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比特币白皮书解读,十分钟看懂比特币

一个署名为中本聪的人,提出了革命性的构想:让我们创造一种不受政府或其他任何人控制的货币!这个想法堪称疯狂:一串数字,背后没有任何资产支持,也没有任何人负责,你把它当作钱付给对方,怎么会有人愿意接受?

但是,狂想居然变成了现实。随后的几年,在全世界无数爱好者的支持下,比特币网络运行起来了,越来越多的人和资本参与,星星之火,终成燎原。过去的2017年,比特币迎来了爆发式的增长,从年初的1000美元,最高涨到了2万美元,全世界都为之震动,上到政府,下到普通百姓都在关注。事实就是比特币已经并将继续改变世界。

2018年连人民日报都整版报道报道区块链。比特币和区块链火了,可是作为一个小白,困惑我的是:贝壳、金银、纸币等都作为货币的一种形态被人们认可和接受,

那比特币长啥样?

具体的形态是什么?

想象中,比特币是硬币一样的,黄金灿灿的币,是财富的象征呀!

如图这样

比特币白皮书解读,十分钟看懂比特币
  或者蓝色的神秘十足的这样

比特币白皮书解读,十分钟看懂比特币
  非也,非也。

上面的图片当然不是真的比特币。比特币只是一串数字而已。那么,问题又来了:

比特币的原理是什么?

为什么这个无人管理的体系可以成功运作?

比特币交易的流程是怎么回事?

它与区块链又是什么关系?

通过解读比特币白皮书,尽量用通俗易懂的语言告诉你比特币是什么。让我们一起来了解这个神奇的比特币的前世今生!一起来看看比特币的真容!

一、比特币是什么?

比特币产生的背景

2007年,中本聪提出:“我相信存在一种不依赖信用的货币,我无法阻止自己去思考它。”

2008年11月1日,一封不起眼的帖子出现在论坛的“密码学邮件组”里,帖子言论大胆:“我正在开发一种新的电子货币系统,采用完全点对点的形式,而且无需授信第三方的介入。”帖子署名是中本聪(Satoshi Nakamoto)。

2009年1月3日,中本聪把自己的思考落地,他在赫尔辛基的一个服务器上创建、编译、打包了第一份开源代码;18时15分,创建了比特币世界的第一个区块(block),这一天被称为“创世日”,而这个区块也被称为“创世块”。

比特币横空出世的那一年2009年正好是全球经融危机。各国央妈大肆打开印钞机源源不断印钞票,全球通货膨胀是导火索。比特币要解决普通货币中心化、不公开透明、双重支付等等问题。

2.比特币解决了什么痛点?

比特币到底是个什么东西呢?

中本聪是这样定义的:是一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统,它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方,中间不需要通过任何的金融机构。

为什么要创建这么一个比特币呢?

中本聪指出:我们非常需要这样一种电子支付系统,它基于密码学原理而不是基于信用。换句话说,比特币能够让交易不再需要中间机构,直接用密码学就能实现人和人之间流畅的交易。

初步理解,也就是说比特币其实是一个电子支付系统, 说白了这不是真金白银,就是一个基于密码学原理而不是基于信用的数据库,不需要第三方中介。怎么实现的呢?就是通过一个个电脑(节点)分布式存储所有的交易信息,形成一个去中心化的、完全公开透明的、不可篡改的(或者说篡改难度非常大的)账本。

3.从创世区块看比特币的具体形态

说了这么多,如果你还是云里雾里,不知道比特币是什么,我们看看比特币白皮书第6节激励这一节里面有这么一句话:

对每个区块的第一笔交易进行特殊化处理,该交易产生一枚由该区块创造者拥有的新的电子货币。

比特币白皮书解读,十分钟看懂比特币
  创世区块

比特币第一个区块创世区块,这就是比特币最直观的感受。

是不是一脸懵逼。简单来解释一下创世区块(BLOCK#0)里的内容:

每个区块都分为3个部分:

summary(基本情况)

Hashes(哈希值)

Transctions (交易详情)

第1部分:summary(基本情况)

Number Of Transcations 是交易数量,因为是第一个交易,所以它的值是1

Output Total 输出数量,是一笔奖励50BTC

Estimated Transaction Volume 是输入值,因为是第一笔交易,来自系统奖励,所以输入是0。

Transction Fees 是交易的手续费,刚开始的交易都是不需要手续费的。

Height 区块在主链(Main Chain)中的高度(每增加一个区块加1),因为是创世区块,所以为0。

Timestamp 这个区块创建的时间,是2009年1月3日18时15分5秒。

Received Time 是收到的时间,时间也是2009年1月3日18时15分5秒

Relayed By 中继,未知。

Difficluty 难度,代表挖矿的难度值,后面会讲到,数值为1。

Bits 位数

Size 表示区块的大小,是0.285kB

Weight 区块重量,主要是隔离见证和矿工使用的。

Version 表示交易数据结构的版本号

Nouce 是矿工在区块头上添加的哈希值数据,后面会讲到

Block Reward 是这个区块奖励的数量,第一笔是50BTC

第2部分 Hashes(哈希值)

Hash 是这个区块的哈希值(哈希是一种算法,把数据变成一串数字代码),是这个区块的唯一编号

Previous Block 是这个区块前面一个区块的哈希散列值,因为前面没有,所有全是0

Next Block 是这个区块下一个区块的哈希值

Merckle Root 是默克尔根,这是一种二叉树的计算方法,通过Merckle Tree,将区块头与区块体(大量交易)连接(之后有详细介绍)

第3部分 Transctions (交易详情)

是这个区块所记录的全部的交易情况,每一笔交易都包含交易的时间、输入地址、输出地址、交易的数量等信息。因为这一笔交易没有输入,所以Input为0,而交易的数量是系统奖励的50个BTC。

以上这些就是一笔比特币交易的全部信息。每个区块的第一笔交易经过特殊化处理就是一枚比特币。你看,比特币也不是那么复杂嘛!

二、 比特币简明工作原理

比特币是怎么实现我们刚才所说的去中心化、公开透明、 不可篡改呢,我们看看它的工作原理:

比特币记账与挖矿

传统的交易,除了线下我们可以直接一手交钱、一手交货,不需要第三方,远距离不见面的交易我们必须要一个中介机构。

比如我们在淘宝上买东西,就是通过支付宝,我们把钱提交到支付宝里面,双方都确认之后,然后支付宝再把钱打给到另外一方。我们转账也是这样,我们把钱打给一个金融机构,这个机构把这笔钱打给我们需要交易的人,金融机构就是这个第三方。

比特币是怎样运行的呢?

你可以把比特币理解成一个软件,它在计算机上运行。它的核心功能就是维护一个账本,这个账本与我们现实中账本的不同之处在于,所有的账本都是一样的!

所有的交易都是记在一个账本上,这样就不会有人提出异议了。但是,谁来负责记账呢?——这是一个关键问题。

中本聪用一个天才的方法把这个问题解决了,这个方法就是——挖矿。

挖矿的矿机其实是一台能进行高速计算的电脑,每台装有比特币软件的电脑都可以通过竞争的方法来记账,记账的过程就是把一批交易进行打包,形成一个区块,就像我们前面看到的那样,这些区块一个个首尾相接,就形成了区块链。

记完账之后,就迅速把这个消息通告到全网,那么还没完成记账的电脑就放弃当前的记账工作,转而下一次竞争。

所以,很多人说挖矿就是在消费电能,可以这样理解:消耗的电能是为达成交易共识所必须付出的代价而已,如果不消耗这些电能,就需要一个庞大的金融组织来实现这笔交易,你说哪个消耗更大呢?

为了维持这个共识,矿机所产生的价值要远远大于电能的消耗。

2.谁来记账?

这么多矿机,谁来负责记账呢?这就要提到一个概念——PoW(Proof of Work),也就是工作量证明。

矿工所做的工作其实就是来产生一个随机的哈希值,在第一部分我们讲到,你可以返回去看看,这个值是nounce,也就是随机数。

这个数的生成是一道算术题目,谁先把这个问题解出来了,就由谁来生成这个数字并添加进这个区块头里面,它也就能获得这个区块的奖励和所有的交易手续费。

因为有奖励,想挖矿的电脑越来越多,也就是算力越来越大,所以挖矿的难度一直在增加。前面我们提到的难度(Difficulty)指的就是这个。

刚开始难度非常低,每个人用电脑CPU都可以挖矿,获得奖励,后来有人发现,用显卡挖矿的效率比CPU高几百倍(发现这个秘密的人,就是那个传说中的用1万个比特币买了一张披萨的工程师)。

本聪用这种巧夺天工的方法保证了任何人与人之间都可以构建安全的交易,让人和人之间不再需要第三方而能建立起信任。所以,美国经济学人把比特币称之为“制造信任的机器”。

而信任就是货币的本质,把比特币称之为数字黄金一点也不夸张,反而十分的贴切。

3.激励机制,记账有什么好处?

你可以把比特币网络看成一个大的账本,大约每10分钟出一页账单,账单上记录这段时间网络里的来往交易,一页账单叫“区块”,把所有的区块链接起来,就叫做“区块链”。

那这页区块的账单谁来记呢?

前面也说过,是矿工来记这个帐。比特币网络是看哪个矿工拥有的算力最大,他就拥有这个区块的记账权。

那矿工为什么要来帮比特币做记账这个事情呢?

因为矿工们每记一个区块,就会获得这个区块上的比特币奖励以及该区块上所以交易的手续费。

就这样,比特币就把记账和币的发行联系起来,在这个体系里,人人都有记账权,这就叫做“去中心化”。

中本聪规定比特币总量为2100万枚,每个比特币的产生伴随着每一页账单,也就是每一个区块问世。刚开始每个区块的奖励是50个比特币,大概4年减半一次,一直到2140年全部奖励完。

比特币是在08年发行的,当时矿工们挖出一页账单就有50个比特币的奖励,到2012年减半了一次,2016年再次减半,现在挖出一页账单的比特币奖励是12.5个。

这也是比特币的供给增加机制,流通中新增的比特币都是这样诞生的。

你可能看出来了,每4年奖励减半,那么到了2140年,矿工将得不到任何奖励,比特币的数量也将停止增加。这时,矿工的收益就完全依靠交易手续费了。

所谓交易手续费,就是矿工可以从每笔交易抽成,具体的金额由支付方自愿决定。你完全可以一毛不拔,一分钱也不给矿工,但是那样的话,你的交易就会没人处理,迟迟无法写入区块链,得到确认。矿工们总是优先处理手续费最高的交易。

目前由于交易数量猛增,手续费已经水涨船高,一个区块2000多笔交易的手续费总额可以达到3~10个比特币。如果你的手续费给低了,很可能过了一个星期,交易还没确认。

一个区块的奖励金12.5个比特币,再加上手续费,收益是相当可观的。按照目前的价格,可以达到100万~200万人民币。想想看,运气好的话,几分钟就能挖到一个区块,拿到这样一大笔钱,怪不得人们对挖矿趋之若鹜。

三、比特币的创新与特性

去中心化

不需要一个中心的机构来记账,就能够安全的进行比特币的发行、记账和奖励,这是一个伟大的发明,完全有可能重新定义这个世界。

2.价值传递

怎么理解呢?

跟互联网的信息传递做比较,互联网信息传递是复制,比如你手机有一张照片,发给了朋友,你只是发送了这照片的副本,其实你手机里还有这张照片。但互联网这种副本的信息传递方式,在诸如版权、货币、票据等价值载体的传递中会出现问题。因为你不能传递给别人一份带有版权的文档后,自己手里还有一份。举个极端的例子。你给别人转过去一笔钱,你不可能自己再拥有这笔钱吧。

价值的传递和信息的传递,不一样在于:价值的传递要求信息的传递与价值的转移同时进行。

四、比特币的核心价值是什么?未来还会有价值吗?

目前,比特币价格已经非常高了,今后会是什么走向?还会更高吗?有什么支撑?

价值的本质来自于群体的共识,大家认为值钱的东西就是值钱的,比特币的价格完全取决于市场愿意为其支付的价格。

先说说比特币的核心价值是什么,首先是货币或者说是良币。

我们先来看看政治经济学对货币的定义是什么。【货币的本质是一般等价物】。同时还有一句话,金银天然是货币。为什么金银天然是货币呢?因为金银是稀缺的,因此人们愿意拿来作为等价物。

让我们回到区块链的世界。比特币由于他是第一个成功的区块链运用,他的核心价值是什么。个人认为是共识,大家认为它是鼻祖,加上总量受控,因此它的价值逐渐被发现。如果按技术进步来说,现在所谓的“第三代或第N代加密货币”,其技术上应该远超比特币,为什么他们的价值还远不能和比特币相比呢?

这里面除了比特币鼻祖的特性外,还有几个原因:

1. 比特币足够简洁,除了货币属性,没有其他任何属性。

2.比特币是创世货币,他没有任何的ICO,这就意味着,拥有它的受众是足够分散的。可能有人会说,比特币大户拥有的币也是很集中,比如什么xx矿工。

看一组数据。

目前全球拥有比特币超过10万枚的,只有2个人,拥有1万-10万个比特币的人,不超过110个;拥有1千-1万个比特币之间的,不超过1541;拥有1-10比特币的,不过54万人。以上来源于 蒋涛 CSDN 讲稿。

你再看看现在的ICO,团队持有20%的代币算少的吧。比特币这一属性,任何其他币都学不来。你想想有谁还能这样大公无私的花费巨资研发新一代货币,而不收取任何利益。

3 接着,顺便回答下上面提到的算力集中的问题。

个人认为这是一个伪命题。比特币的设计中为了防止币值的下降,就是设计了POW机制,要讲明白,篇幅很长。

这里只说一点,矿工们为了自己的利益,是不会让币值下降的,甚至当矿池足够大的时候,他们甚至自发进行了拆分。因此可以说,比特币具备让 代码方、矿工、交易所、持币者多方利益趋近一致的综合体。 搞清楚了上面比特币的基本最重要属性。上面这些问题基本上市不攻自破。

说一个大家比较容易混淆的问题。认为普遍支付属性很重要。比如问题中提到的交易速度慢。请你想一想,现实世界中,黄金的货币属性高吧,或者说美元也是一个世界货币吧。但你在中国消费,一个小摊说,我不收黄金或者美元,你需要到银行兑换RMB才能消费,你能说黄金或者美元比人民币价值弱吗?

现在针对比特币开发的什么闪电网络或者说跨链网络迟早能够解决这些问题。在古代,拥有大量金银或者货币的人们为了便于异地支付,会选择通过钱庄发行的黄金或者货币的票据进行交易。闪电网络或者说跨链网络就在区块链世界的钱庄或者票行。

小结一下:

1 区块链发展到现在,需要更多思考的不是简单的技术问题,而是金融、商业等等领域的问题

2 比特币很多特性,未来的任何超级币不可复制。

五、团队介绍,比特币的前世今生

这么伟大的比特币,它是怎么来的呢?

其实,我们提到的中本聪,很多技术他都不是始作俑者,他只是众多技术的一个集大成者而已。

他虽然在2007年提出了这个数字货币的概念。但是早在20世纪30年代,加密货币的最初设想就已经出现了。

1982年,大卫乔姆提出了不可追踪的密码学网络支付系统,而这其实才是今天比特币的老祖宗。

1991年 Stuart haber和 Scott stornetta 发表论文: How to TimeStamp a Digital Document,他们提出用时向戳确保数字文件安全的协议,这也时是今天所谓区块链链条的雏形。

1991年,菲尔齐默尔基于RSA公钥加密体系开发了一个邮件加密系统PGP,它 能够保证邮件内容不被篡攻。

1997牛,亚当拜克( Adam back)发明了一种哈希现金( Hashcash)算法机制,而哈希算法在比特币的白皮书中,就被中本聪用来解决了零信任基础的共识问题。

1998年,戴伟(Wei Dai)提出了匿名的、分布式的电子加密货币系统B- money(这肯定是一个华人嘛)。在比特币的官网上,B-money被认为是比特币的精神先导,中本聪与他的交流很多。

所以,中本聪在这些层不出穷的技术发展之上,于2007年提出了比特币的概念,并最终在2009年创建出了比特币系统。比特币的诞生过程,就像是一个接力赛,中本聪刚好是那个接了最后一棒的幸运儿而已。比特币的诞生其实是20多年密码和数字技术的积累和不断演进的结果而已。

然而,中本聪一直小心的隐藏着自己,他的公开信息都是通过暗网来传达,很多人试图找到他,但始终没有人知道他是谁。这也为比特币增添了神秘色彩。

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