区块链科普系列-比特币白皮书｜标准共识

概述概述

2010年，比特币的价格从最初的10000个比特币只能买2个披萨（约30美元），到2017年最高达到20000美元一个比特币。

8年时间，比特币涨了6666667倍。 这样的投资收益是每个人都想获得的，但是如何抓住这样的机会呢？

报告报告

区块链设计初衷

区块链是一个综合性的新兴事物。 了解以比特币为代表的各类区块链项目，需要具备计算机科学、密码学、经济学、金融学、数学、博弈论等背景知识。

在当今世界，我们经常需要信任第三方来与另一个人完成交易。 例如，我们信任银行，所以我们通过银行转账给其他人。 我们信任淘宝，所以我们会用支付宝来支付在淘宝上买的东西。 但淘宝、银行等第三方不直接参与交易，只是协助完成交易，由于不信任，交易过程中借用了银行和淘宝。 但我们付出的代价是增加交易成本，向银行、淘宝等第三方支付一定费用。 交易能否在没有第三方参与的情况下安全完成，避免重复成本？

区块链最初就是为了解决这样的问题而设计的。 区块链通过各种技术手段建立了一个庞大的网络体系，让每个人都可以在没有信任的情况下安全交易。

区块链不等于代币（TOKEN），不等于数字货币，不等于比特币。 这里的比特币是指在市场上交易的一种价格，其符号是BTC。

通证（TOKEN）就像航空公司给大家的里程积分。 每次搭乘航班，都会获得相应数量的里程积分。 每个航空公司都会发行自己的积分，相当于每个航空公司发行自己的代币（TOKEN）。 数字货币相当于，如果你用积分兑换机票或者其他商品，你此时使用的积分就相当于数字货币。 最大的航空公司，比如国航，发行了最多的积分/代币（TOKEN）简述比特币系统的运行过程，国航的积分就相当于比特币。 现在你有国航积分，只能兑换国航机票，但是如果想兑换海航机票怎么办呢？ 于是有人提供了一个地方，让持有国航积分和海航积分的人聚在一起，帮忙用国航积分换海航积分。 这个地方就是数字货币兑换处。 比特币网络或比特币系统是指不断产生比特币（BTC）的去中心化网络系统。 比特币（BTC）是区块链技术最早应用的产物。

区块链技术的创造目的不是为了产生比特币（BTC），更不是为了在市场上出售这个东西。 比特币最初起源于一篇论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》。 显然最初的目的是建立一个点对点的去中心化交易系统。 BTC是系统对每个参与节点计算交易确认的奖励。 正是因为这种去中心化的交易系统是基于密码学的，交易的结果和奖励是可信的，不可篡改的，才导致了大众媒体夸大的稀缺性。 各种金融概念、货币概念、物流溯源才开始。 最初的比特币系统的目的很简单，就是建立一个整体成本更低的系统，不需要传统的信任基础，也不需要可信的第三方机构（比如银行）来完成交易。 当然，随着技术的发展，技术确实在很多地方产生了一些革命性的变化。 从大家最关心的货币/价格/投资收益来看，BTC确实从一文不值到20000美元一个，着实令人惊叹。

比特币网络交易流程

一旦比特币交易被发送到连接到比特币网络的任何节点，交易将由该节点验证。 如果交易被验证为有效，则该节点会将交易传播到连接到该节点的其他节点； 同时，交易发起方会收到交易有效并被接受的返回信息。 如果交易被验证为无效，节点将拒绝交易并向交易发起者返回交易被拒绝的消息。

比特币网络是一个点对点网络，这意味着每个比特币节点都连接到一些其他比特币节点（这些其他节点是在启动点对点协议时发现的）。 整个比特币网络形成一个松散连接的“蜘蛛网”，没有固定的拓扑结构或任何类型的结构——这使得所有节点都是平等的。 有关比特币交易（包括交易和区块）的信息被传播——从每个节点到它连接的其他节点。 一笔刚刚通过验证并交付给比特币网络中任何节点的交易被发送给三四个邻居，每个邻居将交易发送给节点的三四个邻居。 以此类推，在几秒钟内，一笔有效的交易会像指数级传播的波一样在网络中传播，直到它被连接到网络的所有节点接收到。

涉及名词解释

加密：公钥和私钥。 公钥加密，私钥解密； 私钥签名，公钥验证。

私钥：实际上是一组随机数。

公钥：使用椭圆曲线加密算法生成私钥，但不能通过公钥反转得到私钥。 公钥的作用是在与对方进行交易时，用自己的私钥对信息进行加密，然后对方用自己的公钥解密得到原始信息。 此过程通常称为签名。

地址：由于公钥太长，不方便在交易中使用，所以对公钥的哈希值进行SHA256、RIPEMD160、Base58算法加密生成地址。

对称加密，例如：小A要给小B发送信息，但是通讯网络可能被窃听。 为了解决这个问题，小A和小B事先协商好一个秘钥，小A用秘钥将传输的信息加密后发给小B，小B收到后用这个秘钥解密信息信息。 因为加密和解密使用同一个秘钥，所以称为对称加密。 但是这样做的前提是小A和小B之间必须有足够安全的通信通道来保证秘钥的传递。 显然这是对称加密的缺点。

非对称加密：用公钥加密，用私钥解密。 小A向小B发送信息时，需要用小B的公钥对信息进行加密，小B收到信息后用自己的私钥解密。 也就是说，加密和解密都使用接收方的公钥和私钥。 由于公钥是公开的，发送消息时只需要知道对方的公钥即可，而私钥不需要对对方透明简述比特币系统的运行过程，因为是用来解密的。

假设这样一个场景：有一天，小A给小B转了10个比特币，然后广播到区块链上，别人怎么知道这笔交易确实是小A做的？ 冒名顶替者？ 这时候就需要公钥和私钥了。 为了解决这个问题，小A在发布交易时需要用自己的私钥对交易进行签名，其他人收到交易信息后会使用小A的公钥进行验证。 这笔交易签名的正确性决定了这笔交易是小A操作的。

使用“私钥”签署交易

比特币钱包之间的转账是通过交易来实现的。 交易数据由转账钱包“私钥”的所有者生成，也就是说，有了“私钥”，就可以花费钱包的比特币余额。 一笔交易的生成过程如下：交易的原始数据包括“转账金额”和“转入钱包地址”，但仅有这些是不够的，因为没有办法证明交易的生成者有权使用“转出钱包地址”余额。 所以需要用“私钥”对原始数据进行签名。 生成“转账钱包公钥”的过程与生成“钱包地址”的第二步相同。 在原始交易数据上加上“转账签名”和“转账公钥”生成正式的交易数据，以便广播到比特币网络进行转账。

比特币关键技术——账户系统

UTXO模型：Unspent Transaction Output（未花费交易输出）

比特币不是基于账户的方案，而是基于 UTXO 的方案。 比特币规定每笔新交易的输入必须是某笔交易未花费的输出，每笔输入还需要用之前输出对应的私钥进行签名，每个比特币节点都会将当前的UTXO存储在整个区块链上，全网节点通过UTXO和签名算法验证新交易的合法性。 这样，节点就不需要追溯历史来验证新交易的合法性。

这与传统银行账户的思维完全不同。 张三拥有10个BTC。 事实上，在目前的区块链账本中，几笔交易的输出（UTXO）收款人都是张三的地址，这些UXTO一共是10个。这个地址收到的UTXO总量会通过比特币进行跟踪计算。 wallet，所以钱包里显示的余额其实就是有多少BTC输出指向你的地址。

在支付系统的账户模型中，你会遇到常见的“双花攻击”。 在比特币交易系统中，没有账户余额的概念，但存在某个地址的净未花费交易输出。 这个值是从上到下计算的 把同一个地址的进出全部扫描一遍，马上就可以得到。 你只需要等待6个区块的确认时间就可以保证你不会被双倍支付，因为这笔交易已经被全网确认。

结论

区块链（Blockchain）是比特币的一个重要概念。 这个概念是在中本聪的白皮书中提出的。 区块链是一系列数据块（称为“区块”，block）。 新添加的数据块总是可以链接到前一个块，这是整个区块链的末端。 比特币点对点网络将所有的交易历史都存储在“区块链”中，因此区块链可以看作是记录比特币交易的账本。 因此，从比特币开始，区块链的概念正式诞生。 在本系列的下一部分中，我们将详细讨论如何抓住区块链概念中的机会。

风险提示：

警惕打着区块链和新技术旗号的非法金融活动。 标准共识坚决抵制非法集资、网络传销、ICO及各种变种、利用区块链传播不良信息等各种不法行为。

（1、内容来自链得得内容开放平台“DD”，稿件内容仅代表作者观点，不代表链得得官方立场。 2、“DD”文章内容的原创性和真实性由投稿人保证，因抄袭、造假等行为造成的任何法律后果由投稿人自行承担。 3. DD平台发表的文章如有侵权、违规或其他不当内容，敬请监督读者。一经确认，平台将立即下线。文章内容如有问题，请发送至邮箱：chengyiniu@chaindd.com）