深入探讨区块链：比特币系统如何运作？

点评：最近，围绕着区块链，人们似乎认为它是万能的，也有人认为它是洪水猛兽。 为了帮助大家更好的了解区块链，特整理出此篇文章，厘清区块链的应用场景，促进区块链生态的“绿化”。

零章玩具

比特币近期火了一把，主流媒体纷纷大肆报道。 可惜的是，一万个谈论比特币的人，没有一个人真正理解它是如何运作的，所以一提到比特币，庞氏骗局、传销等字眼立马被秒杀。 凡是普及比特币知识的都是骗子。 要知道，在比特币进入大众视野之前，它只是一群黑客和极客慢慢养大的玩具。 他们绝对不是滋生骗子的土壤。

改变世界从我们自己开始。 所以我今天下定决心写一篇初中生都能看懂的文章（如果你还看不懂，那绝对不是你智商不够，而是我无知狂妄，我可以写得好。那些说自己智商不够的朋友让我感到毛骨悚然），来介绍一下比特币的运行原理。 或许你看完后会像我一样佩服他的天才设计：原来，他就是这样把“个人发币”的荒谬想法变为现实的。

通俗易懂是本文的初衷。 同时希望文章的篇幅尽量短一些。 它必然会忽略细节或做出不准确的比喻。 文中隐喻较多，请勿当真。 我会尽量用非专业的语言来描述真相，但如果你想真正了解原理，请去官网。 当然这篇文章也可以作为学习官方文档前的热身。

比特币是一个相对复杂的系统。 想要10分钟搞定，神仙也做不到。 我也希望能开一个更有耐心的预算。

第一章法案

第一章第一节撕裂游戏

比特币本质上是一个广播和管理账单的系统。 也许有点令人难以置信，每个标准客户都会保留曾经开出的每张账单。 并且没有专门的节点（服务器），所以称为去中心化的点对点系统。

显然账单必须是唯一的，那么在点对点系统中如何做到这一点呢？ 想象一下，100 个互不信任的人住在一个​​小岛上。 他们没有实物货币，只能在账本上给对方钱，每次给对方，都喊一句让大家知道。 如果他们每个人都会记账，那显然会乱七八糟：如果两个人的账目不匹配怎么办？ 如果指定的人负责记账，那么他可能会利用自己的权力谋取私利。

比特币如何解决这个问题？ 每个人都可以记账，将每一笔交易记录在一张牛皮纸上，并签字。 那么，谁的牛皮纸算数呢？ 很简单，大家要把这张纸撕成面积相等的两半，让误差小于某个值，比如0.1%。 如果你符合这个条件，那么你的申请就会被大家认可，每个人都会复印一份带回家。 什么？ 你撕开一看发现误差是0.100001%？ 对不起各位大侠，请重新开始。 为什么要撕纸，因为将纸一分为二形成的线是独一无二的，具有防伪功能。 而以极小的误差将其撕成两半是有“难度”的。 没有难度，它就不能成为游戏。

你为什么不玩撕纸游戏？ 因为约定好了，大家可以在账单上加一笔，说“比特岛公款给我25美元”。 如果您的帐单被视为有效，您将获得 25 美元。 这种撕纸游戏叫做挖矿，因为游戏过程就像淘金一样。

比特币挖矿就是用电脑来玩这个撕纸碰碰运气的游戏。 目前的数据是全网每秒“撕”61,000,000,000,000次，换句话说，大约每61,000,000,000,000 x 600次尝试产生一个幸运儿。 毋庸置疑，这需要巨大的硬件和能源，但正如你现在所知道的，这是维持比特币金融体系所必须付出的成本，而不是所谓的“纯粹的资源浪费”。 要知道真正的金融系统比这贵多了，一个银行客服的成本要多少台电脑？

第一章第二节票据链

所有有效的账单组合起来形成一个完整的账单。 这该怎么做？ 每张钞票将前一张钞票减少到 1/10，并将其贴在自己的角落。 换句话说，每张票据都知道前一张票据是哪一张，这样就形成了一个链条。 这就给玩记账游戏的人带来了一个问题：如果生成了第123张钞票，A和B都以此为前一个节点，记账，撕纸，然后几乎在第同时做什么？ 稍微慢一点的（假设是B）怎么可能甘心认输呢？ 方法很简单：公众只认可最长的链。 因此，当一个新的账单产生并广播时，每个玩家都会立即放弃当前的游戏，得到最新的账单并将其缩小到1/10，贴在自己新账单的一角，开始进行这一轮游戏. 否则，即使你撕掉一张合法的票据，它也会被孤立而失效。

你知道B是怎么被淘汰的吗？ 想象一下这样一个有趣的无限接力赛：一个圆形的跑道，每根棍子跑一圈，每跑完一圈，你就把棍子插进一个“下一代接力棒发生器”，为下一代A生成很多下一代接力棒伟大的播放器使用。 只要你的下一代棒被大多数人使用，你就是这一轮的赢家。 很明显，接下来的玩家会拿第一个新一代的棍子，所以其他最后的玩家会自动放弃。 就算是因为惯性，B也跑到交接点，再把棍子插进“下一代接力棒发生器”，也是徒劳。 因为大家都已经跑了，你的接力棒已经没人管了。

但是如果真的有两个人同时跑到终点呢？ 没关系，拿着两种棍子的人下一回合就跑了。 两人将如何决定本轮抽签的胜负呢？ 你应该已经想过，“我不比你快，只要我儿子比你快”。 在实际挖矿中，这两种棒子同时运行的情况很常见，所以矿工每隔一段时间就要体验一次“空欢喜”。 有关详细信息，请参阅孤立块。

第一章第三节游戏规则

簿记是一项日常业务，因此矿工一直在努力创建合法的账单。 那我天天要账单怎么办，可是这些矿工的技术越来越好，玩的人越来越多了怎么办？ 没关系，如果账单生成太快，就提高错误要求，反之则降低要求，达到动态平衡。 比特币的控制目标是每十分钟一张钞票，也就是传说中的“Block”。

如何保证没有人伪造票据？ 答案是没有100%的保证，但是造假是非常困难的。 由于票据链的存在，要伪造一张票据，必须伪造这张票据之后的所有票据。 否则，比如你伪造了第123张，如果你将第123张的缩略图与你手中的第124张的缩略图进行对比，你会发现撕纸的痕迹是不一样的。 从而否认你的合法性。 不能直接对牛皮纸进行篡改，因为撕纸游戏规定，一旦有变动，纸张立即失效。 因此，大众认可的票据链实际上代表了历史上所有最高效的撕纸生产力的总和。 如果你想推翻它，你必须以比这更大的生产力打造一个新的更长的法案链，然后说你的链是合法的，因为公众只承认最长的。

这里需要注意的是，并不是说一个人控制了51%的资源，就可以为所欲为。 受益人已更改。 也就是说，他不可能凭空给自己加钱，也不可能给别人的账单换钱。 这就是为什么很多山寨币都被这样攻击过，还没有死掉的原因。

请注意，这并非不可能。 事实上，新一代矿机的制造商完全有能力做到这一点，因为他们的生产力是其他人的数百倍或数千倍。 再加上矿机的大规模制造，这是很容易实现的。 但问题是，这显然违背了他们的利益，对他们赖以赚钱的平台核心机制将是毁灭性的打击，所以这种事情不会发生。

如果你还在担心这个问题，这个漏洞其实是有解决方案的，但是好像还没有实现。

第一章第四节2100万

正如很多人都知道斯诺克的满分是147分一样，很多人了解比特币的第一件事就是比特币的总量限制在2100万枚。 对于普通人来说，这是最大的卖点。 这怎么可能？ 这个上限其实就是上面提到的比特岛公募基金的总量，通过撕纸游戏的方式分配给中奖者。 明明有一天我们要坐下来吃饭比特币余额生成器，那我们该怎么办呢？ 有两种方法。 一是拖延：每四年撕纸奖励减半。 2009年的悬赏是50个，现在2013年只有25个，这种玩法要等到下个世纪才会分了。 二是索取：如果你给别人钱，同时给记账员一点小费，别人会优先记账，你的交易也会更早得到确认。 原作者的假设是，矿工最终只能通过打赏赚钱。

这里隐藏的一个重要信息是，比特岛公募基金通过这款游戏做了另外一件很重要的事情，就是分钱。 发现，簿记和货币分配这两个最基本的任务是由这个巧妙的游戏完成的。

第二章 支付

第二章第一节匿名

说了这么多，其实最根本的问题还没有谈及，那就是弼岛的人没有名字。 这个法案应该怎么写？ 更重要的是，D说D给了WM 0.5元，记账员怎么知道D的账户里有没有0.5元，又怎么记录WM此后又增加了0.5元呢？ 比特岛人靠“推特”实现的，太厉害了。

假设D的微博账号为188Nxs23XGUonU8og9u6n4CNwr5oqqsVjE（以下简称188N），WM的微博账号为19XRiapec1aDN4NCJMmLkkp7iXegEQvBGz（以下简称19XR）。 只要D在微博上发“我支付@19XR 0.5元”。 为什么直接判断这句话是真的呢？ @罗永浩说他的ROM比MIUI好，大家会怀疑他是不是在吹牛，但如果他说他的ROM比MIUI差，就没有人会怀疑他了。 同理，如果@188说“@19XR付我0.5元”，没有人会直接接受，反之亦然。

让我们来看一个案例研究，其中有三个参与者。 除了上述的D和WM，还有一位微博账号为136LvpXuWFRjfuVBCmoqFFGSstbMQkNEKr（以下简称136L）的苦岛居民DS。 DS努力挖了25块钱比特币余额生成器，然后把20块钱交给了D，然后D又付了0.5块钱给WM。

首先，DS在某轮撕纸比赛中获胜，岛上唯一一条纸币链上的最后一张纸币就是DS生成的。 然后这张账单上有一行写着“比特岛公款支付@136L 25元”。 （当然，如果这个DS的真名是雷锋，他会写“比特岛公募基金支付@188N 25元”，将自己的劳动成果完全奉献给D，这也是完全可以的。）

随后DS通过微博账号@136L发微博称“我支付@188N 20元”。 这个时候所有的矿工（也就是记账人）都看到了，是不是应该记录在register里呢？ 他们首先需要检查账单链，看看@136L 一共收到了多少钱，发出了多少钱。 如果余额大于20，则该账户有效，可以入账。 矿工查看后发现@136L只存在于一笔收25元的交易中，余额为25元。 当前交易有效。

随后D通过@188N微博账号发微博称“我付19XR 0.5元”。 也是因为根据账单链发现@188N的余额大于0.5元，才记录了这笔交易。

综上所述。 首先，一组微博用户名和密码是承载比特币的容器。 所谓“钱包”就是一个文本文件，记录了你所有的微博用户名和密码。 其次，计费链中存储的都是“微博用户名”，这些用户名对应的密码是谁的，你无从知晓。 这就是所谓的匿名。

但从另一个角度来看，比特币是完全透明的。 因为任何一个“微博用户名”的总财富都是公开数据。 有兴趣的可以访问高富帅的交易记录，比如比特币地址1933phfhK3ZgFQNLGSDXvqCn32k2buXY8a

Chapter 2 第二节点对点

现实生活中的比特币交易是完全点对点的，不会依赖微博之类的傻事。 （其实任何网站都不是比特币系统的一部分，不管是官网，还是最大的交易网站mtgox，或者是。它们都只是这个生态系统的一部分，比特币的运行不依赖于在其中任何一个上。）为此，比特币使用数字签名技术。 而且，比特币系统并不刻意追踪一个地址有多少钱，而是通过管理每笔交易的输入输出来记录账户。

数字签名比较复杂，苦岛人不习惯。 他们是如何运作的？ 或撕纸。 我们还是以D到WM 0.5元为例。 我们先假设DS在第1024页账单的第419项给了D 25元。

第一步，WM随机拿一张纸撕成两半，A和B，然后把A部分交给D，这半张纸就是比特币地址。

第二步，D向公众广播了这样一封信：“我是第1024页账单第419项的受益人，我想转0.5元到这半张纸上（附上半张纸） WM 给他的论文）））。

第三步，簿记员收到消息，调出1024页账单的第419项，检查该项的收款人是否收到了足够的钱，然后验证第二收款人是本次交易的发起人。 确认无误后，将此账目连同此半张纸（或其复印件）计入帐单。 假设此条目是 1984 页 1989。

现在，当WM要转账给别人的时候，他可以拿出他剩下的那张纸的B部分，证明他是受益人，因为世界上只有他的半张纸和1984页1989年的文章相匹配中描述的论文的一半。

回顾第二步，其实D也通过提供某张纸的B部分证明了自己是1024页账单419项的受益人。

总而言之，交易包含以下信息：

一、资金来源，即前一票据之记载。

2、资金的去向，即某张纸的A部分复印件，以及金额。 用于指定本次交易的受益人和金额。

3. 签名，即资金来源条目所附半张纸对应的B部分复印件，用于证明该笔交易是由资金来源所指向的受益人发起的。

这里需要注意的是，我们假设撕纸的A部分可以无限复制。 B部分由受益人持有，只有从原件复制的第一代副本有效。 换句话说，只有 B 部分的持有人可以签名。

其实在这个例子中，一张纸的A部分是比特币地址，比如我提供的136LvpXuWFRjfuVBCmoqFFGSstbMQkNEKr，B部分是我严格加密保存在wallet.dat中的秘钥，和136LvpXuWFRjfuVBCmoqFFGSstbMQkNEKr一样正确的。 所谓附有Part B的第一代副本，就是使用秘钥对信息进行签名的过程。

换句话说，“我将0.0001 BTC存入136LvpXuWFRjfuVBCmoqFFGSstbMQkNEKr”实际上意味着“我将0.0001 BTC的控制权交给了136LvpXuWFRjfuVBCmoqFFGSstbMQkNEKr对应的秘密字符串的所有者”。

第 2 章第 3 节重要细节

一个典型的比特币客户端有 N 个地址和它们对应的私钥，而不仅仅是一个。 而且这N个地址之间没有特殊关系，但是会在界面上显示所有地址拥有的比特币余额。 这是与常见的单用户名密码模式最大的区别。 由此带来的问题就是“钱包备份”的问题：不要以为备份一次就万事大吉了。 可能有新生成的地址键没有备份。 当然还有这样的备份方法，这里只是提醒大家做好安全的备份，就不赘述了。

这是另一个有趣的细节。 如上所述，当你将比特币发送到另一个地址时，你发送的消息是，“我想要从第 M 笔交易输出的一些比特率以地址 X 作为输入源，并输出到地址 Y”。 这里有一个很重要的规则，就是每笔交易必须用完输入源的数量！ 所以比特币客户端的做法是创建一个“找零地址”，并向这个找零地址发送额外的输入和输出。 比如我的地址136LvpXuWFRjfuVBCmoqFFGSstbMQkNEKr在某笔交易中收到了10000个比特币，然后当我用这笔钱的0.01个币买了一瓶矿泉水时，公众就会看到地址136LvpXuWFRjfuVBCmoqFFGSstbMQkNEKr从全局账单中发送0.01个币到地址DZA和9999.99个币同时存入DZB。 当然，公众无从知晓这个DZB只是我的零钱地址。 所以，一些搞数据分析的专家，看到频繁出现的大规模财产转移，就会认为这是故意转移/掩盖财产，最后才发现是笑话。

第三章沙发--总结与FAQ

第三章第一节主观假设

这一章叫做沙发，因为文章的正文已经结束了。

沙发相信很多人都抢过，或者论坛上抢过。 我想问你一个问题：回到2009年，比特币不值钱的时候，你会去矿场抢币吗？ 我想我会的，道理和抢沙发差不多，但是比抢沙发更有趣：

一种。 我抓住的东西是一件“好”的东西，好得足以让人崇拜。 就像你会抢别人的沙发一样。

b. 稀缺性，如果总量没有上限，我是不会“抢”的。 沙发也是如此，数量有限。

C。 绝对可靠的产权，只要我的私钥不丢，我的永远是我的，谁也拿不走。

我想，不管钟本聪在开发比特币的时候是抱着实验的心态，还是真的预见到自己会改变世界，对于普通玩家来说，挖矿一开始很长一段时间都只是一种优雅的方式。 抢沙发的方式，当然可能有一种“信念”，以后真的会生根发芽。

总的来说，比特币有什么“真正价值”，引发了很多关于法定货币、黄金或“Rai stones”的争论。 这个问题我不想在这里细说，只想回答另一个问题：比特币的价格是多少？ 有人想要，就可以交换，稀缺性三要素构成了价格形成的必要条件。 可以兑换，稀缺性是比特币固有的，那么“有人要”的判断是真的吗？

回到虚拟的比特岛，如果把世界上的每个人都分成两类，相信比特币的和不相信比特币的，那么前者都生活在比特岛上。 好吧，无论在岛外的人看来多么荒谬，对于岛内的人来说，比特币就是黄金。

比特岛以外的人也可以持有比特币，因为虽然他不承认这种货币，但只要他可以随时去比特岛兑换“真金白银”。

你听说过有人在 2010 年用 10,000 个比特币买披萨的故事吗？ 比特币不是凭空冒出来的价值数千元的怪物。 只是比特岛的人口一直在不紧不慢地增长，比特币的潜在价值也在不紧不慢地增长。 在这个IT时代的参照系里，比特币并没有你想象的那么快发展。 但是，比特币的价格并没有像其基础价格那样上涨，而是经常积聚势头，然后像火山爆发一样突然引起全世界的关注。

比特币真的会改变世界吗？ 如果你问我只能回答“是”或“否”，我的回答是“否”。 正如比尔盖茨所说，“我认为这是一个技术杰作，但这是一个政府将保持主导作用的领域。）”取代法定货币是妄想。比特币的下限将继续成为少数人的玩具人，上限就是成为IT时代的黄金。

以上为主观臆测。

第三章第二节客观事实

客观事实是：比特币不是骗局，所以任何一种骗局都与比特币无关。 对我个人而言，说比特币是庞氏骗局会让我很难过，就像我有个女儿，长得像奶茶妹，却被人说长得像凤姐。

先简单介绍一下庞氏骗局：我想骗钱，所以我成立了一个基金，但我不投资，我只是做假账，告诉投资者我的基金收益稳定，收益高。 这样，我的基金必然会出现越来越大的实际赤字。 暴露。 大名鼎鼎的伯纳德麦道夫，诈骗了500亿美元，就是金融危机导致他诈骗的结果。

说比特币是庞氏骗局的人认为，比特币的创始人中本聪（注：没人知道中本聪是个人还是组织，已经“隐退江湖”）就是伯纳德麦道夫。 因为中本聪作为最早的矿工之一，是大量比特币的持有者，是比特币升值的最大受益者。 所以他是幕后的骗子。 这个理论最大的问题是“作弊”这个词。 在比特币的世界里，一切都是透明的，欺骗从何而来？ 任何人购买比特币都是基于自己对公开信息的判断。 中本聪既没有也不能保证投资者获得高额稳定的回报，这是庞氏骗局的基本特征。

任何庞氏骗局都有一个罪魁祸首，那就是持有虚假账户。 麦道夫一直以商业机密为由拒绝透露投资细节。 任何基金只要充分披露投资流向，就可以洗脱庞氏骗局的嫌疑。 所以我想问一下，如果中本聪想洗清嫌疑，你希望他作为怀疑者披露什么？ 他持有多少比特币？ 那么，如果他像人们猜测的那样拥有 100 万比特币，并站在镜头前向全世界宣布这一事实呢？ 比特币崩了？ 我不明白为什么这会对比特币产生致命影响。 没有人欺骗任何人，没有黑暗的秘密，没有欺骗。

现在对于传销，比特币是我见过的最有趣的传销。 如果我拥有十个比特币，卖出一个比特币可以得到多少利润？ 我们可以粗略估算一下：假设传销带来的一个比特币的升值和一个比特币的销毁带来的升值差不多，那么我持有的每一个比特币都会升值1/（2100万）左右。 换句话说，我在为比特岛的所有人做传销，或者共产主义传销。 你见过如此高高在上的共产主义传销吗？

传销的特点是每个人*直接*从卖家那里获利，这是比特币完全没有的。 其实，持有比特币的人提倡比特币，这与持有黄金的人提倡黄金，或者在北京持有房子的人提倡房价没有什么区别。 有点烦，但是传销的帽子有点太大了。 我个人一般是一边提倡一边警告风险，说不懂就别玩。

为什么大家喜欢说比特币是骗局，并不是因为他们真的是通过分析比较，从逻辑上得出这样的结论。 这是因为他们对比特币的看法是“没有真正的价值，下一个买家会买单”。 这么反革命的样子，自然是反革命，拉出来游街批判！

比特币看起来这么反革命不是没有道理的，但我想把“没有实际价值，下一个买家买单”改成“可能低于实际价值，最后一个买家买单” ”。 对比特币的负面评论无非是对其巨大的泡沫风险和不确定性风险的厌恶。 是的，查理芒格爷爷说“比特币是老鼠药”是对的。 对于不知道的人，最好将其视为老鼠药：不要碰它！

第三章第三节结语

什么是比特币？ 从本质上讲，它和 HTTP 或 Bittorrent 一样，是一种基于互联网的协议，是天才的发明。 与 HTTP 或 Bittorrent 一样，它基于互联网，使以前无法想象的事情成为可能。

在现实中，可以说是一群无政府主义者的乌托邦，也可以说是人类经济史上的一场伟大革命； 它被认为是天才的技术创造，也被认为是一个有很多缺陷的开源软件。 ; 它被用作投资或投机工具，也被视为碰不得的老鼠药。

由于不同的背景和不同的视角，每个人对比特币的看法肯定是不同的。 盖茨称其为技术杰作，芒格称其为老鼠药，从某种意义上说，他们都说得通。 作为一名绑定者，我唯一的希望是你在阅读本文后不要再称比特币为“骗局”。 这种说法真的显得很没文化，你不觉得吗？ ‍