区块链的过去和现在

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比特币的起源

2008年，一位名叫中本聪的人在一篇题为《比特币：一种点对点电子现金系统》的论文中首次提出了比特币。 中本聪结合之前多项数字货币发明，如 B-money 和 HashCash，创建了一个完全去中心化的电子现金系统，不依赖中央机构进行货币担保或结算验证担保。 关键的创新是使用分布式计算系统（称为“工作量证明”算法）每10分钟对全网进行一次“选择”，可以使用去中心化网络同步交易记录。 这很好地解决了双重支出问题（即一个货币单位可以被花费两次，以前，双重支出问题是数字货币的弱点，通过中央清算所清算所有交易来解决）。

比特币打开了区块链的大门

区块链技术是比特币最初的核心技术。 在比特币被发明之前，世界上没有区块链。

比特币发明后，很多人参考比特币中的区块链实现，使用类似的技术实现各种应用。 此类技术统称为区块链技术。 各种用区块链技术实现的链就是区块链。

区块链技术的巨大价值

事实上，区块链技术的核心是解决信任成本问题。 去中心化和去中介化是区块链技术的核心概念。 区块链颠覆了所有禁锢我们思想的旧思维，它将彻底改变交易执行的管理和集中控制。 区块链放松了曾经牢牢掌握在银行、政策制定者、票据交换所、政府、大公司等各种中央机构手中的信任控制。区块链将人们从这些旧的控制节点中解放出来。 例如，交易双方可以在区块链上对交易进行完全认证，而不需要清算中心。 信用的实现应该是无偿的，不应该掌握在一些中心化的权力机构手中，要么利用信用来征税，要么肆意操纵，玩弄各种形式的费用、访问权、权限等。所以我相信当未来区块链遍地开花，将引爆一个新时代。

什么区块链技术？

区块链技术本质上是一种交易记录的存储技术。 永久保存交易记录，保存后永不删除，只能按顺序添加新交易比特币的核心技术是什么，从而永久记录所有交易历史。 这个看似简单的功能描述其实有着深远的含义。 它促使我们重新思考我们如何创建交易、存储数据和交换资产。 这是一场伟大变革的起点。

用一句话描述区块链技术？

加密安全的分布式分类帐网络技术。

区块链技术核心要点

一个点对点的分布式网络（每个网络节点同步数据）

所有交易的账本数据（区块链）

一种去中心化的交易验证（基于密码交易安全、脚本验证交易执行合约或智能合约）

去中心化量化货币发行（分布式挖矿、矿池挖矿协议、工作量证明生成新区块）

1.点对点P2P网络（Peer to Peer）

1.1 网络工作原理

新交易广播到全网

每个节点将接收到的交易信息合并到一个块中

每个节点都试图在自己的区块中找到足够难度的工作量证明

当节点找到工作证明时，它会将其广播到整个网络

当且仅当该块中包含的所有交易均有效且之前不存在时，其他节点才同意该块的有效性

其他节点表示接受该块，接受的方式是跟随块的末尾，创建一个新的块来扩展链，被接受的块的随机散列值被认为是在末尾之前堵塞。 新区块的随机哈希值

1.2 区块链网络的组成

1.3 区块链网络详细流程图

2. 区块链

2.1 区块链原理及简介

区块链的实现首先提出了“时间戳服务器”。 时间戳服务器通过实现随机散列并广播散列，以块的形式对一组数据进行时间戳，就像在新闻或新闻网发布中形成地板链一样。 显然，时间戳可以证明特定数据在某一时刻一定存在，因为对应的随机哈希值只有在该时刻存在时才能得到。 每个时间戳都应该将前一个时间戳合并到它的随机哈希值中，并且每个后续时间戳都会增加前一个时间戳，从而形成一条链。

区块链图像图

2.2 区块链连接

矿工每隔一定时间会根据工作量证明挖出一个新区块（比如比特币：根据难度系数，全网工作量证明算法的算力大约需要10分钟才能产生一个新区块; 难度系数会根据全网算力的增加进行调整，始终保证在10分钟左右产生一个新区块）。 节点会在“父块哈希值”字段中找出包含它的父块的哈希值。 这是该节点已知的哈希值，也就是下图中第277314个区块的哈希值。 因此，该块是链中最后一个块的子块，从而扩展了现有的区块链。 节点在链的末端添加新的区块，使区块链增长到新的高度 277315。

下图显示了三个块的连接：

2.3 区块链——比特币创世区块信息

3. 交易

我们定义一个电子币就是这样一系列的数字签名：每个拥有者为之前的交易签署一个随机散列数，并用下一个拥有者的公钥（Public key）签名，并将这个签名附加到电子货币的末尾，而电子货币被发送给下一个所有者。 收款人可以通过验证签名来验证链的所有者。

3.1 复式账面交易

3.2 交易中的输入输出

数字货币交易是一种具有输入值和输出值的数据结构。 该数据结构包含将一笔钱从初始点（输入值）转移到目的地地址（输出值）的代码信息。 数字货币交易的输入输出值与账号或身份信息无关。 您应该将它们理解为由特定关键信息锁定的一定数量的数字货币。 只有拥有这个关键信息的人才能解锁。

交易流程图

一般交易，最常见的交易形式是从一个地址到另一个地址的简单支持。 此类交易通常还包括对付款人的“找零”。

集合交易是一种将多种输入组合成一种输出的模式，相当于在现实生活中用很多硬币和纸币换取一张大面额的钞票。

去中心化交易是将一个输入分配给多个输出。 这种交易类似于老板给员工发工资的情况，把钱从一个账户转到多个账户。

3.3 交易数据

下图为比特币的交易数据结构

4. 工作量证明

4.1 工作负载介绍

为了在点对点的基础上构建一组去中心化的时间戳服务器，仅仅像报纸或全球新闻网络一样工作是不够的，我们还需要一个类似于 Adam Back 提出的哈希现金（Hashcash）。 在进行随机散列时，工作量证明机制引入了针对特定值的扫描工作，例如 SHA-256，其中随机散列值以一个或多个零开头。 那么随着0个数的增加，求解所需的工作量会呈指数级增长，但只需要一次随机哈希运算就可以检验结果。

我们在区块中附加一个随机数（Nonce）比特币的核心技术是什么，这个随机数使得给定区块的随机散列值根据需要出现尽可能多的零。 我们通过反复试验找到这个随机数，直到找到为止。 这样，我们就构建了一个工作量证明机制。 只要 CPU 消耗的工作量能够满足工作量证明机制，除非重新完成相当大的工作量，否则区块的信息是无法更改的。 由于此块之后链接了后续块，如果要更改此块中的信息，则需要重做所有后续块的所有工作量。

4.2 挖矿

挖矿是增加数字货币供给量的过程，同时挖矿也保护了数字货币系统的安全。

矿工在挖矿过程中获得两种奖励：创建新区块的新币种奖励，以及区块中包含的交易手续费。

4.3 矿池挖矿

在算法竞争激烈的环境下，个体矿工没有机会独立工作（solo mining）。 他们可以通过矿池协议合作组成矿池，共同挖矿，共享收益。

五、区块链常用术语

比特币

首字母大写的比特币用于表示比特币的概念或整个比特币网络本身。 例子：“今天我学到了一些关于比特币协议的知识。”

没有大写字母的比特币代表一个记账单位。 例如：“我今天转了 10 个比特币。” 该单位也常缩写为 BTC 或 XBT。

比特币地址

比特币地址就像一个物理地址或电子邮件地址。 当有人向您支付比特币时，这是您需要提供的唯一信息。 然而，一个重要的区别是每个地址只能用于单个交易。

点对点网络

点对点网络是一个系统，在这个系统中，整个系统的功能就像一个有组织的集体，允许各个节点直接与其他节点交互。 就比特币而言，比特币网络的结构使得每个用户都可以传播其他用户的交易。 重要的是，不需要银行作为第三方。

哈希率

哈希率是衡量比特币网络处理能力的单位。 为了安全起见，比特币网络必须进行大量计算。 当网络达到 10Th/sec 的哈希率时，这意味着它能够每秒进行 10 万亿次计算。

交易确认

交易确认意味着交易已经被网络处理并且不太可能被逆转。 当一笔交易被包含在一个区块中时，就会收到一个确认，并且每个后续区块都有一个相应的确认。 对于小额交易，单次确认可以认为是安全的，但是对于1000美元这样的大额交易，等待6次以上确认才是合理的。 每次确认都会以指数方式降低交易被撤销的风险。

区块链

区块链是按时间顺序排列的比特币交易公共记录。 区块链由所有比特币用户共享。 它用于验证比特币交易的持久性和防止双重支出。

密码学

密码学是数学的一个分支，它使我们能够创建提供高度安全性的数学证明。 电子商务和网上银行也使用密码学。 对于比特币来说，密码学是用来保证任何人都不可能使用别人钱包里的资金，或者破坏区块链。 还使用密码学对钱包进行加密，使得没有密码就无法使用钱包。

符号

加密签名是一种可以证明所有权的数学机制。 对于比特币，比特币钱包和它的私钥通过某种数学魔法联系在一起。 当您的比特币软件使用相应的私钥签署交易时，整个网络都知道该签名与已花费的比特币相匹配。 但是，世界上没有人可以猜到你的私钥来窃取你辛苦赚来的比特币。

钱包

比特币钱包大致相当于比特币网络中的实体钱包。 钱包实际上包含你的私钥，允许你在区块链中使用分配给钱包的比特币。 就像真正的钱包一样，每个比特币钱包都可以显示它控制的所有比特币的总余额，并允许你将一定数量的比特币发送给某人。 这不同于商家向您收费的信用卡。

堵塞

块是区块链中包含并确认未决交易的记录。 平均而言，大约每 10 分钟通过挖掘将一个包含交易的新区块添加到区块链中。

双倍消费

当恶意用户试图同时向两个不同的收件人发送比特币时，这被称为双重支出。 比特币挖矿和区块链将就两笔交易中的哪笔交易在网络上得到确认和视为有效达成一致。

私钥

私钥是一个机密数据块，通过加密签名证明您有权使用特定钱包中的比特币。 如果您使用钱包软件，您的私钥存储在您的计算机上； 如果您使用在线钱包，您的私钥存储在远程服务器上。 不要泄露私钥，因为它们允许您使用相应比特币钱包中的比特币。

矿业

比特币挖矿是使用计算机硬件对比特币网络进行数学计算以确认交易并提高安全性的过程。 作为对他们服务的奖励，矿工会收到包含在他们确认的交易中的费用，以及新创造的比特币。 挖矿是一个专业且竞争激烈的市场，奖励按照完成算力的多少进行分配。 并不是所有的比特币用户都会挖矿，挖矿赚钱也不容易。

中本聪

聪是常用单位，表示比特币的最小单位。 100,000,000 聪等于 1 比特币 (BTC)。