你瞭解比特幣嗎?比特幣白皮書解讀


你瞭解比特幣嗎?比特幣白皮書解讀


2008年10月31日,中本聰向“加密貨幣郵件組”成員發送了比特幣白皮書。比特幣的時代,開始了。

2019年1月3日,比特幣創世區塊生成,該區塊中包含了當天《泰晤士報》的頭條新聞標題,“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks”。第一筆50個比特幣正式發行。

到今年2020年,比特幣已經走過了十一年了,比特幣及其使用的區塊鏈技術徹底改變了現代金融。但是大多數人只是聽說過比特幣或者使用過比特幣,但是比特幣到底是什麼?中本聰的比特幣白皮書到底給比特幣怎麼定位的。

本篇文章嘗試解讀一下,獻給讀者,因為比特幣設計的密碼學,區塊鏈等計算機科學十分複雜,內容如果有誤,敬請諒解。

目錄:

一、比特幣是什麼?

二、 比特幣簡明工作原理

三、比特幣的創新與特性

四、比特幣的核心價值是什麼?未來還會有價值嗎?

五、團隊介紹,比特幣的前世今生

比特幣(bitcoin)誕生於2008年的一篇論文。

一個署名為中本聰的人,提出了革命性的構想:讓我們創造一種不受政府或其他任何人控制的貨幣!這個想法堪稱瘋狂:一串數字,背後沒有任何資產支持,也沒有任何人負責,你把它當作錢付給對方,怎麼會有人願意接受?

但是,狂想居然變成了現實。隨後的幾年,在全世界無數愛好者的支持下,比特幣網絡運行起來了,越來越多的人和資本參與,星星之火,終成燎原。剛剛過去的2017年,比特幣迎來了爆發式的增長,從年初的1000美元,最高漲到了2萬美元,全世界都為之震動,上到政府,下到普通百姓都在關注。事實就是比特幣已經並將繼續改變世界。

2018年連人民日報都整版報道報道區塊鏈。比特幣和區塊鏈火了,可是作為一個小白,困惑我的是:貝殼、金銀、紙幣等都作為貨幣的一種形態被人們認可和接受,

那比特幣長啥樣?

具體的形態是什麼?

想象中,比特幣是硬幣一樣的,黃金燦燦的幣,是財富的象徵呀!如圖這樣

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或者藍色的神秘十足的這樣

你瞭解比特幣嗎?比特幣白皮書解讀

非也,非也。

上面的圖片當然不是真的比特幣。比特幣只是一串數字而已。那麼,問題又來了:

比特幣的原理是什麼?

為什麼這個無人管理的體系可以成功運作?

比特幣交易的流程是怎麼回事?

它與區塊鏈又是什麼關係?

通過解讀比特幣白皮書,我儘量用通俗易懂的語言告訴你比特幣是什麼。讓我們一起來了解這個神奇的比特幣的前世今生!一起來看看比特幣的真容!

一、比特幣是什麼?

1.比特幣產生的背景

2007年,中本聰提出:“我相信存在一種不依賴信用的貨幣,我無法阻止自己去思考它。”

2008年11月1日,一封不起眼的帖子出現在論壇的“密碼學郵件組”裡,帖子言論大膽:“我正在開發一種新的電子貨幣系統,採用完全點對點的形式,而且無需授信第三方的介入。”帖子署名是中本聰(Satoshi Nakamoto)。

2009年1月3日,中本聰把自己的思考落地,他在赫爾辛基的一個服務器上創建、編譯、打包了第一份開源代碼;18時15分,創建了比特幣世界的第一個區塊(block),這一天被稱為“創世日”,而這個區塊也被稱為“創世塊”。

比特幣橫空出世的那一年2009年正好是全球經融危機。各國央媽大肆打開印鈔機源源不斷印鈔票,全球通貨膨脹是導火索。比特幣要解決普通貨幣中心化、不公開透明、雙重支付等等問題。

2.比特幣解決了什麼痛點?

比特幣到底是個什麼東西呢?

中本聰是這樣定義的:是一種完全通過點對點技術實現的電子現金系統,它使得在線支付能夠直接由一方發起並支付給另外一方,中間不需要通過任何的金融機構。

為什麼要創建這麼一個比特幣呢?

中本聰指出:我們非常需要這樣一種電子支付系統,它基於密碼學原理而不是基於信用。換句話說,比特幣能夠讓交易不再需要中間機構,直接用密碼學就能實現人和人之間流暢的交易。

我的初步理解,也就是說比特幣其實是一個電子支付系統, 說白了這不是真金白銀,就是一個基於密碼學原理而不是基於信用的數據庫,不需要第三方中介。怎麼實現的呢?就是通過一個個電腦(節點)分佈式存儲所有的交易信息,形成一個去中心化的、完全公開透明的、不可篡改的(或者說篡改難度非常大的)賬本。

3.從創世區塊看比特幣的具體形態

說了這麼多,如果你還是雲裡霧裡,不知道比特幣是什麼,我們看看比特幣白皮書第6節激勵這一節裡面有這麼一句話:

對每個區塊的第一筆交易進行特殊化處理,該交易產生一枚由該區塊創造者擁有的新的電子貨幣。

那麼,下面我們就正式來看看這個創世塊的真容吧,下面是創世區塊的鏈接地址:

https://blockchain.info/block/000000000019d6689c085ae165831e934ff763ae46a2a6c172b3f1b60a8ce26f?nsukey=qV486C6yJIaopG1HEuXoAqeWvYLkD1Fo8rV7JgvHi27SMRSDuHaWI+1PryrBEIEKeEpg0SCeU9Fm0Rm/9lngW4v611uQioJ4YOCDr2E1UhZkbK+cSXFxQz5VLBy+1gzhJuhPJW0sWI847byarFAvDbq4rqkJNuMZqd/fOFOWen8SmivODLeMpN2P8Q4wH/BDmBvgutVOeZcODUpjc5pa3w==

如果你不便打開網頁,我們看看創世區塊截圖:


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創世區塊

比特幣第一個區塊創世區塊,這就是比特幣最直觀的感受。

是不是一臉懵逼。我簡單來解釋一下創世區塊(BLOCK#0)裡的內容:

每個區塊都分為3個部分:

summary(基本情況)

Hashes(哈希值)

Transctions (交易詳情)

第1部分:summary(基本情況)

Number Of Transcations 是交易數量,因為是第一個交易,所以它的值是1

Output Total 輸出數量,是一筆獎勵50BTC

Estimated Transaction Volume 是輸入值,因為是第一筆交易,來自系統獎勵,所以輸入是0。

Transction Fees 是交易的手續費,剛開始的交易都是不需要手續費的。

Height 區塊在主鏈(Main Chain)中的高度(每增加一個區塊加1),因為是創世區塊,所以為0。

Timestamp 這個區塊創建的時間,是2009年1月3日18時15分5秒。

Received Time 是收到的時間,時間也是2009年1月3日18時15分5秒

Relayed By 中繼,未知。

Difficluty 難度,代表挖礦的難度值,後面會講到,數值為1。

Bits 位數

Size 表示區塊的大小,是0.285kB

Weight 區塊重量,主要是隔離見證和礦工使用的。

Version 表示交易數據結構的版本號

Nouce 是礦工在區塊頭上添加的哈希值數據,後面會講到

Block Reward 是這個區塊獎勵的數量,第一筆是50BTC

第2部分 Hashes(哈希值)

Hash 是這個區塊的哈希值(哈希是一種算法,把數據變成一串數字代碼),是這個區塊的唯一編號

Previous Block 是這個區塊前面一個區塊的哈希散列值,因為前面沒有,所有全是0

Next Block 是這個區塊下一個區塊的哈希值

Merckle Root 是默克爾根,這是一種二叉樹的計算方法,通過Merckle Tree,將區塊頭與區塊體(大量交易)連接(之後有詳細介紹)

第3部分 Transctions (交易詳情)

是這個區塊所記錄的全部的交易情況,每一筆交易都包含交易的時間、輸入地址、輸出地址、交易的數量等信息。因為這一筆交易沒有輸入,所以Input為0,而交易的數量是系統獎勵的50個BTC。

以上這些就是一筆比特幣交易的全部信息。每個區塊的第一筆交易經過特殊化處理就是一枚比特幣。你看,比特幣也不是那麼複雜嘛!

二、 比特幣簡明工作原理

比特幣是怎麼實現我們剛才所說的去中心化、公開透明、 不可篡改呢,我們看看它的工作原理:

1.比特幣記賬與挖礦

傳統的交易,除了線下我們可以直接一手交錢、一手交貨,不需要第三方,遠距離不見面的交易我們必須要一箇中介機構。

比如我們在淘寶上買東西,就是通過支付寶,我們把錢提交到支付寶裡面,雙方都確認之後,然後支付寶再把錢打給到另外一方。我們轉賬也是這樣,我們把錢打給一個金融機構,這個機構把這筆錢打給我們需要交易的人,金融機構就是這個第三方。

比特幣是怎樣運行的呢?

你可以把比特幣理解成一個軟件,它在計算機上運行。它的核心功能就是維護一個賬本,這個賬本與我們現實中賬本的不同之處在於,所有的賬本都是一樣的!

所有的交易都是記在一個賬本上,這樣就不會有人提出異議了。但是,誰來負責記賬呢?——這是一個關鍵問題。

中本聰用一個天才的方法把這個問題解決了,這個方法就是——挖礦。

挖礦的礦機其實是一臺能進行高速計算的電腦,每臺裝有比特幣軟件的電腦都可以通過競爭的方法來記賬,記賬的過程就是把一批交易進行打包,形成一個區塊,就像我們前面看到的那樣,這些區塊一個個首尾相接,就形成了區塊鏈。


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為了獎勵這些為交易打包的行為,比特幣對記賬的礦工進行獎勵(剛開始是50BTC,現在則降到了12.5BTC),另外還有這個區塊裡面所有交易的手續費也都歸這個區塊所有。

記完賬之後,就迅速把這個消息通告到全網,那麼還沒完成記賬的電腦就放棄當前的記賬工作,轉而下一次競爭。

所以,很多人說挖礦就是在消費電能,可以這樣理解:消耗的電能是為達成交易共識所必須付出的代價而已,如果不消耗這些電能,就需要一個龐大的金融組織來實現這筆交易,你說哪個消耗更大呢?

為了維持這個共識,礦機所產生的價值要遠遠大於電能的消耗。

2.誰來記賬?

這麼多礦機,誰來負責記賬呢?這就要提到一個概念——PoW(Proof of Work),也就是工作量證明。

礦工所做的工作其實就是來產生一個隨機的哈希值,在第一部分我們講到,你可以返回去看看,這個值是nounce,也就是隨機數。

這個數的生成是一道算術題目,誰先把這個問題解出來了,就由誰來生成這個數字並添加進這個區塊頭裡面,它也就能獲得這個區塊的獎勵和所有的交易手續費。

因為有獎勵,想挖礦的電腦越來越多,也就是算力越來越大,所以挖礦的難度一直在增加。前面我們提到的難度(Difficulty)指的就是這個。

剛開始難度非常低,每個人用電腦CPU都可以挖礦,獲得獎勵,後來有人發現,用顯卡挖礦的效率比CPU高几百倍(發現這個秘密的人,就是那個傳說中的用1萬個比特幣買了一張披薩的工程師)。

前面我們提到挖礦的難度是1(你可以翻回去看看那張圖),那麼現在的難度是多少呢?

我們可以看一看現在的難度,這個區塊是我寫文章時最新的一個區塊,高度是#513365(你可以通過瀏覽器https://blockchain.info,非常快捷的獲取這些數據)。

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中本聰用這種巧奪天工的方法保證了任何人與人之間都可以構建安全的交易,讓人和人之間不再需要第三方而能建立起信任。所以,美國經濟學人把比特幣稱之為“製造信任的機器”。

而信任就是貨幣的本質,把比特幣稱之為數字黃金一點也不誇張,反而十分的貼切。

3.激勵機制,記賬有什麼好處?

你可以把比特幣網絡看成一個大的賬本,大約每10分鐘出一頁賬單,賬單上記錄這段時間網絡裡的來往交易,一頁賬單叫“區塊”,把所有的區塊鏈接起來,就叫做“區塊鏈”。

那這頁區塊的賬單誰來記呢?

前面也說過,是礦工來記這個帳。比特幣網絡是看哪個礦工擁有的算力最大,他就擁有這個區塊的記賬權。

那礦工為什麼要來幫比特幣做記賬這個事情呢?

因為礦工們每記一個區塊,就會獲得這個區塊上的比特幣獎勵以及該區塊上所以交易的手續費。

就這樣,比特幣就把記賬和幣的發行聯繫起來,在這個體系裡,人人都有記賬權,這就叫做“去中心化”。

中本聰規定比特幣總量為2100萬枚,每個比特幣的產生伴隨著每一頁賬單,也就是每一個區塊問世。剛開始每個區塊的獎勵是50個比特幣,大概4年減半一次,一直到2140年全部獎勵完。

比特幣是在08年發行的,當時礦工們挖出一頁賬單就有50個比特幣的獎勵,到2012年減半了一次,2016年再次減半,現在挖出一頁賬單的比特幣獎勵是12.5個。

這也是比特幣的供給增加機制,流通中新增的比特幣都是這樣誕生的。

你可能看出來了,每4年獎勵減半,那麼到了2140年,礦工將得不到任何獎勵,比特幣的數量也將停止增加。這時,礦工的收益就完全依靠交易手續費了。

所謂交易手續費,就是礦工可以從每筆交易抽成,具體的金額由支付方自願決定。你完全可以一毛不拔,一分錢也不給礦工,但是那樣的話,你的交易就會沒人處理,遲遲無法寫入區塊鏈,得到確認。礦工們總是優先處理手續費最高的交易。

目前由於交易數量猛增,手續費已經水漲船高,一個區塊2000多筆交易的手續費總額可以達到3~10個比特幣。如果你的手續費給低了,很可能過了一個星期,交易還沒確認。

一個區塊的獎勵金12.5個比特幣,再加上手續費,收益是相當可觀的。按照目前的價格,可以達到100萬~200萬人民幣。想想看,運氣好的話,幾分鐘就能挖到一個區塊,拿到這樣一大筆錢,怪不得人們對挖礦趨之若鶩。

三、比特幣的創新與特性

1.去中心化

不需要一箇中心的機構來記賬,就能夠安全的進行比特幣的發行、記賬和獎勵,這是一個偉大的發明,完全有可能重新定義這個世界。

2.價值傳遞

怎麼理解呢?

跟互聯網的信息傳遞做比較,互聯網信息傳遞是複製,比如你手機有一張照片,發給了朋友,你只是發送了這照片的副本,其實你手機裡還有這張照片。但互聯網這種副本的信息傳遞方式,在諸如版權、貨幣、票據等價值載體的傳遞中會出現問題。因為你不能傳遞給別人一份帶有版權的文檔後,自己手裡還有一份。舉個極端的例子。你給別人轉過去一筆錢,你不可能自己再擁有這筆錢吧。

價值的傳遞和信息的傳遞,不一樣在於:價值的傳遞要求信息的傳遞與價值的轉移同時進行。

四、比特幣的核心價值是什麼?未來還會有價值嗎?

目前,比特幣價格已經非常高了,在9000美元左右,今後會是什麼走向?還會更高嗎?有什麼支撐?

價值的本質來自於群體的共識,大家認為值錢的東西就是值錢的,比特幣的價格完全取決於市場願意為其支付的價格。

先說說比特幣的核心價值是什麼,首先是貨幣或者說是良幣。

我們先來看看政治經濟學對貨幣的定義是什麼。【貨幣的本質是一般等價物】。同時還有一句話,金銀天然是貨幣。為什麼金銀天然是貨幣呢? 因為金銀是稀缺的,因此人們願意拿來作為等價物。

讓我們回到區塊鏈的世界。比特幣由於他是第一個成功的區塊鏈運用,他的核心價值是什麼。個人認為是共識,大家認為它是鼻祖,加上總量受控,因此它的價值逐漸被發現。如果按技術進步來說,現在所謂的“第三代或第N代加密貨幣”,其技術上應該遠超比特幣,為什麼他們的價值還遠不能和比特幣相比呢?

這裡面除了比特幣鼻祖的特性外,還有幾個原因:

1. 比特幣足夠簡潔,除了貨幣屬性,沒有其他任何屬性。

2.比特幣是創世貨幣,他沒有任何的ICO,這就意味著,擁有它的受眾是足夠分散的。可能有人會說,比特幣大戶擁有的幣也是很集中,比如什麼xx礦工。給你看一組數據。

目前全球擁有比特幣超過10萬枚的,只有2個人,擁有1萬-10萬個比特幣的人,不超過110個;擁有1千-1萬個比特幣之間的,不超過1541;擁有1-10比特幣的,不過54萬人。 以上來源於 蔣濤 CSDN 講稿。

你再看看現在的ICO,團隊持有20%的代幣算少的吧。比特幣這一屬性,任何其他幣都學不來。你想想有誰還能這樣大公無私的花費巨資研發新一代貨幣,而不收取任何利益。

3 接著,順便回答下上面提到的算力集中的問題。

個人認為這是一個偽命題。比特幣的設計中為了防止幣值的下降,就是設計了POW機制,要講明白,篇幅很長。

這裡只說一點,礦工們為了自己的利益,是不會讓幣值下降的,甚至當礦池足夠大的時候,他們甚至自發進行了拆分。因此可以說,比特幣具備讓 代碼方、礦工、交易所、持幣者多方利益趨近一致的綜合體。 搞清楚了上面比特幣的基本最重要屬性。上面這些問題基本上市不攻自破。

說一個大家比較容易混淆的問題。認為普遍支付屬性很重要。比如問題中提到的交易速度慢。請你想一想,現實世界中,黃金的貨幣屬性高吧,或者說美元也是一個世界貨幣吧。但你在中國消費,一個小攤說,我不收黃金或者美元,你需要到銀行兌換RMB才能消費,你能說黃金或者美元比人民幣價值弱嗎?

現在針對比特幣開發的什麼閃電網絡或者說跨鏈網絡遲早能夠解決這些問題。在古代,擁有大量金銀或者貨幣的人們為了便於異地支付,會選擇通過錢莊發行的黃金或者貨幣的票據進行交易。閃電網絡或者說跨鏈網絡就在區塊鏈世界的錢莊或者票行。

小結一下: 1 區塊鏈發展到現在,需要更多思考的不是簡單的技術問題,而是金融、商業等等領域的問題 2 比特幣很多特性,未來的任何超級幣不可複製。

五、團隊介紹,比特幣的前世今生

這麼偉大的比特幣,它是怎麼來的呢?

其實,我們提到的中本聰,很多技術他都不是始作俑者,他只是眾多技術的一個集大成者而已。

他雖然在2007年提出了這個數字貨幣的概念。但是早在20世紀30年代,加密貨幣的最初設想就已經出現了。

1982年,大衛喬姆提出了不可追蹤的密碼學網絡支付系統,而這其實才是今天比特幣的老祖宗。

1991年 Stuart haber和 Scott stornetta 發表論文: How to TimeStamp a Digital Document,他們提出用時向戳確保數字文件安全的協議,這也時是今天所謂區塊鏈鏈條的雛形。

1991年,菲爾齊默爾基於RSA公鑰加密體系開發了一個郵件加密系統PGP,它 能夠保證郵件內容不被篡攻。

1997牛,亞當拜克( Adam back)發明了一種哈希現金( Hashcash)算法機制,而哈希算法在比特幣的白皮書中,就被中本聰用來解決了零信任基礎的共識問題。

1998年,戴偉(Wei Dai)提出了匿名的、分佈式的電子加密貨幣系統B- money(這肯定是一個華人嘛)。在比特幣的官網上,B-money被認為是比特幣的精神先導,中本聰與他的交流很多。

所以,中本聰在這些層不出窮的技術發展之上,於2007年提出了比特幣的概念,並最終在2009年創建出了比特幣系統。比特幣的誕生過程,就像是一個接力賽,中本聰剛好是那個接了最後一棒的幸運兒而已。比特幣的誕生其實是20多年密碼和數字技術的積累和不斷演進的結果而已。

然而,為了防止被強大的政府迫害,中本聰一直小心的隱藏著自己,他的公開信息都是通過暗網來傳達,很多人試圖找到他,但始終沒有人知道他是誰。這也為比特幣增添了神秘色彩。


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