你知道虚拟货币吗？它也可以像股票一样交易。--比特币

昨天看了比特币的中文介绍，觉得很有意思。但是，上述文章中的解释非常不可靠。花了一晚上去比特币官网仔细研究，终于明白了它的原理。感觉很有启发性，尤其是对于虚拟货币的流通和发行。今天写这篇博客。

什么是货币？货币是商品（包括服务）的交换媒介。我们今天使用的货币是由信誉良好的银行发行的，基本上有信誉保证。只要每个使用它的人都认可它，那么我们就可以用它来交易。货币具有一定的保值性。在我将我的劳动力/服务/所有商品兑换成货币后，银行向我保证，在未来的某一天，我仍然可以将其兑换成几乎等值的东西。这种保证的前提是银行不会向新货币发送垃圾邮件，并且每个人都相信这一点。

过去，我们使用贵金属作为货币。由于贵金属产量不高，新币升值幅度有限，经济不断增长，市场需要更多的货币让商品尽可能流通。有需求就有价值。从这个意义上说，贵金属本身在制造其他东西方面的​​价值是次要的，经济使用货币流通商品的需求是主要的。但是，贵金属的产量是有限的，曾经流通的贵金属货币会因为种种原因退出市场，所以即使是新创的贵金属货币也具有同等甚至更高的价值。

为什么比特币能保值？BTC（比特币的货币缩写）存在于庞大的 p2p 网络中。使用比特币的社区已经认识到一种算法，在目前的条件下，每小时只会产生大约 6 组新的 BTC，目前是 50 组。也就是说，在这个世界上，每小时只会产生大约 300 组 BTC。这个收益也会受到网络自动调整难度的限制。你不能通过修改每个人的Client（客户端是开源的）的算法和参数来加速产币。假币会被网络丢弃（除非你控制了大部分网络节点）。

BTC本身的价值是多少？

BTC的价值就是交易渠道本身。一组新铸造的 BTC 提供了将旧 BTC 从一个帐户转移到另一个帐户的数学保证。这种安全保证背后的代价是大量的计算能力。生产这样一个安全的通道需要大量的精力，所以整个 BTC 用户群都会奖励造币者（目前是 50 BTC）。

简单来说，我的理解是，现在全世界所有的 BTC 都是由运行电脑的能量产生的，其总价值，（现在一共产生了 12w 组左右的 BTC，每组 50 个，市场价格约为 7.$3 每个），应该低于所消耗能源的总市场价值。但是，我认为用于生产 BTC 的大部分能源原本都是未使用和浪费的资源。

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没有中心节点的“银行”如何让每个人都信任和工作？

答案是，这个 p2p 网络上的每个节点都记录了自 BTC 诞生以来每一笔交易的详细清单，由此可以推断出每个 BTC 唯一属于谁。这样，当您接受交易时，您就知道某人给您的钱是否合法。

从基础开始：

每个账户其实就是一对公私钥，拥有私钥的人就是账户的所有者。如果 A 想向 B 转账一笔钱，A 将这笔钱添加到 B 的公钥中，并用自己的密钥签名。而当 B 看到这个签名时，他就可以理解，确实是 A 将 BTC 转给了他。

然后这个交易需要一个见证人，并且担保交易发生了。这样，只有当 B 以后想用这笔钱时才合法。担保人是使用 BTC 的整个网络。

当 A 发起这个交易时，它必须尽可能地将签名的交易列表广播到 p2p 网络，最后让每个节点都知道它。B 在 p2p 网络上不断收到其他人的确认消息。当它收到足够的确认时，它认为A确实已经发送了交易订单。此后，B 可以自由使用这笔钱。

当 B 使用 A 转给它的钱给 C 时，它也会广播给足够多的人（最终每个人都会收到），让他们为它做担保。每个担保人只在确定 B 有足够的钱支付时才确认。本质上，BTC网络并不记录每一美元属于谁，它记录了从诞生到现在的每一笔交易，并计算每个账户里有多少钱。当任何人试图确认一笔交易时，它需要确认转账账户中没有那么多钱。

比特币需要解决的核心问题是如何避免一笔钱花两次。

整个计费顺序是循环的。当每个人在完整的全球账单上签署新的金额时，他们需要使用之前的信息来生成后者。这种计费顺序称为区块链。每个块都包含几个经过确认和哈希签名（难以伪造）的交易记录。每个块都与全局表上的前一个块相关联。每张账单最终都会通过 p2p 网络转发到产生新区块的节点。

这个制作新区块的过程称为挖矿，制作新区块就是将最近收到的票据打包到刚刚制作的区块中。这个包装过程就是生产过程，成功制造的机会非常少。（可以理解为新收到的票据是合并在一起的，一次成型是不能修改的，如果生产失败，会重复生产。）一旦生产成功，就放新的块（这被认为是是旧的全球区块链）。续）广播出去。

因为是 p2p 网络，可能很多人同时在创建新区块，但是有一种排序机制可以保证只有最优（最困难、最耗时）的新区块被网络接受组并挂在全局块上。链。重复一遍，整个 BTC 网络只有一张全局计费表，每个节点都保存一份完整的副本。

这个全球计费表会越来越大，区块链会越来越长。在最新的部分，肯定有很多部门。这是因为 p2p 网络的挖矿过程是分开并行进行的，每张新的账单不能一次广播到所有节点。每个挖矿节点负责将他批准的旧全球账单上不存在的新收到的账单整合到他将要创建的新区块中。一旦一个新的区块被创建，它会立即被广播以获得更多的认可。主要是为了得到想要挖矿的人的认可，这些人会在这个区块的基础上创建新的区块。

如果 p2p 网络太大，交易账单无法尽快广播到全网。p2p网络的一部分会出来维护一个小团体普遍认可的全球账单。全球法案的多个分支可能同时演变。因为每个小组可能认为他们看到的部分更长，更有效率。但是，只有当有人发现另一个分支更长时，它才会切换阵营。因此，您的账单有一定的机会被一小部分人接受，但在一段时间后，被一大群人抛弃。

但是，算法参数决定了新块的生成速度非常慢。如果你的账单被多达6人确认，基本可以保证它所融合的全球账单是被p2p网络认可的。

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由于生成新块既费时又费力，因此创建新块的概率就像中了彩票一样。有多少人仍然需要执行程序来计算新块？答案是每个创建新区块的人都有权构建一个账单，声明上帝给了我 50 BTC。此规则为所有 BTC 用户所认可。将造块等同于开采黄金只是一个比喻。事实上，没有人能把黄金挖出来囤积起来。每个新块必须包含全局表上前一个块的哈希值。BTC 网络会自行调整难度，以便大约每 10 分钟生成一个新块。如果你在 10 分钟内不做一个新的区块，那几乎就像你在前 10 分钟所做的工作是白费的。

所以更恰当的比喻是买彩票。每 10 分钟开一次的彩票。你一直在花钱买和比特币一样的货币，如果你在 10 分钟内赢了，它就是你的。如果您没有获胜，第一次购买将被没收，然后是下一轮。

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如何在数学上确保挖掘过程消耗大量 CPU 时间？而且成功的机会很小？

这里使用了一个称为 Hashcash 的系统。它最初是为了改善电子邮件垃圾邮件的问题而发明的。

就是给一条特定的信息（比如谁把这封邮件发给谁）加上一个特定的hash header。这个哈希头需要大量的 CPU 时间来计算。发送垃圾邮件的人没有那么多 CPU 时间来计算组中发送的每封电子邮件的有效哈希标头，因此具有此有效哈希标头的电子邮件不太可能是垃圾邮件（在其上花费了 CPU 时间）

该算法是为要保护的信息找到一串数字，添加后使用公认的哈希算法，如SHA-2，计算出一个哈希值。如果哈希值以一长串 0 开头（多少决定难度）和比特币一样的货币，则表示成功。

对于一条信息，要找到这串数字，目前除了暴力尝试外，没有什么好的办法。即随机替换数字，每次比较hash一次。经过可预测的尝试次数后，通常会找到所需的次数。

每个想通过挖矿赚取 BTC 的人都在监控 BTC 网络的信息。如果有人发布了一个新的有效块，它将被合并到本地全局表中。并重置自己的计算过程，从新获得的区块开始。如果有新发出的交易指令，也要记录。继续结合最新区块的hash值，新收到的交易订单，以及获得50 BTC的奖励订单，计算SHA-256，看结果是否满足条件。一旦满意，广播新块。

当足够多的人批准时，（根据它计算下一个块），他也得到了 50 BTC。

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与 BTC 的经济规模相匹配。所有比特币客户端都设置为每210,000个区块，产生一个新区块的人被识别为比以前凭空获得一半的BTC（如果他此时仍然在包中写他得到​​50 BTC，其他人不要将确认他的阻止）。这将减缓 BTC 总量的增长。生成新块的速度由难度决定。这个难度是由 p2p 网络根据最近出块的速率自动调整的。所以即使以后算力增加，也可以保证10分钟左右的速度。

此外，随着生产新区块的收入减少，愿意贡献自己的 CPU 进行挖矿的节点数量也会减少。（如果降低太多，就降低难度）

最终，p2p 网络将不再凭空创造新的 BTC。此时创建新区块的动机是什么？那就是交易税。由于没有人愿意产生新的区块，因此发起交易变得困难。（没有区块可以持有交易单） 想要交易被确认的人可以声明，如果有人制作一个新的区块来接受他的交易单，他将向他支付少量的交易税。当很多人都这样做时，制作区块再次变得有利可图。但是，没有新的 BTC 直接诞生，它只是在这些 BTC 用户之间流通。

总会有一些 BTC 会消失，主要是因为那些账户的私钥丢失了，没有人可以从账户中转移资金。不能流通的钱不是钱。但最终整个BTC会达到一个比较大的规模，准确的说是2100万。但是BTC本身是可以砍的，比如你可以付给别人0.01 BTC。所以，BTC本身就会升值，总量永远是够用的。

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