比特币和区块链的基础知识

‍近两年，比特币备受全球瞩目，其剧烈的价格波动在全球范围内掀起了炒币热潮。 2017年1月，比特币价格首次突破1000美元。 当年12月，比特币价格创下历史新高19666美元，随后价格开始一路下跌。 整个2018年，比特币价格持续震荡，最低达到3100美元左右，目前在3800美元左右，较最高价跌幅超过80%。 尽管经历了炒作风暴，但大多数人并不一定真正了解比特币和区块链技术。 ‍今天的比特币就像 30 年前的互联网。 它是一个崭新的事物，发展迅速。 大多数人很难准确深入地理解它，各国对它的态度也不尽相同。 本文从技术角度分析比特币和区块链技术，揭示其对当今社会的影响及其未来的发展趋势。

一、比特币的诞生

‍比特币的概念最早由“比特币之父”中本聪于2008年提出，他在“密码朋克”邮件列表群中发表了一篇论文《比特币：APeer-to-Peer电子现金》。 系统”（中文译名《比特币：一种点对点的电子现金系统》）提出了创建“一种全新的电子货币系统”的想法，即“完全去中心化，没有核心服务器或权力控制中心”。1月2009年，中本聪发布第一个比特币程序，“开采”了50个比特币，比特币——一种去中心化发行、去中心化交易的电子货币系统正式诞生，与此同时，中本聪逐渐淡出人们的视线，直到2011年，中本聪才交出源代码和域名给比特币社区的其他人，然后就消失了，时至今日，中本聪的真实身份仍然是个谜。

2、比特币的运行模式

比特币是一种基于去中心化信任的电子货币系统。 钱是用来交易的，比特币也是。

我们现在使用的货币是由一个国家的中央银行发行并提供信用担保的，货币的流通是在整个银行体​​系中进行的。 这是一个高度集中的系统。 在这个系统中，任何参与者都必须通过银行系统的中心才能与其他参与者进行通信。

相比之下，比特币系统强调“去中心化”。 这个系统是由分布在各地的大量客户端之间的点对点交互自然形成的，每个参与者都可以自由加入或退出系统。 与传统的货币体系相比，比特币不是自上而下发行，也没有政府或其他权威机构控制，而是通过计算资源发行，保证不可伪造。

与基于传统货币的交易相比，比特币交易具有以下特点：

(1) 分布式账本存储：比特币交易信息记录在账本中，账本存储在各个节点上。 一旦某个节点出现问题，也可以从其他节点获取信息。 当一个节点的账本更新时，它会广播通知所有其他节点同步更新。

(2) 匿名交易：一串字符代表交易的账户，不包含任何账户所有者信息，保证交易的隐私性。

(3) 区块链账本：比特币的所有权和交易信息通过分布式区块链记录，所有参与者都可以查看和审计。 所有交易均可追溯，下一笔交易必须以上一笔交易为基础。

(4) 非对称加密保证交易安全：比特币系统中存在“公钥”和“私钥”。 公钥是通过私钥计算出来的，但是私钥不能通过公钥计算出来，即非对称加密。 这保证了比特币的所有权和交易安全。

(5) 通过“挖矿”发行比特币：通过复杂计算成功构建合法区块的节点将获得一部分比特币作为奖励。 这部分比特币是由系统生成的。 这就是比特币的发行方式。 建筑领域 创建区块的过程称为“挖矿”。

（6）比特币总量的确定：系统建立时规定比特币总量为2100万个，区块的生成速度受算力限制，降低了比特币的生成速度。

3.区块链技术

‍“比特币”和“区块链”的概念经常被一起提到，但它们并不是同一个概念。 比特币是一种电子货币体系，而区块链则是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的应用。 比特币的底层技术是区块链，但区块链不等同于比特币。 比特币是区块链技术最典型的应用，所以在讲解区块链的技术原理时，经常会以比特币为例。

区块链技术非常复杂，这里不再赘述。 区块链技术包含以下三个核心点：

(1) 区块链是非安全环境下的去中心化分布式数据库；

(2) 通过密码学方法保证生成的数据不可修改；

(3) 所有节点都可以参与数据库的维护，通过共识算法对新数据达成共识。

块记录了系统中某个时间段的信息。 在比特币系统中，每个区块都记录了前一段时间全网的比特币交易信息。 每个区块都有一个明确的ID，通过密码哈希函数和非对称加密确保新生成的区块的有效性和安全性，然后链接到生成的区块链上。 在区块链的共识算法模型方面，比特币采用的共识模型是最长链模型，即认为最长的区块链可以避免同时产生的区块的重复碰撞问题。 同时，区块链系统的每一次升级都可能伴随着区块链共识模型的改变，这将导致全网升级软件的节点与未升级软件的节点运行在不同的规则下。软件。 生产的。

这里要特别注意分叉比特币基本知识，因为它们对比特币等加密货币的价格有重大影响。 分叉分为硬分叉和软分叉。 如果改变了区块链软件的共识模型，改变后不向前兼容，旧节点无法识别新节点产生的区块，就是硬分叉； 否则，如果更改是向前兼容的，则它是一个软叉交叉。 硬分叉很可能分裂整个比特币生态系统，因此这是一个非常有争议和危险的区块链升级技术。 许多加密货币在硬分叉后经历了价格的急剧下跌。 造成硬分叉的原因有很多，包括技术原因，这里就不赘述了。

4. 比特币算力

‍在比特币的运行中，算力是一个非常关键的要素。 计算能力是网络中计算机计算哈希函数输出的速度，是衡量比特币网络处理能力的指标。 在比特币的运行中，更高的算力意味着更高效的区块生成； 从区块链运行的角度来看，算力保证了区块链的安全。 区块链运行的难点在于区块链的保护。 一方面，算力是产生区块的基础，另一方面，算力也构建了区块链的安全基础。 以比特币为例。 设计之初，通过比特币奖励吸引全球算力资源加入。 随着出块难度的增加，对算力的需求增加，获得全网51%算力的难度增加。 系统被破坏的难度增加，系统的安全性增加。

从比特币发行机制来看，算力已经成为争夺比特币发行优势的关键因素。 更高的算力意味着更高的获取比特币的效率。 目前，计算能力的实现基础是以CPU为基础，以集成电路为基础的硬件实现方式。 从这个角度看比特币基本知识，计算能力的竞争也是先进技术和集成电路工艺的竞争。 比特币价格的飙升带来了对算力需求的飙升，推动了围绕算力的产业链形成，包括云算力服务商、矿机设计公司等，促进了产业规模和竞争。技术水平。 随着比特币价格的大幅波动，产业链也呈现出明显的波动。

5.比特币的缺陷

比特币系统的设计非常严谨，但并不代表比特币就是完美的，否则其他数字货币也不会有那么大的空间。 比特币的缺陷可以从货币属性和技术层面两个方面来研究。

从货币属性来看，其最大的缺陷在于共识。 从全球范围来看，目前各国对比特币的态度不尽相同，使得比特币只能在有限范围内获得共识，而无法像法定货币那样获得广泛共识，从而限制了其交易的范围和数量. 同时，在其诞生初期，少数人拥有大量比特币，很多比特币由于各种原因丢失，难以获得普遍认可的交易价值，否则会直接带来全球财富分配不公。 同时，比特币的固定上限也意味着，如果它成为全球货币，就会带来通货紧缩。 但必须要注意的一点是，比特币在技术上首次实现了私有财产的不可侵犯性。

从技术角度来看，比特币是建立在数字世界中的，它不是单独存在的，也会受到现实世界中各种因素的影响。 它的设计更多的是技术上的考虑，没有考虑到现实交易中的很多因素，比如比特币的交易速度、加密功能等，降低了比特币的易用性。 同时，比特币作为最早发明的加密货币，与后来催生的大量不同的加密货币相比，其系统技术设计并不是最先进的概念。 然而，比特币自出现以来，经过多年的发展，涉及到大量复杂的利益关系，阻碍了比特币技术的创新，使比特币成为技术更新最慢、最谨慎的加密货币。

但必须明确的是，区块链技术的应用前景得到了一致认可。 例如，区块链技术的可追溯、不可伪造等特性，使得在社会信用薄弱环节提升社会信用成为可能。

结束

作为一项全新的技术，比特币和区块链还处于蓬勃发展的阶段。 目前，区块链技术在全球范围内可以说已经取得了广泛的共识，相信它会是未来的一项重要技术。 而比特币作为区块链技术的典型应用，更多的是从货币交易的角度来研究。 关于比特币，我觉得有以下几点值得关注。 一是世界各国政府重视和研究。 虽然态度不同，但都引起了全球的关注和关注，尤其是比特币目前处于无中央控制的自我运行状态； 二是比特币已经有了具体的应用场景，无论是发源地日本的商场，还是暗网的各种交易，比特币确实在扮演着电子货币的角色； 第三，比特币目前的价格肯定存在泡沫，泡沫的程度很难判断，但泡沫有利于新技术诞生初期的发展； 第四，对于集成电路产业来说，以比特币为代表的区块链技术应用是一个值得关注的非主流领域，因为其发展势头已经不可阻挡。 但它的市场规模仍然很小。