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央行也发数字货币?一文搞懂区块链和比特币

2019-09-07 18:54 编辑:btc268.com 来源:区块链资讯

  


  继facebook宣布发币之后,央行也要发行数字货币了。

  不久前,央行公开表示,数字货币系统正在开发中,要求“加快推进我国法定数字货币研发步伐”,央行数字货币已是“呼之欲出”。

  不过它既不是我们常用的电子钱包,也不会完全取代现有人民币体系,而是具一定替代性的“全新加密电子货币”体系。

  它与比特币等数字货币的根本区别是,有国家信用作为支撑。

  但是,仍然有很多人不懂这些乱七八糟币和区块链的意思以及底层逻辑,以为它们是人类的创世纪杰作,这就不对了……人类的创世纪杰作应该是爱情,一个没逻辑又经久不衰的产品。

  下面我就带你们进入区块链、比特币的神奇世界。读起来估计有些费力,但难度不及初中数学,所以不用焦躁。读完这一篇,再遇到装X的币圈大神,你可以无情地反驳他。

   1  先有区块链还是先有比特币?

  一直以为区块链是条蛇,比特币是它下的蛋,对于哪个先出现这种问题,就像它们本身一样,富有哲学性。

  但区块链其实是比特币的底层技术架构,都是由中本聪设计的比特币金融体系的一部分,不存在谁先谁后的问题

  中本聪是谁?一个诡异的暗潮哥特系网红,从未露过面,但江湖一直有Ta的传说,百度上安了一大堆头衔,但都出自他人之口,有待考证。唯一让我觉得有趣的是【火车模型收藏家】。

  为什么有趣?因为区块链本身就像一个火车

  2009.1.3,中本聪自己挖出了区块链的第一个区块——创世区块,也就是这列火车的车头。之后所有被挖出的区块都会接到它上面,形成一条长链

  他在火车头上写了几个大字:The Times 03.Jan.2009 Chancellor on brink of second bailout for banks,翻译过来就是:银行要完。

  从此,比特币进入人们的视野。

   2  比特币和区块链到底是什么?

  比特币可以叫电子货币、数字货币、虚拟货币、加密货币……叫什么不重要,它本身也不重要,重要的是维持它运转的体系与我们现有的金融体系不同,它是去中心化

  我们在买卖交易的时候,最重要的事是什么?是记账。

  比如,我买你的东西需要花88块钱,那首先我要检查钱包里有没有这么多钱,当我很帅气地甩给你一张百元大钞的时候,你需要找回我22块钱。这些钱哪里来的?银行卡。

  这里边有一个中心,就是银行,不管现金、信用卡,还是微信、支付宝,甚至QQ币……我们所有的交易都要直接或间接经过银行,我们信任银行,因为国家做背书,这就是中心化的货币,而银行承担的就是记账的功能。

  再来看什么是区块链,其实区块链的模型就是火车,每个车厢是一个区块,链起来就成了区块链,而且中本聪设计的区块链是不会呈树状分撒的,它就是一列可以无限加车厢的火车。

  举个栗子:比如说有四个人,代号分别是A、B、C、D,他们要进行买卖交易和支付。有一次A支付了10个比特币给B,支付完之后A要记账,记完账上传网络,这时候大喇叭就广播了,网络上所有人都知道了你有这么一笔交易;过了一会儿B又支付了5个比特币给C,依然是告诉每个人;C又支付2个币给D,D支付8个币给A,操作相同……

  

  然后这些人的交易会被打包成一个块儿,这个块儿就是一个区块,1个区块的大小大概是1兆,可以存4000条左右的交易记录。

  这个块打包完以后,要把这个块链接到上一个块上,当然也会有新的块再链接到它的上面,这就形成了区块链。

  类似于这样:口—口—口—口—口—……—口

   3  区块链存在的几个问题

  第一,我为什么要给你记账?凭什么你做完一笔交易,大喇叭一广播,我就得花自己的时间、精力和电脑资源帮你记?

  第二,账单以谁为准?上面说了每产生1兆左右的交易记录,都要把它们打包成块再链接到上一个块上,而每个人都有打包权,那最后到底链谁的呢?

  第三,如何辨别真假?比如说A大喇叭喊道,我支付了100个比特币给B,大家快记录,但实际上A并没有实际支付,反正交易当中都是匿名,你不可能找到我,怎么破?

  第四,如何防止伪造篡改?要知道世界的黑客比比皆是。

  当然了,还有N多问题……

  火车爱好者中本聪如何解决这些问题呢?

  一、我为什么给你记账?因为记账有奖励,第一是有手续费的收益,比如说A支付10个币给B,广播之后,这条记录被C记录下来了,如果C最终打包成功,就能收到手续费,这个手续费由A支付。第二个是有打包奖励,打包奖是多少呢?

  中本聪是这样设计的:整个体系每10分钟打一个包,第一个4年里每个打包者可获得50个比特币;4年之后,每打一个包,奖励打包者25个币;再过4年,奖励12.5个币……也就是说每过4年,打包奖励减半。

  按照这种设计,意味着比特币的数量无限接近于一个数,大概是2100万。它们是通过打包奖励这种方式扩散出去的。

  因为有手续费和打包奖励,所以大家可能抢着去打包,那到底以谁为准呢?这个唯一的打包权给谁?

  中本聪想到一个方案叫工作量证明,什么意思?就是说每一个参与的用户都要去做一个很难的数学题。这个很难的数学题你把它做出来了,你才能获得这唯一的打包权。

  无数学渣感受到深深地恶意。。。

  这个数学题难到什么程度?难到没有任何一个人能够通过脑力劳动把它做出来。

  无数学霸笑容逐渐消失。。。

   4  让币粉儿无法自拔的挖矿环节

  比特币粉儿常有一种莫名的优越感,除了各种术语挂在嘴边rap之外,挖矿是他们最爱拿来炫技的操作。

  那挖矿究竟是一种什么操作呢?

  刚才我们说了,获得唯一打包权的人要做一道数学题,解答这道数学题的过程就是挖矿。

  注意,这不是一道考验你智商的数学题,而是考验你耐心、矿机数量和电脑CPU速度的数学题。

  为什么说没有人能够通过脑子把它算出来,这里就涉及到了币圈大神(经)们常说的哈希函数,注意这个函数可不是中本聪发明的,他只是拿来用了

  什么是哈希函数?

  举个栗子:有一个很著名的哈希算法叫SHA256,它是美国国家安全局发明的一种算法,如果我们把一个字符串输入到SHA256函数里边,比如这个字符串叫7分钟理财,输出之后就成了一个二进制数,这个二进制数有256位,比如说是10010111000……1001

  即,SHA256(7分钟理财)=10010111000……1001,一共256位。

  也就是说在SHA256算法里,不管你前面输入什么,输出结果都是一个256位的二进制数,你把10个G的大片儿放到括号里,输出结果也是256位的二进制数,而且输入的东西有一丁点变动,输出的结果都会不一样。有趣的是,哈希算法正向算很容易,但是不能反向算出,除非黎曼猜想被证实,什么是黎曼猜想就不说了,超过了我的研究范畴。

  挖矿其实就是基于SHA256的这么一个运算。

  怎样才能挖到矿?

  

  上图就是一个区块链原型,每一个区块除了4000多条交易信息之外,还有一个头部,这个头部就是打包者通过挖矿算出的结果

  这个结果怎么来的?其实就是进行了两次SHA256算法,为什么进行两次哈希,为了确保你就算是爱因斯坦也不可能通过脑力算出。

  结果=SHA256【SHA256(字符串)】

  这里边的字符串包含很多信息,比如说前块头部、自己想要打包的账单、时间等等等等,最重要的是还有一个随机数

  即,SHA256【SHA256(前块头部 账单 时间戳 …… 随机数)】=结果

  咱们说了,你把一个字符串代入到哈希函数里面,结果立马就出来,速度比复兴号还快。

  但注意了,这个结果值是有要求的,比如要求是前9位必须是0,这时候你就得一个个去换随机数,直到结果的前9位正好是0就OK了,就可以打包了。打完包链到前面的区块上,就能得到比特币奖励。与此同时大家都会收到广播,有人打包成功已成功加链。

  这就是挖矿,挖矿大法也解决了第二个问题,账单以谁为准的问题。

   5  如何解决其他的问题

  
我们接着看中本聪是如何解决后几个问题的。

  如何保证比特币的交易记录是真实的,即防伪?

  这就用到了身份认证,比如说传统的身份认证方式有本人手持身份证照片、刷脸、指纹、签名等等。

  这足够安全吗?不见得。因为任何一种都可以被黑客攻陷。

  而中本聪设计的身份认证方式是电子签名。

  举栗:我正在注册一个比特币用户,系统会生成一个随机数,然后通过这个随机数会产生一个私钥,这个私钥又可以产生一个与之对应的公钥,同时产生一个我的专属地址。

  私钥可以对数据信息进行加密,而公钥可以把这个私钥加密之后的数据进行解密。在这个过程中,加密和解密的钥匙不一样,我们称之为非对称加密,通过私钥可以轻易地算出公钥来,但知道公钥反算不出私钥来,利用的还是哈希运算。这就是所谓的加密货币。

  私钥你可要保存好了,要是喝醉告诉了别人,那财产也就拱手相让了,而公钥和地址都是公开的。

  现在我们来看看怎样在比特币世界进行一次交易。

  比如说,A买了B一个西瓜,需要付钱。这个时候B就要把自己的地址告诉A,同时A要告诉B自己的公钥和地址。具体怎么操作?A要写一条内容,类似于A支付10个比特币给B,然后将这个内容进行哈希运算,哈出一个摘要来,然后用自己的私钥加密这个摘要,生成一个密码。做完这些之后,A要把支付10个币给B这条内容、自己的公钥和刚才生成的密码进行全网广播。

  然后别人收到了信息如何验证这条信息的真伪呢?于是一大堆想要记账赚钱的人就开始埋头哈希【A支付10个币给B】这条内容了,然后会哈出一条摘要来,这个摘要其实和A哈出来的那个摘要是完全一样的,同时利用公钥和密码进行解密,也解密出一个摘要来,如果摘要1和摘要2相同,就说明这个密码是符合要求的,所以说这个广播就被验证为是由A发出,如果两条摘要不相同,说明这条消息是伪造的。

  这种利用哈希运算进行防伪的签名就叫做电子签名,其实银行卡很多时候也是用这种方法签名。

  如何防止篡改和双重支付?

  区块链里面有个原则叫最长链原则,如果你想篡改信息那就要造出一个支链来,如果你造的支链比主链还要长,全网的用户才会认可,这意味着你的挖矿速度要超过全网其他人的速度总和,这几乎是不可能的。

  当然了,还有许多的问题可以聊,但因为篇幅问题就写到这里吧,主要还是因为自己写累了,就酱。

  谈感受的话,我只能说区块链技术和数字货币在金融江湖上绝对是浓墨重彩的一笔,爱收藏火车模型的‘中本聪’也绝对是一个够哥特、够聪明、够酷的哥们儿(或妹纸)。但应用场景我就不说了,想到的邪恶场景比正经场景多。

  毕竟,艺术就是爆炸——


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