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比特币比特币系列1基础知识

发布时间:2021-02-25比特币评论
BitcoinSeries#1-TheBasicsPauloSantosArquiconsult?2017/11/7推荐理由:本周一,特斯拉宣布已投资15亿美元购买比特币,并将很快接受通过比特币付款购买特斯拉汽车。周四,纽约梅隆银行宣布,今年

BitcoinSeries#1-TheBasicsPauloSantosArquiconsult?2017/11/7推荐理由:

本周一,特斯拉宣布已投资15亿美元购买比特币,并将很快接受通过比特币付款购买特斯拉汽车。周四,纽约梅隆银行宣布,今年晚些时候将为机构客户持有、转让和发行比特币及其他加密货币。ARK掌门人CathieWood称比特币炒作程度很低,是一个十年十倍的超级机会。传奇基金经理BillMiller认为比特币比其他所有资产更具上涨潜力。摩根大通近期发布的研究报告将比特币的目标价格定在146,000美元以上。在获得主流机构力挺后,比特币价格再创新高,今天,比特币价格一度突破49,000美元,报收47,640美元。那么,比特币,乃至其他加密货币是否有价值?比特币是庞氏骗局吗?在投资组合中加入比特币会有何影响?如何看待上市公司资产中包含比特币?我会搜集一些关于比特币的文章,预计未来4-5天的推文也将会围绕这个专题。这篇文章介绍了关于比特币的一些基础知识,请注意本文写于2017年。我会结合csdn上的文章做一些补充,力求通俗易懂。概括比特币正在大规模上升,目前市值达到1185亿美元。

本文将是系列文章的第一篇。该系列文章将涵盖有关比特币的知名事实以及许多鲜为人知的事实。

阅读完所有系列之后,您应该能够了解有关使用或投资比特币的知识。我将在比特币系列文章中重点介绍比特币的含义,目标以及比特币的未来结构。这将分布在几篇文章中。

我将从基础开始。当然,这些基础知识对于大多数热衷于比特币的粉丝来说都是众所周知的,但是我怀疑普通投资者是否会轻易理解它们。

基础知识-什么是比特币?比特币是一种于2009年1月推出的数字货币,其主要区别特征在于它基于对等网络,该网络使用称为“区块链”的技术创建了分布式账本。

也就是说,比特币的主要特征是没有中央管理员创建数字货币,没有说谁持有多少货币或进行交易中继。相反,所有这些功能都由对等网络本身执行。

这与传统货币相反,传统货币在借贷时将货币的创造留给中央银行或有存款的金融机构(银行)。同样,中央银行和金融机构将谁持有多少货币的记录集中起来,并为客户之间进行交易。如今,绝大多数货币是数字货币,因此比特币不是数字货币(因此,谈论数字货币简直是胡言乱语)。

用中本聪的话来说,比特币是:

中本聪,真实身份未知,自称为日裔美籍物理学家,其在2008年11月发表《比特币:一种点对点式的电子现金系统》,2009年2月开放比特币挖矿源代码并获得最早的50个比特币。中本聪行事低调,只通过一个匿名邮箱和比特币核心开发人员交流。2011年4月,中本聪在电子邮件中表示“我已转移到其他事情上去了”,并关闭了电子邮件账户。

纯粹的点对点版本的电子现金将允许在线付款直接从一方发送到另一方,而无需通过金融机构。

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跳出原文~

继续阅读可能需要补充一些背景知识从交易的演进说起在货币产生之前,人们会用以物易物的方式来进行商品交换,比如经典的“两只羊换一把斧头”。后来,人们开始使用一些实物代表一定的价值进行商品交换,这些实物具有很强的稀缺性从而价值稳定,比如贝壳、黄金等。再后来,信用货币出现了,典型代表就是纸币。一张纸本身的价值微乎其微,但是其背后却对应了一定的商品,这种对应关系就是它的价值所在。再往后发展,货币的形态可能虚拟化了,变成了手机上的一串数字,商品的交换就对应着账本上数字的变动。可以发现,传统的货币机制始终离不开一个“中央账本”存在:货币发行、交易都需要在这个账本上记录。这个体系的问题在于中央权力过大,且要求具有极高的信用。比特币就是要颠覆这个体系。比特币的基本思想是:1)账本上不再记录余额,而是只有交易(transactions,包括付款人、收款人和付款金额);2)账本由私有改为公开,任何人都可以获得当前完整的账本(区块链),上面记录了所有的交易;3)公钥加密机制:任何人都不使用真实身份交易,而是使用一个唯一的代号(标识字符串);4)由自发的“矿工”维护这一系统的运行,矿工的工作可以获得回报(“挖矿”)。一次比特币交易设想一个场景,老张要付给老李10个比特币。老张的代号是HILKLMN,老李的代号是ABCDEFG。那么这次交易需要三个步骤:1)付款人签署交易单:交易单是一个数据结构(有规定结构的一个数据包),如下图所示,包括付款人、收款人、交易的比特币数量和来源(这些比特币是从之前的哪个交易来的)。老张将交易单填好,盖好自己的保密章(签名),发送给老李。

2)收款人确认单据签署人:老李拿到交易单,第一步需要确认这张交易单是不是老张签发的,这个步骤不难,他只需要用某种算法检验一下保密章的真实性即可。

3)收款人确认付款人余额:最后一步,老李还需要确认老张有足够的比特币来支付,同时增加自己的比特币余额(如果前一句为真)。这个工作本来是通过检查和修改中央账本来进行的,但在比特币系统中,由矿工负责。

矿工是干什么的工欲善其事,必先利其器。矿工的工具主要有:1)初始账本;2)编码生成器;3)收件箱和公告栏。初始账本就是一系列空的数据结构连成的链,里面没有记录任何新的交易(可能有初始余额)。编码生成器是一个函数,输入是交易的内容,输出一个长度为256的0-1串。中本聪规定,这个256位的0-1串的前10位必须全为0,这次交易才能确认。编码生成器是一大利器,称为“哈希函数”。它有几个重要特性:1)输入任意长度总可以获得固定长度的输出,但同一输入通过函数的输出不会改变;2)计算过程不可逆,从1可以理解到:输入空间远大于输出空间;3)算法执行速度很快;4)输出结果是散列的,输入变动一个字符,输出就会面目全非,没有规律可循。收件箱和公告栏则是矿工的输入输出渠道。有了两个工具,矿工就可以开始工作(“挖矿”)了,有以下几个步骤:

1)收集交易单。每笔交易的发起人,不但要将交易单给到收款人,还要同时复制若干份一模一样的交易单投递到每个收件箱里。矿工定期到自己的收件箱里把收集到的交易单取出来。

2)填写账本。矿工拿出一页空的账簿纸,把交易单的信息填写好。同时,将当前账本最后一页的编号连同一个“幸运数字”(自定义)也填写到这一页。最后,矿工将这一页账簿纸放入编码生成器,打印上输出的256位字符串。

3)重复2,直到满足确认条件(编码生成器输出的256位的0-1串的前10位全为0)。这个过程需要不断修改“幸运数字”,直到成功。因为哈希函数是不可逆的,这个过程可能很艰难。矿工的报酬:每成功确认一笔交易,矿工会得到一定数量的比特币。4)其他矿工确认。当某矿工成功生成一张有意义的账页,为了得到报酬,这个矿工需要请其他矿工确认他的工作。他会向其他矿工发送这一账页。中本聪规定,当某个矿工接到其他矿工送来的账页时,必须立即停下手里的挖矿工作进行账页确认。这个矿工的确认过程如下:

a.账页的编号有效:使用编码器扫描送来的账页的内容即可。

b.账页的前一页有效:查找这个矿工手中的有效账簿中有没有记录“账页的前一页”。

c.交易清单有效:也就是要确认当前每笔交易的付款人有足够的余额支付这笔钱。由于交易信息里包含这笔钱是如何来的,还包含了记录来源交易的账单编号,所以只要一直向前追溯即可。以下图为例,Alice持有25个比特币,她先将17个比特币交给Bob,又同时将6个比特币给Carol、2个比特币给Bob。最后,Bob将全部19个比特币给Mary。如下图所示,比特币系统不会记录每个人的余额,例如第一笔交易,Alice的剩余8个比特币将被记录为给了Alice8个比特币(当然Alice的账户上已经减少了25个比特币)。那么,如果验证Bob是否有足够的比特币支付给Mary?只需要根据输入的来源编号,向前追溯到1[0]和2[1]两笔交易,就会发现Bob有19个比特币。d.如果abc均成立,这个矿工将把这一页加入自己的账本,舍弃目前进行中的工作(如果他刚才也正在记录这个交易),并开始新的工作。5)账簿确认反馈。回到之前挖到矿的矿工,如果后面他收到其他矿工发来的账页,其“上一页”正好是自己之前送出去的账页,那么他就会知道自己的工作已经被认可。同时,每一个参与确认的矿工都会在公告牌上标明这笔交易,从而收付款人也可以知道自己的交易是否成功。

如何控制通货膨胀

中本聪设计的机制是,确认每若干个交易的奖励会递减,该函数最终收敛到0,因此比特币总量是有上限的,为21,000,000个。到时,矿工的收益会由挖矿所得变为收取手续费,从而解决“没人做矿工”的问题。简单说,您在进行一笔交易可以指定一个比率的手续费,矿工会自发“接单”。以上所说的“账本”就是区块链,“账页”就是区块。好的,回到原文~———————————————————————

区块链和矿工补偿为了实现其点对点性质,比特币通过使用区块链技术实现了分布式账本。

顾名思义,区块链是一串数据块。每个区块由矿工开采。要开采一个区块,矿工必须解决基于现有链的密码难题。开采一块时,会发生两件事:

矿工因首先找到区块而获得区块奖励。区块奖励是给定数量的新比特币,随着时间的推移,这些新比特币会减少。最终,这意味着有时区块奖励不再包含任何比特币。这也导致将潜在的比特币供应限制为21,000,000比特币(在我撰写本文时,已有16,667,000)。

矿工将交易纳入新区块。目前,最大块大小为1MB。这使矿工平均每个区块包括大约2,000个交易。矿工因交易而得到报酬,愿意支付较高费用的交易通常会首先包括在内。

当开采一个区块时,该区块将被添加到区块链中,并在新区块上开始工作。找不到先前区块的矿工,放弃工作并开始在新区块上工作。因此,将验证区块链中包含的交易(通过包含在新区块中),无法再更改。

不仅需要使用区块链来实现分布式账本,而且还需要防止双重支出之类的攻击(两次花相同的比特币)。防止重复支出的原因是,对等网络仅接受最长的区块链(根据网络中的大多数记录)。这意味着分类帐受到工作量证明的保护,因为更长的区块链需要进行更多的工作(解决了每个新块带来的密码问题)。因此,采矿工作不仅用于创建货币和注册交易的目的,而且还用于确保货币和交易的安全。

尽管比特币使用区块链技术,但区块链本身的概念并未获得专利。任何人都可以启动不同的区块链,以不仅支持不同的分布式数字货币(称为“加密货币”),还可以用于其他目的。

这其实隐含了风险,因为加密货币不是唯一的,且是可以凭空创造的,那么这种货币能够对应商品吗?

例如,可以使用区块链来保护和跟踪价值链中的组件,从而验证其来源。由于上述原因和比特币的价格上涨,出现了数百种不同的加密货币。新的加密货币使用相同的技术,但通常具有不同的特征,以使其在技术上比比特币更具吸引力。

比特币细节尽管比特币实现了区块链的存在,但仍有许多比特币独有的细节或参数。这些细节中的许多细节甚至都可以随着时间而改变。

例如:

比特币的发行上限为21,000,000。

通过上述对矿工的集体奖励发行,将遵循如下的集体时间表:加密问题的难度会随着时间的推移(每2016个区块)进行调整,以尝试将区块生成时间保持在10分钟左右。也就是说,如果更多的计算能力加入了比特币网络,难度将被调整得更高。如果计算能力离开了网络,则可以将难度调整得更低一些,以使块生成时间保持恒定。

块大小最大设置为1MB。这可能会更改,并且实际上其他的加密货币已经这样做了。1MB允许每个块中包含大约2,000个事务,因此这设置了比特币网络每秒可以接受的事务数(3-3.5/秒)的限制。

拥有和使用比特币-交易要获取比特币,您需要拥有(从而生成)比特币地址。比特币地址只是一个很大的数字。生成比特币地址时,它还带有一个私钥,该私钥使您可以从该地址花费一定数量,并且该地址构成了公钥,可以将该公钥提供给其他人以接收资金。

可以通过将密码短语转换为有效的比特币地址来生成比特币地址,也可以通过播种随机数然后将其转换为有效的比特币地址来生成比特币地址。通过将输入散列到有效的比特币地址中来执行此转换。

现有的比特币与任何人的所有权都不相关。取而代之的是,它们仅与地址相关联(新的比特币被存入给定的地址),以及自生成以来的交易(从地址到地址)。任何控制私钥到给定地址的人都可以从中花费比特币。

有趣(但不相关)的事情是,甚至可以离线生成比特币地址。即,根本不验证地址是否已经存在并属于另一个人。地址空间很大,因此发生这种情况的可能性很小。结果,如果任何人产生的地址等于已经存在的另一个地址并且包含比特币,那么第二个人将获得该地址的有效私钥,并且理论上可以花费这些比特币。

同样,任何人都可以看到每个比特币地址中有多少个比特币,因为这些地址是公开的(比特币交易中从其产生的任何地址都在区块链上)。但是,检查这些余额的人不知道余额属于谁,因为区块链中没有任何东西将给定地址连接到给定人(或钱包)。

私钥(控制地址,从而它们的比特币内容)可以存储在钱包中,钱包只是软件程序/客户端。这些相同的程序可用于创建更多地址和相应的私钥。值得注意的是,钱包实际上并不包含任何比特币。相反,如果仅包含对比特币所在位置的引用,以及花费这些比特币所需的私钥。同样,任何有权访问相同私钥的人都可以使用那些比特币,即使没有访问您的“钱包”也是如此。

最后,这些比特币交易通过被矿工开采而包含在新的区块链中而得到验证。比特币发送者可以决定要支付多少钱来验证交易。他提供的付款越少,他的交易就可以通过验证/包含在区块链中的时间越长。验证可能需要不到10分钟,或花费多达几个小时。(这里是通过交易所内部化的交易的例外,但是不能说已经在区块链中经过正式验证了。)

资料显示比特币的验证时间是比较长的,相对于其他新型的加密货币。

结论把它们加起来:

比特币是一种数字货币,其主要特征是基于分布式账本。

分布式分类帐通过使用区块链来实现。

矿工用新块扩展了区块链。每次发现新区块时,矿工都会从新区块中包含的交易中获得区块奖励(新比特币)以及交易费用。

在区块链中包含新区块对于保护区块链至关重要。对等网络将始终接受最长的区块链为有效。因此,具有更大计算能力的人都被视为产生有效的区块链(视机会而定)。

矿工每次创建(或创建)比特币时,它们都与比特币地址相关联。每个比特币地址都由一个私钥控制。

要从任何地址花费比特币,需要其私钥。任何人都可以从任何地址花费比特币,只要他知道该地址的有效私钥即可。

典型的用户将使用一个比特币钱包,这只是一个计算机程序。该计算机程序可用于创建和存储比特币地址和相应的私钥。

比特币钱包还可以用于将比特币发送(或花费)到其他比特币地址。该软件程序将使其透明地从哪个地址(用户已经创建的地址以及可能已接收比特币的地址)发送比特币,以及使用必要的私钥对交易进行签名。

用户每次发送比特币时,都必须指定要支付多少交易费,这将影响交易通过验证的速度(包含在区块链中)。原文链接↓

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