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比特币先行者:创世区块

2008年9月,以雷曼兄弟的倒闭为开端,金融危机在美国爆发并向全世界蔓延。

为应对危机,世界各国政府和中央银行采取了史无前例的财政刺激方案和扩张的货币政策并对金融危机提供紧急援助。这些措施同时也引起了广泛的质疑。

2008年10月31日下午2点10分,在一个普通的密码学邮件列表中,几百个成员均受到了自称是中本聪的人的电子邮件,“我一直在研究一个新的电子现金系统,这完全是点对点的,无需任何可信的第三方”,然后他讲收件人引向一个九页的白皮书,其中描述了一个新的货币体系。同年11月16日,中本聪发布了比特币代码的先行版本。

2009年1月3日,中本聪在位于芬兰赫尔辛基的一个小型服务器上挖出了比特币的第一个区块——创世区块(Genesis Block),并获得了首批“挖矿”奖励——50个比特币。在创世区块中,中本聪写下了这样一句话:

The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks.

区块链由多个相连的区块构成,每个区块记录了一段时间内网络中比特币的交易情况,可以将区块视为账簿中的帐页。第一个被最早构建的区块称为创世块,拥有一个唯一的ID标识号。

除创世块外,每个后续建立的区块均包含两个ID号,一个是该区块自身的ID号,另一个是前序区块的ID号。

通过ID号间的前后指向关系,所有区块按序相连就构成了区块链。

区块链 – 原始区块链 ,是一种去中心化的数据库,它包含一张被称为区块的列表,有着持续增长并且排列整齐的记录。

每个区块都包含一个时间戳和一个与前一区块的链接:设计区块链使得数据不可篡改 — 一旦记录下来,在一个区块中的数据将不可逆。

区块链技术要解决的,是一个被称为“拜占庭将军”的计算机科学问题。简单来讲,就是在一个由相互缺乏信任的节点组成的对等网络中,各节点如何达成可信共识的问题。

区块链技术通过引入“竞争一验证一同步一竞争”动态循环解决该问题。

为便于理解,首先介绍比特币生成和区块创建的关系。比特币系统设定的基本规则之一是,创建新的区块并加载到区块链中会触发新币生成,换言之,比特币是作为对维护区块链所付出劳动(即解决系统设置难题耗费的算力)的奖励。

维护区块链并获得奖励的行为又被形象地比喻为“挖矿”,所有的网络节点均可成为“矿工”,通过挖矿获取比特币(实际应用中,矿工通常加入某个“矿场”,基于矿场中的“矿池”实现稳定收益)。

比特币系统限定了比特币的总量为2100万枚,且按每4年发行余量一半的速度产生新币,例如系统开始运行的前4年,共发行2100/2=1050万枚,第二个4年发行1050/2=525万枚,以此类推,直至2140年基本发行完毕。

之后,为激励矿工继续维护区块链,系统规定,收取少量以比特币计价的交易费作为其劳动报酬。

在确定哪个矿工有权创建区块这个关键问题上,比特币系统引入了竞争机制,即最先解决系统设定的哈希难题的矿工有权创建新区块。

算力和概率是成功解题的两个关键因素,解题需要消耗大量的电力和硬件资源,是矿工工作量的证明(Proof Of Work,POW)。竞争和POW能有效消除投机取巧现象,维护比特币的价值体系。

区块链技术引入的验证机制是,当某个矿工成功找到符合要求的解之后,就会立即向全网广播自己的结果,其它节点接收新解并检验其正确性。验证的过程是全网达成共识的过程,是对一段时间内需要入账的交易记录的认可,验证通过后,新区块被加载到区块链中。

为了保证全网账簿的一致性,区块链技术引入了同步机制,即将获得认可的新区块向全网广播,其它参与节点接收并更新存储在本地的区块链。“竞争一验证一同步一竞争”是一个循环过程,当前的循环周期大约为8分钟,即每8分钟产生一个新区块,同时新生成25个比特币,作为对成功记账者的奖励。

区块链的技术本质是,允许个体不经过权威第三方的认证而开展有效可信的合作。其基本支撑技术有P2P数据传输技术、文件共享技术、非对称加密技术、分布式存储技术等。

未来,区块链将向技术底层化和应用普及化方向发展。

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