一开始发表了关于比特币初始算法和系统的论文后就销声匿迹了。 也许是一个神秘的科学家在利用大家的计算和宇宙。 未知的力量战斗。

不过，值得一提的是，中美两国金融界的相关学者都提到了这样一个有趣的用途：比特币的这套系统和算法可以用来替代现有的SWIFT国际资金清算系统。 结算速度比现有的结算系统更快，也非常安全可靠（这里指的是可靠算法）。

然而，即使真正的比特币算法被用作新的国际结算标准比特币转账能被追查吗，也不会使用现有的比特币网络来这样做。 就像同样采用BitTorrent标准一样，国内的一些下载客户端可以保证只为自己的客户端提供源，而忽略其他客户端。 银行肯定会修改某种算法作为专用于银行业结算的私有系统，而现有的比特币肯定不会被这个新的私有网络识别，所以它与公众无关，这不是全面的好消息。

再说一遍：比特币风险巨大，投机极其谨慎。