比特币的四个基本点

2014-02-21 08:23:19

有很多对比特币感兴趣的朋友想更深入的了解比特币,而不仅仅是停留在价格盘面上,希望通过这篇短文能对这些朋友有所帮助。

我们最好的进阶学习教材非中本聪的论文不可——《比特币:一种点对点的电子现金系统》,通过反复学习和揣摩这篇神作,您必定能够有所收获。本文将为您提供 一个学习思路,将论文中的关键之处归纳为四个基本点:P2P(点对点网络)、Electronic Cash(电子现金)、BlockChain(块链)、PoW(工作量证明)。

一、P2P(点对点网络)

P2P是基于数据链路层的分布式对等网络,具有巨大的可扩展力和共享特性,具有独立的DNS寻址系统,能够实施分布式并行运算,是用对等互助模式取 代常见的服务与被服务模式。

P2P网络具有四大“自我”特性,包括自我生长、自我保护、自我治愈和自我优化。P2P网络最大特征就是分布无中心,每个节点 都可以随时离开网络,也可以随时加入网络。

二、Electronic Cash(电子现金)

电子现金意即数字现金,在比特币系统中,当某人向别人付款时,只需要使用自己的私钥对一段特殊数据签字后发送给收款人即可,所以这段数据就具有了等同现金的作用。这张电子现金构成如下:资金来源(上一个交易单),资金去向(本次交易单,其中包括收款人公钥),付款人使用自己的私钥加密一个哈希值得到 的密数据(哈希值是对资金来源和收款人公钥进行SHA256运算的结果)。

当收款人收到之后,他只需要做两步计算:首先使用付款人公钥解密密数据得到哈希 值,其次对收到的付款人资金来源和自己的公钥进行SHA256运算得到一个新的哈希值,如果两个哈希值相同,则资金有效付款成功。(理解这一段,需要进一 步了解公钥算法:椭圆曲线,以及不可逆的哈希摘要算法SHA256)(钱包地址与公钥的关系:钱包地址是由公钥经过一系列复杂且不可逆的哈希并加密运算得 出的,相当于公钥的单向变形)

三、BlockChain(块链)

块链是中本聪的重大创新,在论文中可以看出,他提出块链的主要目的是解决二次支付的问题,却“不料”竟然发明出一套完美的机制,一套使点对点网络可 以权威并安全地发行货币(行使央行职责)、流通货币(行使商行及信用卡职责)的完美机制。

块链就是一套全域统一的具有先后顺序的账薄链,也是全网唯一的总 账本,通过全P2P网络中诚实节点的协作,每10分钟生成一个包含全网实时交易单的账薄单元,而第一个生成这个账薄的节点(矿池)赢得因规则设定而产生出 来的“货币”。

根据中本聪设定的机制,块链在产生过程中必然会出现分叉,但只要攻击者算力不超过全网诚实节点的总算力,那么不良分叉会必然被诚实链条通过 竞争所消灭,最后,全网只会出现一条块链。也正是由于块链分叉的原因,比特币系统的即时支付的安全性仍是个挑战,目前至少需要等待30分钟以上才能基本确 认,1个小时后才可以几乎100%确认,不过,这正是比特币创业者的机会,不是么?现在已经有专家在研究类似数学中“零知识证明”的“零确认安全支付”, 如果得以解决,那么即时支付也就OK了。

四、PoW(工作量证明)

PoW主要应用于挖矿过程,旨在解决对诚实节点的辨别和奖励。我们先看看挖矿的过程:

首先对最新的账薄块计算一个摘要值,同时接收实时交易单,再找 一个随机数(穷举),将这三者组合为一个数据块,对这个数据块进行SHA256哈希计算,如果在256比特摘要值(256比特的二进制整数)的前段为零且 零的个数不少于难度值调节值零的个数,那么就向全网广播。其他节点看到这条广播后,先验证是否符合规则,如果真实,那么就在这个账薄块基础上进行新块的计算。

其中,难度值调节是根据算力变化进行自动调节,防止块链生产过快,同时,也是节点付出真实劳动的反映,难度值越大,说明节点付出劳动越多,那么公信力就越强,生产出的账薄块就能越被其他节点所认可,那么获得奖励的可能性就越大。

通过工作量证明的挖矿机制,还能防止攻击者利用低成本虚假账薄块进行拒绝服 务攻击,攻击者若想实施有效攻击,必须付出大量的算力成本,而付出的算力成本如果转化为诚实挖矿节点的话,获得的收益会远高于通过二次支付攻击获得的蝇头 小利,这就是中本聪的一大高明之处!

这就是本人总结的在比特币学习方面的一点心得,希望能对感兴趣的朋友有所帮助。对自己感兴趣事物的学习,本身是一个极其快乐的过程!

文 /  @第一比特币

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