1.人类社会货币的演变

• 2008年金融危机，美国政府可以无限增发货币因为只有它有记账权
  • 不需要一个中心来记账，大家都有权记账货币不能超发，整个账本完全公开透明
• 银行或是第三方支付机构，高度依赖其自身信用作为担保，中心化方式记账，存在黑客攻击，数据篡改危险
  • 由只有银行自己记账到人人参与记账，去中心化，更安全
• 区块链技术保证每人手中的账本统一
  • 比特币网络大约每0分钟出一页账单，即区块。类似每十分钟出一道数学题，比赛谁算的快。赢得比赛即获得该区块的记账权以及获得新的比特币作为奖励。即，算的快的计算机将“挖”到一定数量的比特币。
  • 最初每个区块奖励50个比特币，大约每4年减半一次，一直到2140年全部奖励耗尽。
  • 一页账单生成后，紧接着进行下一单的竞争
  • 只有掌握全网算力的51%以上，理论上才能改掉某一页账本的数据。社区会警惕并施压超过30%的计算力量，因此恶意数据修改几乎无可能
  • 比特币实现了去中心，发行，记账，激励为一整套的发明。其底层技术就是区块链
• 实现价值的传递
  • 互联网传递信息：照片发给朋友，你有一份，发给朋友一个普本，即朋友有个同样的备份。但货币，版权，票据等价值载体传递时，不可能出现自己手里100块，转给朋友100，自己还有100。
  • 价值的传递：信息的转移和价值的转移同时进行。

2.比特币的转账机制及必修名词

• 比特币转账机制
  • 登录钱包
  • 选择从自己哪个比特币地址转账给对方
  • 对方钱包地址，填写数额，手续费（自己选择手续费多少，不给可能会被矿工拒绝确认），签名，提交比特币网络
• 算力
  • 解答比特币数学题：计算机做随即的哈希碰撞，每秒能做多少次哈希碰撞，代表“算力”
  • 目前主流矿机为10T左右计算量级，即一台矿机每秒至少10的13次方哈希碰撞
  • 一个矿工所掌握矿机占全网总算力的百分比是多少，代表其在这10分钟竞争中获胜的概率为多少
• 工作量证明pow
  • 矿工最先计算出数学题的正确答案，说明这个矿工付出了工作量，是一个有权利记账的人。他会把之前打包好的网络上的交易记录到一页账本上，同步给其它人。其他人通过工作量证明来信任他的记账权以及这个账单上的记录
• 权益证明pos
  • 拥有越多比特币，记账权利获取的概率越大
  • 这种证明机制在一定程度上缩短了达成共识的时间，不需要消耗能源挖矿
• 区块
  • 比特币网络是一个巨大的账本，平均每十分钟诞生账本的一页，称之为“区块”
  • 包括一：此区块的身份信息，诞生时间，第几个，哈希值，区块大小。用于证明这个区块是正确的，是沿着上一个区块往下的取消，也给下一个区块提供了验证身份的信息
  • 包括二：这段时间内网络里产生的比特币之间的交易（非实体货币购买比特币），即这个账本记录的每一笔交易
• minning挖矿
• minner矿工
• hash哈希
• Proof of Work
• block
• blockchain

  3.比特币转账运行的原理

• 比特币发行机制
  • 总量2100万
  • 1BTC可分割到小数点后8位，即一亿份
  • 每十分钟出一页账单。即每个区块问世，伴随奖励的比特币一起问世，最初每个区块奖励50个比特币。
  • 每21万个区块，奖励减半，到2140年，奖励为0。21万个区块，平均10分钟1个，理论上1458.3天，即3.99年
  • 区块高度，用来标记当前为第几个区块
• 比特币记账
  • 所有矿工通过竞争哈希计算的方式，争夺记账权。即每十分钟一道数学题被丢到网络中，谁先计算出正确答案，谁将会的本轮的记账权利。紧接着，大家以此页账单为准，争夺下一账单的记账权利。通过这种pow共识机制，实现区中心化的账本
  • 获得记账权利的同时，将获得比特币作为奖励，即挖到比特币。以及获得记录在此账单里面交易的手续费，一般一个区块手续费为零点几到两个比特币
• 比特币交易
  • 每个区块大小为1M字节，大概容纳数千笔交易
  • 当网络中交易较少时，等待矿工确认的时间可能只需要10分钟（挖到下一个区块的矿工将记录此间发生的交易）
  • 当网络中交易较多时，将多等待一个或多个10分钟，或更长时间。矿工将选择记录手续高的交易

4.比特币的技术来源

• 去中心化
  • 通过非对称加密实现验证真伪，所有节点（nodes）都能验证交易真伪
  • 加密和解密使用不同的密钥即为非对称加密，加密和解密使用相同的密钥即为对称加密
  • 私钥，只有拥有者用来加密
  • 公钥，公开给需要的人，用于解密
  • 公钥和私钥可以互相验证对方
  • A发信给B，A使用B的公钥加密后发送给B，B用自己的私钥进行解密。别人收到这条信息后无法解密
  • 比特比世界中：比特币地址可理解为公钥，签名、输密码的过程理解为私钥的签名
  • 每个矿工拿到一笔转账交易时，通过验证公钥和私钥是否匹配，来验证交易是否合法
  • 每个人保管好自己的私钥，知道自己的地址和对方的比特币地址，就能够安全的交易，无需中心化的机构来验证交易真伪
  • 非对称加密+分布式存储保证了比特币的去中心化
• 无法被篡改
  • 工作量证明+最长链机制保证了比特币无法被篡改
  • 工作量证明，类似毕业证、驾驶证，即通过一定时间学习或掌握某种知识或技能，通过结果证明你曾经做过某事，做过一定量的工作
  • 工作量证明的特点：对于执行的一方，难度适中，对于验证的一方，非常容易验证。因此矿工通过哈希计算获得正确答案，其它节点通过非常简单的验证就可以同意其记账，并同步账本。打上时间戳后，进行下一轮挖矿
  • 篡改某个区块高度上的交易信息：从这个区块开始，把之后的区块全部重新计算一遍，再把账本同步给其他人。而在他重算的同时，其它矿工在原有链上继续前进，因为默认最长链为唯一正确的链。若想篡改，需要在很短的时间内赶上现有最长链的区块高度，已让其它矿工误以为这是最长的“正确”链（账本）。除非拥有至少50%的算力，否则机本无可能篡改
  • 目前全网算力约为8E哈希每秒，即每秒进行810^18$8*10^18$次方次计算，目前主流矿机算力10T左右，即每秒1013次计算。若要拥有51%的算力，需要矿机=1/2 * 8E18/1E13 = 4E5 = 400000，即40万台矿机。按照一台矿机1万人民币，则设备投入为40亿元，况且矿机生产赶不上销量，买不到现货。老矿机不断被淘汰，大于10T的新矿机出世，全网算力会不断提高。购买机器的速度很难赶上算力上涨的速度。因此，从投资回报率角度来看，如果不是为了追逐60，70亿以上的利益，并且有雄厚的资金和技术支持，一般很不会想去进行算力攻击
  • 试想攻击发生，比特币的区块连被篡改，则比特币会变得一文不值，通过篡改获得的收益也将不复存在
• 不可伪造
  • UTXO，Unspent Transaction Output 未花费的交易输出，比特币交易生成及验证的核心概念
  • 从别人那里拿到的钱，我还没花出去，才能给你。即未花费的交易输出
  • 我转给你1比特币，一定是别人给我的、我还没有进行花费的比特币。可以一直往前追溯到矿工挖出来的那个区块
  • UTXO保证了比特币不可伪造，不可双花/重复支付，解决的信任问题，使得比特币可以广泛被认可