链动精灵丨比特币——基础知识

链动精灵丨比特币——基础知识

2008年，中本聪公开发表了一篇名为《比特币：一个点对点数字货币系统》，比特币出现在世人面前。2009年，比特币网络开始运作，它由中本聪发布的并被大量其他程序员修订过的核心客户端发展而来。比特币的特别之处，在于它利用分布式计算系统（被称为“工作量证明”算法）来解决双重支付问题。

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。刚刚过去的2017年，牛市过后，2020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3万美元，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。

在造富效应冲击下，越来越多人跑步进入到比特币的投资领域，进入到以比特币为代表的区块链投资领域。比特币之前一直有“泡沫币”之称。2020年，它以突破20000万美金为冲击口，一路水涨船高至今已经达到30000万美金的高度，而不同于2017的牛市，许多金融届的研究学者都纷纷称赞它已越来越稳固。

比特币挖矿指使用专业矿机参与比特币挖矿，比特币网络是分布式全球公开账本，账本记录的是所有的比特币转账交易数据，实现个人之间点对点的价值传输，不依赖于第三方权威机构，如银行，支付宝等。

你可能听说过这个词，所谓非对称加密，其实很简单，就是加密和解密需要两把钥匙：一把公钥和一把私钥。公钥是公开的，任何人都可以获取。私钥是保密的，只有拥有者才能使用。他人使用你的公钥加密信息，然后发送给你，你用私钥解密，取出信息。反过来，你也可以用私钥加密信息，别人用你的公钥解开，从而证明这个信息确实是你发出的，且未被篡改，这叫做数字签名。

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现在请设想，如果公钥加密的不是普通的信息，而是加密了一笔钱，发送给你，这会怎样？

首先，你能解开加密包，取出里面的钱，因为私钥在你手里。其次，别人偷不走这笔钱，因为他们没有你的私钥。因此，支付可以成功。

这就是比特币（以及其他数字货币）的原理：非对称加密保证了支付的可靠性。

由于支付的钱必须通过私钥取出，所以你是谁并不重要，重要的是谁拥有私钥。只有拥有了私钥，才能取出支付给你的钱。

而实现个人之间点对点的价值传输有两个条件：

1，专人将转账记录记录到比特币的公开账本

2，将转账记录（账本的更新）同步到全球公开账本

专人记账，全球账本同步的就是挖矿，做这个工作的计算机为矿机，买专业矿机组织挖矿的人就是矿工。区块挖矿就像一个公开透明的账本，所有的矿工都是记账的人，每个区块链上的每个区块都相当于在这个账本上增加一张帐单，而挖矿就是一个“记账”的过程。

比特币钱包

对于比特币来说，钱不是支付给个人的，而是支付给某一把私钥。这就是交易匿名性的根本原因，因为没有人知道，那些私钥背后的主人是谁。

所以，比特币交易的第一件事，就是你必须拥有自己的公钥和私钥。

你去网上那些比特币交易所开户，它们会让你首先生成一个比特币钱包（wallet）。这个钱包不是用来存放比特币，而是存放你的公钥和私钥。软件会帮你生成这两把私钥，然后放在钱包里面。

根据协议，公钥的长度是512位。这个长度不太方便传播，因此协议又规定，要为公钥生成一个160位的指纹。所谓指纹，就是一个比较短的、易于传播的哈希值。160位是二进制，写成十六进制，大约是26到35个字符，比如 1BvBMSEYstWetqTFn5Au4m4GFg7xJaNVN2。这个字符串就叫做钱包的地址，它是唯一的，即每个钱包的地址肯定都是不一样的。

如何让人主动愿意做矿工？

比特币创世人中本聪是经济学家，将比特币网络设计为每10分钟产生一个区块，这个区块记录最近10分钟内所有比特币网络的转账交易记录，并与上一个区块按时间顺序连接起来，从而形成区块链。

可以将比特币的整个电子账本的看作是一本账簿，每10分钟产生的区块看作是账簿中的一页，区块首尾相连，相当于每一页账簿之间用页码编号连接。

中本聪设计的规则为谁记账谁可以获取两部分收益：一部分是区块包含的所有转账费用；第二部分是比特币系统直接给的奖励，系统给予的奖励递减变化，刚开始一个区块奖励50比特币，从2009年开始已经减半到12.5个比特币，谁记账谁获的奖励。

中本聪应用密码学知识设计密码题，大家进行解题，谁解题成功谁获取奖励。

随着比特币的升值，参与解题的人越多，解题的速度越快，为维持每10分出一个区块，比特币系统每13天调整系统出题目的难度，将13天以来出块时间做平均决定下一个13天增加或者调低出题的难度。

随着比特币的不断升值，奖励越来越诱人，参与挖矿的人越来越多，系统出题的难的度越来越大，现在的矿机都是专业的矿机，矿机之间抱团解题，打个比方假设答案落在0~1000区间，如果一个人计算，则需要从0~1000尝试，如果有100个人抱团，则每个人只需要分配10个数字计算，这样解题速度大大加快，团队获得记账权的权力大大提高，获取收益100个人平均分配即可，这种抱团的思路即为矿场和矿池。

矿场就是非常多的矿机放置的物理场所，提供稳定的电力供应，矿机24小时365天工作，需解决矿机运算过程中的散热问题，有专人运营维护设备正常运转、保养、维修。

矿池可以理解为软件系统，将大量矿场矿机的计算能力集中起来做比特币系统出的密码学难题，每一台加入矿池的矿机计算任务都是矿池分配统计。

矿工会优先挑选手续费高的转账记录进行打包，如果转账给的手续费低，则矿工不打包，所以转账不成功，或者需要特别久时间才能转账成功。例如半夜转账人少，则手续费相对低矿工也会打包记录，转账会成功。

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编译者/作者：链动精灵科技

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