
比特币作为代表性的数字货币,诞生于中本聪2019年初发布的一个点对点的电子现金系统,系统的核心思想源于其在2008年11月发表的 Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System一文。比特币运行至今,不仅带动了一大批类似的数字货币的出现,而且为区块连技术的发展奠定了基础。
比特币自身并没有带来新的技术,比特币的运行完全借助了现有的成熟技术,例如哈希散列(SHA256)和非对称加密技术(椭圆曲线加密),运行在互联网上构建的P2P网络中。作为加密货币的代表,比特币在互联网上构建出了一个透明的公开帐本,互联网上任何人都可以成为这个网络上的一个节点参与比特币的发行和认证。与此同时,为加深对比特币系统运行的理解,一些非常形象、易于理解比特币的专有名词,例如挖矿、去中心化、共识、工作量证明等被人们接受而广为流传。
1、 挖矿
比特币的发行数量是预先设定的,共4200万个。比特币系统的第一个节点就是中本聪运行的,成功打包出“创世区块”后,得到了50个比特币的奖励。比特币设定平均10分钟产生一个区块,而且每四年打包一个区块的比特币奖励减半。对于比特币的痴迷者而言,比特币就是“数字黄金”或潜力巨大的投资品,为了得到比特币的奖励,运行自己的节点成功打包一个区块而得到比特币的奖励,就像一个在互联网上挖出“数字黄金”的事务,美其名曰“挖矿”,而运行挖矿的节点计算机就是“矿机”,而负责维护运行矿机的操作者就是“矿工”。随着挖矿难度越来越大,一些公司加入了挖矿的队伍,个人也可以加入这些公司中,为了区别挖矿的个人,而将这些公司投入巨大算力的计算机群则称为“矿池”。
2、 去中心化
比特币不存在专门负责维护数据库的中心专业团队,任何连接到比特币网络中的个人可以下载查看运行至今的一个个区块链接构成的数据,这是一个完全公开的帐本,因此,比特币拥有者如果忘记自己的密匙,所拥有的比特币再也无法找回,因为无法找到申诉的“中心”。任何拥有比特币的一方,可以发起一笔支付(或交易),当发出的比特币高于接收方收到的数量时,多出的部分就是给矿工的奖励。这个交易过程同样没有第三方参与,是一个对等“去中心化”过程,矿工将这笔交易打包到区块中,任何其他节点都可以验证交易的合理性。
3、 共识
比特币网络中存在众多矿工,可能会存在多个矿工同时完成“谜题”计算,考虑到全球点对点网络环境下网络传输延迟问题,同时存在恶意节点的作弊问题,确定哪个诚实节点的矿工最终打包成为合法的区块,并没有一个中心来裁定,因为“去中心化”。由于每一个区块都有一个哈希指针指向上一个区块,全网络中在一个时刻可能存在多个分支,但最终是最长的那个链存活了下来。
4 、工作量证明
由于哈希散列函数的特性,破解谜题的没有任何捷径,只能依靠节点计算机选择一定范围内的随机数逐个进行尝试,直到满足破解谜题的要求。谜题设置难度系数,确保任何一个节点不少于10分钟才能破解谜题。这个破解过程需要计算机投入算力进行,而计算机需要耗费电能或能源(例如冷却)来进行,这个求解过程就是工作量证明。