比特幣系統、Blockchain(區塊鏈) 原理詳解_比特幣

一、什么是比特幣系統

有關比特幣的專業知識講解的內容資料很多，我這里只是簡單通俗的記錄下個人的學習和對他的理解。大家往往看到比特幣首先想問的它到底是什么，是不是錢。可以肯定的回答大家，他是錢，但是他不只是個體，他其實是一個虛擬的電子貨幣支付系統，是的是一個系統。

所以我這里說了這么多的廢話，就是希望大家以后看到比特幣，我們不是把它看成是一個硬幣，而是我們一看到比特幣，我就立馬想到的是它其實是一個系統。只要大家能這樣想，后面講的內容大家就好理解了。

大家如果想要比較清晰的了解什么是比特幣，我們就必須知道比特幣其實是一套系統，他不是體，他是由各個“關鍵的基礎點”共同在一定協議技術之上“運行的貨幣支付系統”。那么筆者接下來會分兩步，給大家進行簡單知識點的普濟，即比特幣系統的“關鍵基礎構成”與其“比特幣運行機制”。

1.1比特幣系統關鍵構成

首先給大家貼出介紹比特幣系統的一張圖，大家簡單的看下。這一張圖片展示的就是一個完整的比特幣系統有哪些內容構成，那么我們從這張圖中我們可以看到什么呢？

通過前面個人的學習，我簡單的概括出以下幾個關鍵點：

·用戶系統中各個外圍的使用者，如學生、老師、雇員以及其他等待使用者；

Jack Dorsey和Jay-Z捐贈2450萬美元比特幣用于資助非洲和印度的比特幣技術開發工作:12 月 16 日消息，Bitcoin Magazine發推表示，Jack Dorsey 和美國歌手 Jay-Z 捐贈了 2450 萬美元的比特幣，用于資助非洲和印度的比特幣技術開發工作。[2021/12/16 7:43:15]

·曠工為整個系統的運行提供支撐的人員和基礎設施，其實際構成就是由人、計算機、電力系統、校驗認證等等共同構成；

·Blockchain(區塊鏈)看到Blokcchain，第一次聽到這個詞的人可能會一頭霧水，其實大家無需迷茫，我給大家簡單的打個比喻，大家就明白了。這個區塊鏈其實就是整個比特幣系統運行的底層協議，就像我們的互聯網底層協議TCP/IP一樣。如果大家還不明白，那說的再簡單點，大家就把他理解為一個“記賬本”就OK,他就是來負責整個比特幣系統中進行記賬的載體。

那么前面廢話說了這么多，到什么是比特幣呢？請各位親們往下看，下面我們會從比特幣的比特幣支持過程與比特幣發行過程兩個方面帶大家一起認識下比特幣。

1.2比特幣系統運行過程

個人對于比特的運行過程進行了簡單的概括，一是比特幣系統的“支付過程”，二就是“貨幣發行過程”。大家如果弄明白了這兩個過程基本就了解了比特幣系統是什么了，也就理解什么是比特幣了。

末日博士：比特幣不應出現在散戶或機構的投資組合中:末日博士Nouriel Roubini周四對比特幣發起了最新一輪抨擊。他表示，比特幣和其他加密貨幣不應該出現在散戶或機構投資者的投資組合中。他還指出，比特幣的價格完全由一群人和一群市場“巨鯨”操縱。它沒有任何根本價值，并已經接近雙曲線泡沫破滅的時刻。(新浪財經)[2020/12/25 16:25:49]

1.2.1貨幣支付過程

1.2.1.1關鍵詞

在說明比特幣的支付過程之前，大家先帶大家看幾個關鍵詞：P2P、去中心化與終端用戶

·P2P我們稱他為點對點；

·去中心化這個很字面了，不難理解，即沒有中心，大家都是個體對個體的；

·終端用戶用戶就是使用者，就不用解釋了吧。

OK！我們了解了上面三個關鍵詞后，我們就來看下比特幣定義。

比特幣定義：它是一種去中心化的，基于區塊鏈網絡技術的，P2P電子支付技術系統。聽起來是不是還是很含糊，OK,那么說的再簡單點，就是比特幣是一個P2P的電子支付系統。

1.2.1.2P2P支付過程

通過上面的定義，你可能還是不太了解其運行過程，那么我們舉一個生活中的例子來給大家簡單說明。

動態 | 基于以太坊并錨定比特幣的項目tBTC或于今年3月上線主網:基于以太坊網絡并錨定比特幣的項目tBTC或于今年3月推出v1主網。風險投資工作室Thesis于2016年推出KeepNetwork，KeepNetwork此后與跨鏈金融服務提供商Summa合作創立Cross-ChainWorkingGroup，該小組表示自2018年以來一直在研究一種名為最小化信任的協議tBTC，同時tBTC將是Keep網絡上推出的首個主要應用。Thesis首席執行官兼tBTC項目負責人MattLuongo表示，tBTC為ERC-20代幣，由比特幣完全抵押，可以隨時兌換，假設一個比特幣持有者希望在以太坊上使用他們的比特幣，則可以將其比特幣存入一個閾值簽名合約，該合約由隨機選擇的一組簽名者創建和控制，并向以太坊鏈發送證明。tBTC目前已凍結代碼并接受代碼審計，團隊計劃在今年3月發布v1主網。[2020/2/14]

場景舉例：A向B支付100元，在“中心支付模式”和“點對點支付模式”，他們各自是如何完成支付的呢。

·中心支付模式

我們知道在現實生活中我們的貨幣支付系統的支付過程是這樣的，當A支付出100元后，銀行會在A的賬戶中減去100元，同時在B的賬戶中增加一筆100元的記錄。也就是整個交易支付過程都是由銀行在中間進行處理與記錄的，銀行是整個支付系統的中心系統，他有一本所有人的總賬本，這中心賬本記錄所有的交易與支付記錄。

比特幣礦機制造商Canaan正式提交IPO申請:據彭博社消息，比特幣礦機制造商Canaan（嘉楠耘智）向香港交易所正式提交了上市申請，或籌資約10億美元。根據周二夜間公布的初步招股說明書，摩根士丹利、德意志證券、瑞信集團和招銀國際是該擬議首次公開募股(IPO)交易的聯席保薦人。一位因信息未公開而要求匿名的知情人士稱，Canaan目標是爭取最早7月份掛牌上市。[2018/5/23]

·2）P2P支付模式

而比特幣網絡這種點對點支付系統就不同了，當A給B支付了100元后，不需要經過任何中心支付系統進行結算和記錄，完全由這個A和B各自去記錄完成，同時通告給P2P網絡中的所有人，然后比特幣網絡中的每個終端成員都會更新自己的賬本記錄下A與B之間的支付賬單。也就是說P2P支付系統模式中，每個終端個體都有跟賬本，且每個人的賬本記錄內容都是同步更新的。；

·過程理解比特幣系統就是一個基于“終端賬本記錄”技術的點到點的，去中心化的，電子貨幣支付系統。而終端“賬本記錄技術的實現”，其是通過前面說的“區塊鏈”技術來實現的；

·支付模式小結

o所謂“P2P支付模式”：就是每個終端個體都一個一模一樣的賬本；

比特幣狂熱引全球黑客垂涎 韓國交易所再遭攻擊破產:目前比特幣市場前景正在蓬勃發展，希望從中牟利的犯罪行為也日漸增加。近期，比特幣價格的大規模增長也推動了對加密數字貨幣的大肆宣傳。幾天前名韓國Youbit交易所遭到黑客攻擊提交一份破產申請，現在全球虛擬貨幣的安全問題出現紅燈。[2017/12/25]

o所謂“中心支付模式”，就是只有一個中心節點有一個賬本，就這么簡單；

說了這么多，大家不知道是不是已經理解了比特幣的支付模式了呢，是的沒錯所謂比特幣的P2P支付模式，就是每個人都一個賬本，所有的支付結算過程結果都由每個人自己的賬本記錄進行更新記錄，當然每個人的賬本記錄都是一樣的內容，至于怎么實現，請各位親繼續往后看。

1.2.2貨幣發行過程

前面講了那么多比特幣的支付過程，那一個非常重要的問題來了，請問這些比特幣系統中每個人的比特幣是哪里來的，即貨幣到底是誰發行的呢？這個問說如果大家搞清楚了，各位親也就能理解我經常聽到或遇到的“挖礦惡意程序”的到底是個什么玩意了。

1.2.2.1關鍵詞

統一在為各位親說明貨幣發現過程之前，先帶大家看幾個關鍵詞或者說是關鍵點，即區塊鏈、曠工以及比特幣獎勵

·區塊鏈其實有區塊鏈前面我已經簡單的說過，區塊鏈接簡單的理解就是一個記賬本；但是這里我們需要更詳細的說明下區塊鏈，我現在把區塊鏈分為兩個部分來理解：即區塊和鏈。一個區塊鏈其實他記錄從最原始的賬單交易到現在此時此刻的交易內容，它由區塊和鏈共同兩部分共同構成。在比特幣系統中每10分鐘生成一個新的區塊，這10分鐘生成的區塊它會記錄最近10分鐘網絡中生成的信息支付交易記錄，然后通過鏈連接到原始的區塊鏈上形成更新后的新的區塊鏈，并通告全網進行公共賬單的更新。

·比特幣獎勵這個就是字面意思，就是進行某個客體的比特幣獎勵。

·曠工是指通過一種特別的軟件不斷重復哈希運算來產生工作量的各個網絡終端節點。礦工們需要競爭完成一種基于加密哈希算法的數學難題，數學題的答案存在于新的區塊中，誰優先解出這個答案，誰就能在p2p網絡中廣播聲明自己已經獲得這個區塊，其他的曠工就會意識到在這局里已經輸了，就會立馬開始下一個區塊的挖掘工作。每個礦工在他的區塊中都有一筆特殊的交易，他們會將新生成的比特幣作為報酬，然后支付到自己的比特幣地址中。一旦這個區塊被認可被驗證，也就是被添加到區塊鏈中，他的這筆報酬就可以變為可用可消費的狀態。

1.2.2.2比特貨幣發行

通過前面比特幣網絡的學習，我們知道比特幣其實一個P2P的網絡，這也表示網絡中的每一個人都當擔這比特幣系統的一小部分，但是一個主要的問題出了比特幣來時哪里呢？

·法幣發行機制

我們都知道就現實生活中的法幣來說，政府能夠決定何時發行新的鈔票，但是比特幣并沒有中央政府。

·比特幣發行機制

在比特幣的系統中，曠工們用一種特別的軟件來解決數學難題，作為工作量的回報，款共可以獲取取比特幣系統新生成的特定數量的比特幣，這種機制就是比特幣系統提供的一種發行貨幣的創新方式，同時也提供人們參與挖礦的動機。

·貨幣發行實際場景解析

大家如果看了上面的解釋還不清楚，筆者結合前面區塊鏈的內容再結合實際場景的給親們解釋下。

我們通過前面學習知道，比特幣網絡中每10分鐘會生成一個新的區塊，這個新生成的區塊其會包含多個內容。

第一個內容：就是最近這10分鐘產生的所有比特幣支付交易記錄；

第二個內容：是區塊鎖；

第三個內容：就是即將新發行的比特幣。

現在我們把這三個內容聯系起來，我們知道比特幣P2P網絡中每個人都一本賬本，那是不是意味著每個都可能去篡改自己的賬本呢，是的存在這個可能，所以比特幣網絡設計了區塊鏈的技術來防止這個情況的出現，那么每個人手中的賬本如何可靠安全的更新呢？

好的，我們現在重回到區塊鏈技術，我們知道比特幣網絡每10分鐘生成一個區塊，通俗點就是一個當前10分鐘網絡中所有交易的賬本記錄，為防止有人惡意篡改，區塊鏈被加了簽名防止被惡意篡改，比特幣網絡中第一個破解了這個簽名的人，即可以新的區塊加到原始的區塊鏈上去；我們知道誰也不可能義務勞動，所以在被更新的區塊中還包了對第一個破解人的比特幣獎勵的更新賬單記錄；這個獎勵的比特幣方式就是發行新比特幣的方法和過程了。

二、惡意挖礦程序的由來

我們現在了解到曠工是整個比特幣系統運行的底層基礎運算保障，也是整個區塊鏈技術的核心部分，比特幣系統運行機制中為了保障整個比特幣的系統有效運行和吸引更多的個體投入到系統中來，設立對曠工工作的獎勵機制即通過衡量他們的運算貢獻給以比特幣的獎勵。也因此現實社會中有了更多的人愿意將個人的計算機運算能力提供給比特幣的網絡系統，隨著比特幣的價值提升，更多的人有組織、有體系的，合法甚至不合法的去給比特幣系統網絡提供運算支持，其基本發展歷程如下。

2.1礦工與貨幣發行回顧

在將惡意挖礦程序由來之前，我們需要回顧下什么是礦工、挖礦獎勵機制、比特幣的發行。

我現在都知道在比特幣系統中，礦工們是用一種特別的軟件來解決數學難題，來作為交換比特幣系統生成的特定數量的比特幣,而這種機制提供了一種發行貨幣的創新方式，同時也創造了人們參與挖礦的動機。由于比特幣網絡的交易需要礦工來進行驗證，更過礦工的參與也意味著更安全的比特幣網絡，但同時隨著礦工越來越多，比特幣系統也會自動會自動改變這些數學題目的難度，而難度的變化的速度，通常又取決于解題的速度。

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