一篇文章了解区块链和比特币

区块链技术最近受到广泛关注。 有人将其比作早期的互联网技术。 区块链技术诞生于比特币。 本文简要介绍了比特币及其底层技术区块链，分析了区块链技术的特点和应用场景。

什么是比特币

比特币的概念最早由中本聪于2009年提出，按照中本聪的思想设计并发布的开源软件和建立在其上的P2P网络构成了比特币体系。 比特币的底层技术是区块链。 比特币是一种 P2P 形式的数字货币。 但数量有限，上限2100万，目前挖出1500万左右。 因此，比特币在本质上类似于黄金。 总数有限，每年新增的数量都很少。 挖矿难度越来越大。 全世界不同国家的人都接受它（当然现在比特币的认可度比黄金差很多），没有人能完全控制它。

有史以来最贵的披萨

2010年5月21日，一个昵称laszlo的人在论坛上发帖，想以50美元的价格出售10,000个比特币。 然而，并没有人买账。 然而，有人表示愿意用这 10,000 个比特币换取 25 美元的披萨券。 拉斯洛同意了。 也就是说，按照25美元或150元人民币换算，当时比特币的汇率约为1比特币=1.5分人民币。 现在的比特币是1比特币=3850人民币，6年涨了25.6万倍。 人类金融、货币和商品史上从未有过如此疯狂的传奇。

比特币价格波动剧烈。 如下图所示，整个比特币目前的价值只有几百亿人民币。 现在投资比特币最大的风险是交易所经常被黑，比特币被盗。 例如，香港一家比特币交易所的比特币不久前被盗。 导致比特币价格暴跌。

比特币和区块链技术的发展历史

如下图所示，值得一提的是，2013年4月，欧盟和德国打着反洗钱的幌子，通过提高储户税来应对塞浦路斯债务危机。 塞浦路斯的每个人都处于危险之中。 比特币作为一种去中心化、超主权的网络货币，一直受到欧洲避险基金的青睐。 短短几天，从30多美元飙升至265美元。 引发全球媒体广泛报道，比特币开始为世人所知。 同时，比特币还具有类似于黄金的避险功能。

比特币是如何交易的

只要有比特币地址，就可以收到比特币。 比特币地址类似于银行卡号，比特币密钥类似于银行卡密码，比特币钱包类似于电子银行的客户端。

比特币钱包 -> 电子银行客户端

比特币地址 -> 银行卡号

比特币密钥 -> 银行卡加密

什么是区块链技术

对于传统的电子货币，交易记录保存在银行，但由于比特币基于P2P网络，是去中心化的，需要所有用户共同维护一个全球统一的交易记录多长时间能挖出一个比特币，并将数据存储在各个客户终端。 如何维护全球统一的交易记录，需要借助区块链技术。 如下图所示： 交易记录与交易单一起保存。 在过去的10分钟内，全网所有新产生的交易票据都存储在一个新的区块中，所有的区块串联起来形成一条区块链。 所以区块链相当于一个分布式账本。 全网各个节点共同参与维护这个账本。 每10分钟产生一个新区块，并同步更新到全网所有节点。 一经全网确认，不可更改。

所有区块都链接在一个双向链表中，每个区块都会保存前一个区块的Hash值（这样区块之间的顺序一旦确定就不能改变）。 如果一个区块被修改替换，那么根据它计算出的哈希值就会不一样，下一个区块就必须要修改……最终它之后的所有区块都要被修改，太难了。 区块链在整个网络中是唯一的，每个节点都有相同的备份。 一旦区块链更新，整个网络都会收到通知。

什么是挖矿

为了鼓励大家参与维护比特币区块的创建，每个新区块都包含一定数量的比特币，这些比特币为区块生成者所有。 比特币协议规定：从第0个到第210000个Block，每个块有50个比特币，从第210000个到第420000个Block，每个块有25个比特币，依次递减，最后一个比特币币网中只会有2100万个比特币。

如下图所示，节点试图找到一个随机数（也称为“幸运数”），使得上一个区块的哈希值，即当前世界上任何一个区块都没有加入的交易顺序，并将随机数组织成三部分送入SHA256算法，计算出哈希值X（256位）。 如果 X 满足一定的条件（比如前 20 位全为 0），则该节点初始获得创建 Block 的权利。 所以挖矿的过程就是不断寻找随机数的过程。 通常需要数亿次的反复尝试，才能成功找到一个符合条件的随机数。

人们为了争夺区块制造权，最初用的是CPU，后来发现用显卡效率更高，后来又发明了更先进的ASIC（专用集成电路），并不断改进。 这种现象被称为“算力军备竞赛”，导致系统算力持续飙升，早已超过全球最快的500台超级计算机算力总和。 系统更强大、更安全，但成本也随之飙升。

（大型矿山）

矿工越来越多多长时间能挖出一个比特币，一个矿工挖一个区块需要很长时间，收益不稳定。 于是，出现了几个矿池，矿工将自己的算力加入到矿池中进行联合挖矿。 矿池挖出一个区块后，扣除矿池的管理成本后，按照贡献的算力比例分配给矿工。 围绕专用芯片的研发、矿机的生产、宽池的组织、比特币的交易，形成完整的产业链。

区块链技术解决了哪些问题？

如果说互联网技术解决的是人类信息获取的问题，那么区块链技术解决的是人类之间的信任问题。 传统的个人对个人交易一般都是通过一个权威的中心进行，比如银行转账、中介、政府干预等进行房屋买卖。 区块链让全网所有节点共同维护一个账本。 每个节点都有一个账本。 交易记录一经确认，不可修改，其他特性保证了交易记录的真实可靠，不可篡改。 因此，陌生人可以直接基于区块链技术进行各种交易，并保证交易的真实性、可靠性和完全可信性。