比特币借由价格的大起大落和各圈大佬的不眠言论喧嚣尘上,街头大妈都开始谈论比特币,但是不少人只知道比特币可以赚快钱,却不了解比特币是什么东西。对于这个被誉为又一次改变世界的工业革命的比特币的区块链技术,有必要了解它是个什么东西。
银行里的账本由银行管理,支付宝的账本由阿里巴巴管理,账本的准确性、安全性,是由这些中心化的信誉做背书的,在现实社会里,高信誉可以保证社会的正常运行,但从技术角度或者从人性角度来看,当利益与权力并存时,这些中心化的机构并不能百分百的保证信息的安全。足够的信息安全促使世界上很多顶尖的技术能人在探索解决方案。
1992年,英特尔高级科学家蒂姆·梅发起 了朋克邮件列表组织,1993年埃里克·休斯写一本书叫《密码朋克宣言》,用户大约1400人,讨论的话题包括数学、加密技术、计算机技术、政治和哲学,也包括私人问题。从那以后的十几年里,出现不下10个关于数字货币或者支付系统的创新,但是都失败了。中本聪认为这些虚拟货币先驱失败的原因是因为它们都有中心化机构做背书的,一旦这些中心化机构倒闭,或者被黑客攻击,它们也就跟着夭折。后来,中本聪综合数字货币先驱们的时间戳、工作量证明机制、非对称加密技术以及UTXO等技术,发明了比特币。
比特币的底层技术是区块链技术,实际上就是一个不可篡改的账本。一个区块,相当于账本的一页,区块链,就是通过特定的顺序把分散的单页串联起来,形成一本页码固定的账本。这个账本公开在全网里,所有人都可以自由查看,账本没有特定的保管者,它由全网的节点进行维护,每个人都可以参与竞争记账,参与竞争记账的行为称为“挖矿”,参与者称为“矿工”,成功抢到记账权的人可以获得价值不菲的新生产的比特币和交易的手续费作为奖励,以此激励矿工主动去维护账本。
比特币同时拥有总量有限、去中心化、无法被篡改、不可伪造的特点,使其拥有作为数字货币的价值。
总量有限。比特币的总发行量是2100万个,每个比特币可被分割为8个小数位。比特币通过挖矿进行生产,最开始每个区块生产50个比特币,每四年减半,至今,每个区块生产12.5个比特币,预计到2140年,所有比特币发行完毕。比特币的稀缺性,可对标黄金,所以比特币也有数字黄金之称。
去中心化。比特币利用非对称加密技术让所有节点能都验证交易的真伪,因此账本可以交由全网节点维护,没有单个个体或者组织可以左右。非对称加密技术用到公钥和私钥。公钥相当于一个锁头,私钥相当于打开这个锁头的唯一钥匙,网络上的节点相当于快递公司。当A想给B转账时,A只需要把钱放在上锁的保险箱里,通过快递公司投递给到B,B可以用自己唯一的钥匙打开保险箱取钱,所有人都知道这个快递里有宝贝,但是由于没有钥匙也奈何不了。
无法被篡改。比特币利用工作量证明机制来保证账本无法被篡改。工作量证明就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作。挖矿需要用哈希计算去运算一道数学题,谁最快计算出来,谁就获得记账权。矿工能用于竞争记账权的筹码是算力,算力越高,获得记账权的概率就越高。获得记账权后,其他节点经过简单的验证,就可以同意其记账,并同步账本,打上时间戳后,进入下一页记账权的竞争。如果有黑客想篡改其中某一页的数据,那么他需要在非常短的时间重新计算从那一页开始的所有数学题,并成为新的区块里最长的链,才可以获得其他节点的认同,这是个庞大的工作量,至少需要超过全网50%的算力才可以实现,以现在的的算力水平计算,光是为了满足算力水平,在设备上的投入就超过40个亿人民币,动用那么大的资源是不可想象的。并且,全网会警惕那些算力比重高的矿池,会联手将其对冲,避免出现这种情况。
不可伪造。比特币利用UTXO机构保证比特币不可以伪造。UTXO的意思是未花费的交易输出,即用于交易的比特币,交易前必须是归属支出一方交易主体才可以完成交易。并且用于交易的比特币,可以追溯到它所有的交易记录,一直追溯到它产生的区块,而区块是有时间戳,不可篡改的,唯一的。所以比特币不可以伪造。
比特币有诸多优点,但也有一些局限性的缺点。
其一,比特币的区块容量太小。比特币的区块容量是1M,可以容纳数千条交易信息,现如今每个区块的交易量已经达到临界点,未来交易量的上升势必造成拥堵,交易确认延迟。其二,比特币的出快时间太长。比特币的每个区块的出块时间是10分钟,也就是从下达交易指令开始,至少要等待十分钟甚至下一个十分钟才能被矿工打包,完成交易,不符合效率为先的现代社会需求。其三,比特币的代码没有图灵完备。图灵完备是指构成代码都是可以被测试通过的,但是比特币的代码不满足这个条件,对后续开发者不友好,所以在比特币的基础上,无法衍生出实际的其他应用。
比特币是数字货币的始祖,在比特币发明之后,世界范围内出现上千种数字货币,有改善比特币的数字货币功能的,比如莱特币、达世币、门罗币等,也有改善比特币平台类的代币,比如以太坊、柚子等,各放异彩,但是至今还没有完备的区块链应用落地,期待不久的将来可以服务我们的生活。
备注:以上参考朱嘉伟在一块听听的专栏《从0到1,全面学透区块链》