【区块链简史】第三章 比特币和区块链

1.比特币和区块链的关系

提到比特币时，往往会提到区块链，比如：上一章我们就提到中本聪创建了“创世区块”，因此获得了50枚比特币奖励。从这一描述我们得知，比特币电子现金系统中，创建区块可以获得比特币奖励。那么创建一堆区块，然后串联起来是不是就是区块链了？是不是就能获得一大堆比特币呢？

事实上确实如此，在比特币电子现金系统中，系统会定时给出一道数学题，所有人可以抢答，答对的就能获得创建区块的权利，创建完成后，就可以获得一定数量的比特币奖励了。

所谓的区块（Block）指的是存储数据的最小单元，对应的计算题答案，就存储在区块中，获得的比特币信息也是如此。就如同一叠钞票（比特币）放在一个钱包（区块）中，钱包中还放了答题卡（答题结果）。

除了第一个区块“创世区块”外，其余的区块必须等待上一区块创建完毕后，使用上一个区块的计算结果来出下一个区块的计算题，因此计算题就如同一条绳子一样，将相邻的两个区块连接了起来，形成区块链。

至此，我们就大概明白，比特币是答题成功创建区块后获得的电子现金系统奖励，区块之间相互连接形成了区块链。

2.区块链的基本原理

我们再进一步想想，就会产生一些新的问题：

为何要通过创建区块的方式来产生比特币呢？以及为何一定要将所有区块串联起来形成链条呢？还有人们口中所谓的去中心化为何意呢？匿名又指的什么？

在回答这4个问题之前，我们先来结合现实生活，看看以下几个问题：

• 货币从哪里来？
• 如何流通到使用者？
• 如何记录交易信息（记账）？
• 如何存储交易信息（存储账本）？
• 为何要支持去中心化？以及如何实现去中心化？
• 为何要支持匿名交易？以及如何支持匿名交易？

就拿我们日常生活中，比较熟悉的人民币来说：

• 人民币通过中国人民银行，也就是央行发行，以法律形式赋予其强制流通使用，即法定货币，简称法币；
• 央行通过收购外汇、债券交易、再贴现和再贷款，从而将发行的货币流入企业、债券市场、各大银行（工行、招行等），个人收到工资、购买债券、向银行贷款等方式获得人民币，货币总量无限；
• 银行才有记账的权利；
• 交易信息也就是账本存储在银行系统中；
• 银行系统为中心化系统，涉及到一国之金融命脉，由央行统一管理；
• 必须提供个人身份信息，一来保证财产所有权，二来防止金融犯罪，比如：洗黑钱。

对于比特币来说：

• 比特币通过一种电子现金系统产生，不受中国法律保护，称为代币；
• 通过回答电子现金系统给出的计算题，答对者获得奖励而得到，货币总量有限；
• 回答正确者拥有记账权，并负责记录交易信息；
• 交易信息存储在区块中，多个区块串联起来就如同一本账本，也就是区块链；
• 为了防止任何人修改账本，篡改交易记录，因此区块链设定每个人，都拥有信息完全相同的账本，也就是所谓的分布式存储，除非超过50%的人同意，否则无法修改账本；
• 为了获得经济交易自由，保护交易者隐私，因此比特币交易不需要提供任何个人信息，就可以进行转账和收款。

通过以上对比，我们能看出比特币比起法币来说，抛开法律层面，最大的特点在于：

货币量总量有限、账本分布式存储（去中心化）、交易匿名且很难被篡改。

我们来看看，比特币电子现金系统是如何实现这些特点的，同时依次回答开始提出的4个问题：

• 货币发行模块

  创建区块，本质上是在记账，记账者获得比特币奖励，才会愿意持续记录交易信息，从而保证着所有交易的正常进行。因此，将比特币的发行设定在记账环节，才能使整个系统的正常运转。

  货币发放总量为2100万枚，目的是防止通货膨胀。发行规则为，每10分钟所有人就可以一起回答一道计算题，谁先答对谁就获得创建区块的权利，创建成功后就能获得一定量的比特币奖励。一开始回答对一道题的奖励是50枚比特币，每计算21万道题，奖金就会减半，大约到2140年，就再无比特币奖金，至此比特币发放完毕，总共2100万枚。

  另外，除了创建新的区块可以获得比特币外，还可以从交易中提成，也就是我们熟悉的转账费，从而保证整个系统在比特币发放完毕后，依然可以正常运转。

• 记账模块

  首先大家一起计算一道题，先完成的获得记账权，计算的过程是需要花费成本的，随着计算题难度加大，成本也会逐渐加大。这里所说的成本，比较直接的表现就是，挖比特币（争夺记账权、创建区块）会消耗很多电量，需要电费。

  获得记账权后，开始创建区块（记账），每个区块都要带上创建的时间，目的是为了证明某个时刻确实发生了一笔交易，以及为了防止双重支付（比如：同一个数字货币被拷贝使用多次），每个区块必须等待上一个区块创建完成，同时每个区块还必须带有前一个区块的产生时间（除了创世区块），于是形成了区块相连后的链条状，这就是区块链名称的由来。

  接下来，区块创建完成后，就通知所有人确认交易，大家共同校验交易的合法性。

  值得一提的是，通过这样的机制，建立起了一个程序化的信用系统。之所以这样认为，是因为在这样的系统中人们都是“诚实的”，不是因为品德高尚，而是因为修改一个区块，就必须将这个区块之后的区块都修改好，相当于要重新计算所有区块的计算题，其次还要比其他人算的快才能有权利修改，这样付出的成本太大了。

  另外，如果真有人这样干，大家就不会再信任这个系统，即使通过篡改获得了比特币，大家也不认可了，花了那么大力气换来一文不值的东西，一般来说只有傻子才会这么干，绝大部分人还是“诚实的利己主义者”。

• 存储模块

  上文已提到，每一个区块创建完成后，就会向所有人广播，大家校验成功都信任这次交易后，每个人的账本（区块链）上就会新增这页记账信息，从而保证全网所有人都拥有相同的账本。

  这样的账本存储方式就是去中心化的，简单来说就是人手一本账本，防止任何人轻易篡改交易信息。

• 交易模块

  比特币交易只需要将比特币从一个地址，转移到另外一个就可以了。每个人都有一个比特币地址，这个地址好比每个人的钱包。

  转账者发起转账时，必须对本次交易进行数字签名后，才会广播出去，答题获胜得到记账权的人，就会开始校验签名是否合法，由于每个人的签名是唯一的，因此就可以确认交易内容是否是签名者本人发起的，确认合法后，就会进一步通知所有人发生了这笔交易。

  这个过程不需要提供任何个人信息，只能看到比特币从一个地址到了另外一个地址，所以整个交易是匿名的，我们并不知道地址后面的人是谁。但这种匿名方式并不彻底，因为这只是给每个人取了一个外号，一旦知道这个外号（比特币地址）对应的真实姓名是谁，那就知道了这个人的所有交易。

3.区块链的定义

综上所述，我们来给区块链下一个定义，同时作为本章的小结：

从狭义上讲，区块链是一种去中心化，匿名交易电子现金系统的底层技术，核心模块包括：货币发行模块、记账模块、存储模块、交易模块。

从广义上讲，区块链是一种程序化的信用系统。

【下章预告】区块链技术详解

深入讲解区块链核心技术，满足技术控的好奇心