比特币究竟是什么？它为什么诞生？

背景：2008年，在国际金融危机的影响下，人们因金融体系崩溃而失业，甚至有人破产。这时，一位互联网极客看到这一幕人间惨案，心中暗骂：这些家伙怎么会出现在华尔街？邪恶需要世人还债吗？我想改变它。

于是，现代骑士开始了他的计划，他在 2008 年首次在互联网上发表，开始了一场伟大的社会实验。

比特币的本质是一个去中心化的电子会计系统。

一般我们会用银行记账，银行是国家背书的。因此，每个人都愿意信任银行并将钱存入其中。

比特币旨在规避银行的中心化架构。

基本原理说明：

例如，有四个人 A\B\C\D。如果相互之间有交易（比如A给B10比特币，B给C3比特币等），信息会公开给大家，然后大家就必须做会计。那么问题来了：

1.ABCD为什么要记账？

2.最后谁的账本占上风

3.如何防伪？

4.如何防止双花？

5.如何防止篡改？

接下来，让我们看看中本聪是如何解决这些问题的。

1.ABCD为什么要记账？

记账有奖励。如果你想让人们做某事，你希望他们得到回报。人性。

1)记账人会得到一笔手续费，比如A付B10元，C记账，C会从中得到一定的手续费。

2)打包奖励，只有一个人可以完成打包，有人会得到奖励。完成礼包的人将获得50比特币（BTC）的奖励

打包说明：中本聪设计的账本记录在大约 10 分钟内完成一个打包。打包的结果称为一个区块（区块内大约有4000条交易记录）。根据以上可以计算出比特币有多少，20*6*24*365*4*1+1/2+(1/2)^2+....)=2100万

2.最后谁的账本占上风

对工作量证明的简单理解是，系统会提出一道难题，谁先做就会得到奖励。但是这道数学题太难了，只能用穷举法来解决。我们尝试一一找到答案，尝试答案的过程称为挖掘。

扩展：散列函数sha256（“美”）=256位二进制数

这个功能的特点是你可以用你输入的任何东西快速得到一个256位的二进制数。

举个类比的例子：对于X^5+LOG2X=Y，如果输入X=a，Y

计算起来很容易，但是给你 Y 并让你计算 X 就困难得多。散列函数比这困难得多。

挖矿原理：

DDDD-…

上面的每个D代表一个区块，每个区块包含的信息：前一个区块的头部+计费信息+时间戳+随机数=字符串（不管这个字符串是怎么来的）

散列字符串 HASH=SHA256(string)=256 位二进制数

对于一个 256 位的二进制数，通常要求前 n 位为 0（通常设置难度是设置 n 的大小，并调整 n 的大小来控制出块时间）。打包块。幸运者可以在上述区块链上添加一个新的 D（块）。并获得相应的奖励。

如何计算这个 256 位数。矿工（矿工）有必要不断尝试上述公式中的随机数。直到他们试一试。

请注意，每个人计算的难度是不同的，因为每个人记录的计费信息、时间戳和个人信息都不同。但一般来说，谁的算力越强，也就是越快越多，谁挖的概率就大。

3.如何防伪？

让我们从身份认证开始。传统的身份认证方式包括签名、指纹、人脸等，但在现实中不够安全，容易伪造。

如何解决这个问题呢？

电子签名！

怎么来的：随机数-->私钥-->公钥-->地址

公钥和地址可以公开。例如，如果你想让某人给你转账，你可以把公钥和地址给他。但是私钥必须保密，不能给！

私钥可以计算出公钥，但公钥不能计算出私钥。这种关系在密码学中称为非对称加密。

通过示例来理解：

例如，A 向 B 转账 1 个比特币，A 会对这个信息进行 HASH 运算得到一个摘要，然后用私钥对这个摘要进行加密，得到密码。然后A会把这个信息广播到全网++

例如，C 听到广播后，会验证信息是否真实发生。C会hash得到digest 1，使用A提供的+得到digest 2。如果digest 1 =digest 2，则说明这个信息确实是A用自己的私钥加密的。如果不一样，说明信息是伪造的，不是A发起交易的

4.如何防止双花？

1)首先要了解余额检查-追溯法。例如，如果你想付钱给别人，你至少必须证明你有足够的钱。例如，如果 A 向 B 转移 1 个比特币，那么它可以在历史区块链上完成。查看过去的记录，看看 A 在历史上是否曾经获得过 1 个比特币。

2)什么是双花，也叫双花，就是你把同样的钱花两次比特币是怎么做的，比如A同时发送两条消息1-A支付B 1 BTC，2-A支付C1比特币。人们在网络上收到这两条消息的时间是不同的。例如，D 先收到 1-A 并支付 B 1 BTC 并计算数学问题，然后打包块并连接到链上。这样当 1-A 支付 B 时，信息将被确认，2-A 支付 C1 BTC 将被放弃。

5.如何防止篡改？

首先，让我们了解最长链原理。如果网络中有 A 和 B 同时计算数学题并打包到链上，那么链上就会有两个分叉。这个时候，我们会通过时间来解决的。看一段时间后两条链中哪一条最长，最长的链站的人会越来越多，直到最后大家都放弃短链

了解之后，我们来看看如何防止篡改

比如 A 之前有一笔交易 A 到 B 1 个比特币，但是​​如果 A 想篡改这个记录怎么办？

回到我们的链条中的是 D1-D2-D3-D4-…

例如，A 想要篡改的交易发生在 D2 区块中比特币是怎么做的，他需要从 D1 开始篡改。这个工作量会非常大，相当于一个人对抗整个世界。理论上，如果 A 的计算能力超过了所有人，他的篡改是可以做到的。但这个概率会很小，首先，没有人有这么大的算力，至少在可预见的将来不会；第二，如果他有这么大的计算能力，他可以继续挖矿赚钱（除非他是疯子或科学怪人）不会做叉子。

综上所述，通过解决以上五个问题，中本聪探索了一种不需要银行等中间商实现大家认可的记账解决方案。这是一个伟大的发明。并且会对未来的人类社会造成巨大的后果。影响。比特币只是区块链的一个应用，就像电灯到电的发明一样。事实上，底层技术是区块链技术，它将大大降低人与人之间以及点对点的信任成本，从而降低社会运营成本。成本。

其实还有很多细节没有提到。有兴趣的同学可以了解一下拜占庭将军问题——如何解决恶意节点，保证信息的一致性等。

文章内容借鉴了李永乐老师的视频内容，个人理解。仅用于学习和分享，不用于任何商业用途。希望与有缘人分享区块链知识。