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比特币和区块链是什么?看完这篇文章不再懵

一、比特币

【1】比特币概述

从比特币的本质说起,比特币的本质其实就是一堆复杂算法所生成的特解。
特解是指方程组所能得到无限个(其实比特币是有限个)解中的一组。
而每一个特解都能解开方程并且是唯一的。而挖矿的过程就是通过庞大的计算量不断的去寻求这个方程组的特解,
这个方程组被设计成了只有 2100 万个特解,所以比特币的上限就是 2100 万个。

比特币产生的特定数学题
椭圆曲线方程:y2 = x3 + 7

质数模数 =  2256 – 232 – 29 – 28 – 27 – 26 – 24 – 1  = FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFE FFFFFC2F

基点 = 04 79BE667E F9DCBBAC 55A06295 CE870B07 029BFCDB 2DCE28D9 59F2815B 16F81798 483ADA77 26A3C465 5DA4FBFC 0E1108A8 FD17B448 A6855419 9C47D08F FB10D4B8

序次 = FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFE BAAEDCE6 AF48A03B BFD25E8C D0364141
这是比特币系统里写入的特定数学题。为什么它要这样设计?有很多种说法,最通常的解释是,
这个叫做椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)的方程式,
能在第三方能验证签名的真实性同时,还能让签名者继续保留创建签名的专属能力。

再通俗一点说,就是这个算法能够保证比特币的算法很难被破解,几近于绝对不可能破解的概念。正是它保证了比特币的安全,
否则伪造的比特币会大量充斥我们的世界。

【2】比特币的独有特性:

【1】独立性:即比特币没有发行机构;可能大家都知道,比特币这一概念是由一个叫“中本聪”的人或者机构(具体是谁,无成知晓)
    在2009年提出来的;而根据中本聪的设计,与大多数货币不同,比特币不依靠特定货币机构发行
    (即所谓的独立性或者去中心化特性);

【2】点对点交易:即比特币主要是点对点(P2P)形式的数字货币。其交易也是点对点的交易;

【3】安全性:比特币使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全。
    比特币去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。
    同时,基于密码学的设计可以使比特币只能被真实的拥有者转移或支付。

【4】保密性:由于比特币是独立的,而且其流通、转移和支付都是通过加密且点对点交易,
     所以,比特币的所有权与流通交易都是匿名的。因此,比特币具有很强的保密性;

【5】总量有限:根据“中本聪”的设计,比特币与其他虚拟货币最大的不同,是其总数量非常有限,具有极强的稀缺性。
    根据设计原理,比特币的总量会持续增长,直至100多年后达到2100万的那一天
  (到达那一天后,比特币的总数量将被永久限制在2100万个)。但比特币货币总量后期增长的速度会非常缓慢。

【6】可广泛使用:同时,根据现在的实际情况看,西方的很多大国和商家出于各种目的都开始接受比特币的支付和兑现,
    即比特币在西方世界几乎是可以自由兑现的。

【3】关于挖矿

首先我们要知道挖矿到底挖的是什么,为什么你挖到的矿全体矿工和比特币系统会认可。
比特币挖矿的过程就是将近段时间内的全网交易包(新区块)第一个打包上传到比特币网络(区块链)的过程。

我们知道比特币是去中心化分布式系统。凭什么让大家认可你挖到了这个矿呢,
比特币设计者的中本聪提出了一个工作量证明问题,让你在新区块的固定位置附加一个随机字符串,
使得新区块的编码结果(哈希运算,不可逆)在一个难度之上,就能获得认可(全网矿工们经过大量的随机字符串尝试,
第一个符合工作量证明难度的矿工将会把新区块上传到区块链中,新区块包含一个矿工自己创建的交易,
用于把指定数量的比特币放进自己的比特币地址中,这就是挖矿)。

家用电脑怎么挖比特币?

【1】想要开始挖矿,我们至少霑要有些必要的准备,需要准备显卡、比特币钱包、挖矿软件等。
【2】开始挖矿必须要有一个操作方便、产出稳定的矿池(服务器),它的作用就是为各个终端细分数据包,
    然后通过精密的算法将终端计算好的数据包按照比例支付相应数量的比特币。
【3】打幵矿池网站主页后苴接免费注册账号,注册登陆后需要一番必要的设置,特别是电子邮 箱地址一定要填写。
    然后就是比特币电子钱包地址,如果没有固定的电子钱包,那就先不填写,等挖到一定数量的比特币之后,
    再设定一次性钱包地址导出来,导出后再及时更新钱包地址。
【4】账号注册完毕,就该第二步了,下载比特币挖矿器,这里推荐小巧易用的GUIMiner 服务器就是之前我们选的矿池,可以随便选一个
    试试哪个网速好就用哪个,用户名密码也是自己设定的。注册来的用户名和密码会被填入计算程序中。
【5】设定无误的话,点开始挖矿按钮之后,显卡很快就会进入全速运行状态t溫度升高、风扇转速提高,由于只是显卡在满载运行,
    此时CPU的负载只有个位数,所以丝毫不影昀您上网、办公等不涉及3D橫式的轻 量级应用,
    想要知道比特币实际产量,需要登陆矿池网站监控自己的账户信息即可。

为什么不能一次性挖出来?

因为这种特解是没有规律的。他需要庞大的运算量一次一次尝试,因为不同计算机计算的同时不会排除以前的解,
所以,比特币是不能一次性就挖完的。

什么是矿机?

以前比特币用户是使用电脑来运算这一数学题来获取答案,后来有设计师制造出了专门的机器来解决这个问题,
这就是我们所熟知的比特币挖矿机。
比特币挖矿机将特定的数学题写入芯片中,然后让挖矿机的主要性能为之工作,从而大大提高了解题的效率。

想要更深入了解挖矿的查看这里:比特币的挖矿到底在计算什么?

什么是矿池?

  矿池运作原理:
假设100万人参与比特币挖矿,全网400P算力,其中90%的矿工为1P(1000T)以下的算力,如果投入一台1T矿机,
将占全网算力的40万分之1,理论上平均每40万个10分钟能挖到一个区块,也就是7.6年才能挖到一个区块然后一次性拿到50个比特币。
那么,假如我再找9个拥有1T算力矿机的矿工,达成协定,我们总共10个人,
其中任何一个人挖到区块,都按照每人的算力占比来进行平分,那么我们就是一个整体,总共10T算力,
那么平均0.76年即可挖到一个区块,然后算下来到我们手上的就是0.76年开采到5个比特币,
如果组织100人、1000人、1万人甚至10万人呢?如果是10万人,那么平均100分钟就能挖到1个区块,
作为团队的一份子,我的收入将会趋于稳定。这就是矿池的基本原理,即大家组队进行比特币开采,可以参考彩票中的合买。

当然,以上只是对矿池的基本原理和性质进行简单的描述,实际情况会非常复杂。
矿池是一个全自动的开采平台,即矿机接入矿池——提供算力——获得收益。

  矿池的利弊分析:
矿池的存在降低了比特币等虚拟数字货币开采的难度,降低了开采门槛,真正实现了人人皆可参与的比特币挖矿理念。
但其弊端也非常明显,因为算力接入矿池,作为矿池来说,将掌握极其庞大的算力资源,
在比特币世界中,算力代表着记账权,算力即是一切,如果单家矿池算力达到50%以上,
将可以轻易对比特币等类似的虚拟数字货币发动51%攻击,其后果是非常可怕的。

【4】如何交易比特币

【1】选择一个比特币交易平台,注册并登录。
【2】获取交易平台的比特币充值地址。
【3】登录自己的矿池网站,在自己的账号中把名下的比特币转入比特币交易平台的比特币充值地址中。
【4】回到自己登录的比特币交易平台中,就可以看到自己转入的比特币了,在交易平台中就可以卖出自己的比特币,
    得到的钱可以体现到银行卡中。

【5】除了比特币还有什么虚拟货币

实际上全球各种虚拟货币已经超过了1300种,其中市值排名前几名的除了比特币还有下面的这几种虚拟货币。

  • 以太坊(ETH) 以太坊也可以说是继比特币之后又一个里程碑式的项目,是将比特币中的一些技术和概念运用于计算领域的一项创新。 它首推了智能合约系统,有着全新的虚拟币上开发应用的概念,具备可拓展性, 基于以太坊网络的应用层出不穷。以太坊是建立在区块链和数字资产的概念之上的一个全新开放的区块链平台, 它允许任何人在平台中建立和通过使用区块链技术运行去中心化的应用。简单地说,以太坊技术就是区块链技术+智能合约。
  • 比特币现金(BCH) 比特币现金是由一小部分比特币开发者推出的不同配置的新版比特币,基于比特币的原链推出“比特币现金”。是最成功的比特币分叉币 比特币现金和比特币拥有一样的基因,而且是大区块,2017年8月1日20:20分,比特币现金开始挖矿, 每个比特币投资者的账户上将出现与比特币数量等量的比特币现金。这意味着什么? 想当于每个手里有比特币的人都有了比特币现金,形成了良好的群众基础。 而且相比于比特币,比特币现金的成本低、交易手续费低、交易时间短,现在逐渐也被主流所接受。
  • 瑞波币(XRP) 瑞波币是平台币种,是Ripple网络的基础货币,可能刚接触虚拟货币的小白没有听说过它,但是币圈的老司机不会有人不知道。 瑞波币和比特币一样都是基于数学和密码学的数字货币,但是与比特币没有真正的用途不同, 瑞波币在Ripple系统中有主要桥梁货币和有保障安全的功能,其中保障安全的功能是不可或缺的, 这要求参与这个协议的网关都必须持有少量瑞波币。它可以在整个ripple网络中流通,并且瑞波币也是有限额的, 总数量为1000亿,由于每次交易都将销毁少量,瑞波币也随着交易的增多而逐渐减少。 现如今随着越来越多的银行和金融机构也宣布开始支持ripple协议,瑞波币走起了与主流金融机构合作的路线,并且得到了认可。 如果Ripple协议能够成为全球主流的支付协议,网关们对于瑞波币的需求就会更为广泛——需求旺盛而数量却在减少, 就会导致瑞波币的升值。
  • 莱特币(LTC) 莱特币是一种基于P2P技术的网络货币,也是MIT/X11许可下的一个开源软件项目。它可以帮助用户即时付款给世界上任何一个人。 莱特币受到了比特币的启发,并且在技术上具有相同的实现原理,莱特币的创造和转让基于一种开源的加密协议, 不受到任何中央机构的管理,号称诞生目的是为了改善比特币。 我们拿比特币来对比更容易迅速的了解莱特币的特点。首先,莱特币络每2.5分钟就可以处理一个块,交易确认速度更快。 第二,莱特币网络预期产出8400万个,数量更多。第三,莱特币首次提出的scrypt加密算法, 在普通计算机上进行莱特币挖掘更为容易。有一句常见的话来总结比喻二者:比特币是金,莱特币是银。

二、区块链

作为比特币的底层技术,区块链的基本思想是建立一个基于网络的公共账本(数据区块),每一个区块包含了一次网络交易的信息。
由网络中所有参与的用户共同在账本上记账与核账,所有的数据都是公开透明的,且可用于验证信息的有效性。
这样,不需要中心服务器作为信任中介,就能在技术层面保证信息的真实性和不可篡改性。

 区块链的意义在于“去中心化”,通过构建一个更加可靠的网络系统,从根本上解决价值交换与转移中存在的欺诈和寻租现象。
认为随着区块链技术的普及,数字经济将会更加真实可信,经济社会由此变得更加公正和透明。

【1】为什么区块链信息不可篡改

顾名思义,区块链是一条由不同区块连接组成的链。新区块与旧区块相关联,以形成线性的、以时间为序的事件“链”。
每一个块包含三个信息:数据、哈希(hash)、以及前置区块的哈希。

1.  数据 – 由于应用场景不同,存储在区块中的数据由区块链的类型决定。例如,在比特币区块链中,
    存储的数据是交易信息:转账金额和交易双方的信息。

2.  哈希 – 你可以将哈希看做数字指纹,用来唯一标识一个区块及其数据。哈希的重要之处在于它是一个独特的字母数字代码,
    通常是 64 个字符。当一个区块被创建时,哈希也随之创建。当一个区块被修改,哈希也随之修改。
    因此,当你想要查看在区块上所做的任何变更时,哈希就显得非常重要。

3.  前置区块的哈希 – 通过存储前置区块的哈希,你可以还原每个区块连接成区块链的过程!这使得区块链安全性特别高。

我们来看下这张图片:
由于区块拥有了这样的组织结构,区块内部的任何交易信息的改动,
总会引起梅克尔树根的哈希值变化,进而包含了梅克尔根的区块头会发生变化,最终导致区块头的哈希发生变化。

如果进行了篡改,下一个区块中包含的前一个区块哈希将会跟篡改后的值不匹配。
当下一个区块检查并发现前置哈希不一致时,黑客将无法访问它,因为他与前置区块的联系被切断了。
为了不让人发觉本区块的篡改,他必须修改掉后一个区块的头部信息。
后一个的后一个头部信息也将需要修改,依次类推,一旦修改了某个区块,后续所有的区块都需要修改才能确保修改的不会被发现。

每一个区块的修改都是是一个非常艰巨的过程,因为区块的生成还需要一个非常特别的东西:工作量证明。

什么意思呢?就是说区块的生成是要消耗工作量才能完成的,实际上这个消耗非常巨大。
那么这个工作量证明到底是怎么回事?

 区块头的哈希值,区块链技术对这个256位哈希值会有一个要求,就是这个值必须小于某个上限。
回顾SHA256这个算法的概念,你会发现,输出的哈希值是非常随机的,如果需要把结果落入特定的范围,
需要不停的修改输入进行尝试,直到输出满足要求。在区块链中,在区块的头部有一个32位的随机量可以修改,
以完成调整最终哈希的目的。

当前,满足小于这个上限值要求的难度有多大呢?一个专用的顶级矿机(一种专门用来计算哈希的计算设备),
需要平均工作14个月才能找到一个合适的目标哈希。
每修改一个区块,中间消耗的电量和时间估计都会超出被修改的账单中的获益,更不用说还需要修改很多个。

甚至,这个修改完成后,还有一个更艰巨的任务,就是黑掉全世界51%以上的区块链备份电脑。
否则,即使你的账本修改的很完美,但是跟其他大部分人的不一致,那这个修改也毫无作用。那么,篡改交易信息的意义又是什么?

 
因为区块链“共识机制”(简单来说就是少数服从多数)的存在,使得你修改自己的数据后不会给其他节点所认同,
其他节点就不会记录你的这次修改,使得你的个人篡改信息是无效的。

区块链技术的发明者中本聪非常天才的通过两个维度保证了区块链的安全性:
1.技术维度:利用强大的加密算法和巧妙的数据结构确保每个修改都会被检测到;
2.经济维度:利用工作量证明使得每次修改都需要付出巨大的经济成本。

基于这区块链的 “去中心化” 和 “信息真实、不可篡改性” 这两个特性,
人类可以创造出非常丰富的服务及产品形态,在金融、政府、企业、跨行业等领域有大量的场景适合区块链技术,前景广阔。

【2】什么是智能合约

智能合约:(英语:Smart contract )是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。
          智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易,这些交易可追踪且不可逆转。

在链上设置的智能合约可以是完全的机械化的,不会打折扣的在满足某个条件后执行资金转帐。

举个例子理解下智能合约: 比如说涨工资,老板说:销售额增加30%,工资给你翻番!然后这一年做的顺风顺水,
销售额确实增加了30%,老板觉得这是大行情的因素,所以反悔了,就给你增加了50%的工资,没有到100%。
这怎么办呢?没什么办法,口头承诺没有法律效益。但是在区块链上就不一样了,老板可以在第一年在区块链上写一个智能合约,
一旦年末销售额增加了30%,智能合约自动触发,立刻双倍工资到帐。所以区块链解决的是第一类的信用问题,也就是承诺。

三、我如何看待比特币和区块链

放到最后,我们上面也说了比特币的独有特性,但是我们可以猜测下今后会发展成两种情况:
【1】一种因为他的数量有限会不断的升值,2015年一月是1700一个比特币,2017最好16000一个比特币。
【2】第二种情况就是:这个设计有缺陷最终被破解或者可以人为干预数量,一但曝光就跟qq币一样一分不值,
   而这中间的过程会让某些组织得到千万亿的资产,但是投资者会血本无归。

我个人的还是不看好比特币的投资的,抛去现实国家政府的干预外,就像我上面说的,随着科技的进步,说不定哪天就会发现比特币这个设计有缺陷从而让比特币变得一分不值,反而我更看好区块链技术,技术才是未来,而基于这种技术实现的某个事物的生命力是远远不及这项技术的。

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