比特币

周末习总发话要发展区块链，加密货币大涨，今天A股冒出1000多只区块链概念股，区块链貌似又火了，今天就来复习一下区块链的代表——比特币的基础知识吧。

2008年，美国爆发次贷危机，让我们意识到，以国家主权背书的金融机构也有可能发生黑天鹅事件。同年10月，中本聪发布比特币白皮书《比特币——一种点对点电子货币系统》，2009年创世区块诞生，比特币降临人间。

比特币是什么？它是一种基于去中性化、采用点对点网络与共识主动性、以区块链为底层技术的加密货币。概念比较绕口，让我们用通俗的语言来介绍一下各个概念。

1.去中心化、点对点网络。

在我们传统的支付系统中，所有人都和银行打交道，由银行来处理用户支付请求，即使是微信或者支付宝，背后也是银行在处理。而在比特币系统中，不存在银行这样的中心化系统，支付直接发生在人与人之间。另外传统系统由银行负责记账，在比特币系统中，每个人都保存所有用户的账本，用户不需要去第三方机构查账。

2.共识主动性

银行是由国家背书的，所以它有信用，而比特币系统是基于共识算法的，用算法来保证公平公正，保证所有的支付和账本是真实可靠的。

3.区块链技术

这是比特币系统的底层数据结构，将一段时间内（10分钟）的交易打成一个数据包——即一个区块，然后将最新的区块和旧的链接起来，形成一个链状的数据结构。

比特币既然是一个电子货币系统，所有人都保存完整的账本，这里涉及两个重要的问题：

1.为什么要记账？

2.谁来记账？

分别回答一下：

首先，为什么要记账？账本信息很多，几十上百G，我为什么要浪费我的磁盘空间为你们记账呢？简单的说，因为记账有奖励，奖励就是比特币。

其次，既然有奖励，比特币现在1万美元一个，大家都想记账，那谁能获得这个权利呢？中本聪巧妙地设计了一个系统，出一道数学题给大家算，这道题很难，人脑是不可能算出来的，只能通过计算机计算，由于题目很难，计算机也没有什么好方法，只能一个一个去试，直到试对了为止。可能有的计算机运气好，试了几次就对了，但平均来看，谁的计算机CPU最强，算力最高，谁就最有可能先算出这道题，这就叫工作量证明。先算对的就能获得记账权，得到比特币，而这个过程就叫做挖矿。

比特币作为一种支付系统，还有两个重要的问题需要解决：

1.如何防止伪造？

2.如何防止双花，即双重支付？

为了防止伪造，比特币采用了电子签名，采用不对称加密的方式实现，每个人都有私钥和公钥，私钥是保密的，公钥是公开给所有人，让人们用来验证的，由私钥可以算出公钥，反过来则不行，这就是非对称加密。

当有人在比特币网络上发布了一条交易信息：我转给马云10个比特币，他要将信息用私钥加密，广播到比特币网络，所有收到信息的人会用公钥将信息解码，确认支付是由本人发起的，只有得到验证后，本次支付才会被认可，记载到比特币账本上。

如何防止双重支付呢？

我有10个比特币，我同时广播两条信息：1.我向马云支付10比特币 2.我向王健林支付10比特币,

哪一条信息会被确认呢，还是同时被确认。这又涉及到一条重要概念：最长链原则。

网络有快慢，有人可能先收到第一条消息，检查账本发现我刚好有10比特币，于是确认了这条交易，第二条交易就会被拒绝，因为余额已经为0 了；也有人先收到第二条，那第一条就会被决绝。我们说过比特币是一条数据链，此时链上产生了不同的账本，这就是分叉，怎么解决呢，按照最长链原则，哪条信息最先被打包，链接到区块链上，就以哪条为准，后确认的将被抛弃掉。

最长链原则还可以防止信息被篡改，当有人修改了某一个区块，比如我将上一条支付给马云10比特币的信息删除，为了账本能对上，我需要将此区块后面所有的区块全部修改，按照比特币的工作量证明原则，除非我控制全网50%以上的计算机，否则不可能一直让我记账，我的链不能成为最长链，也就是无效的。

另外，如果一个人真的控制了全网50%的计算机，那他还有必要通过这个来赚钱吗，所以比特币是安全可靠的。