在创造比特币的过程中，中本聪发明了区块链技术，区块链是源自比特币的底层技术。那么，他为什么要创造比特币？他想解决什么难题？

现在，比特币常被称为一种“加密数字货币”，人们常很关注其中的“货币”二字。其实，比特币并不具备现在各国法定货币的特征，它只是一种数字形式的特殊商品。比特币现在的市场价格和暴涨暴跌也影响着人们对它的看法，人们把它类比为黄金、郁金香等各种投资、投机标的。

但如果回到中本聪创造它的时刻，我们会看到，比特币的出现是源于技术极客想解决的一个技术难题：“在数字世界中，如何创造一种具有现金特性的事物？”“比特币：一个点对点电子现金系统”这个标题体现出了中本聪想解决的难题：他想创造在数字世界中可用的电子现金，它可以点对点也就是个人对个人交易，交易中不需要任何中介参与。

来对比看看。在物理世界中，一个人可以把现金纸币给另一个人，不需要经过诸如银行、支付机构、见证人等中介机构。

但由于数字文件是可复制的，复制出来的电子文件是一模一样的，因而在数字世界中，我们不能简单地用一个数字文件作为代表价值的事物。同时，我们在支付机构中有多少钱，并没有像一张张钞票一样的数字文件可以代表，钱仅是中心化数据库中的记录。

在数字世界中，当一个人要把现金转给另一个人时，必须要有中介机构的参与。比如，我们通过支付宝转账的过程是：支付宝在一个人的账户记录里减掉一定金额，在另一个人的账户记录中增加一定金额。

在数字世界中，如何创建一个无须中介或者说去中心化的数字现金，一直是一个难题。由于数字文件可以完美复制，如果没有一个中心化数据库做记录，那如何避免一个人把一笔钱花两次？

这就是所谓的双重支付或双花问题（double spending）。在比特币出现之前，我们熟悉的主要电子现金系统（如PayPal、支付宝等）都是依靠中心化数据库来避免双花问题，这些可信第三方中介不可或缺，见图 2。

特别地，比特币这个电子现金系统是同时去中介化和去中心化的：

• 个人与个人之间的电子现金无须可信第三方中介的介入，这是去中介化。
• 这个电子现金的货币发行也不需要一个中心化机构，而是由代码与社区共识完成，这是去中心化。

从比特币系统中发现区块链

在物理世界中，现金是一张张纸币，但其背后有着一整套与货币相关的金融体系：中央银行、银行、印钞厂、信用卡组织，以及后来出现的第三方网络支付机构等。

在数字世界中，想要创造一种去中介化、去中心化的“电子现金”，同样要设计一套完整的系统。这一系统要能解决以下一系列问题：

• 这种“现金”如何公平、公正地发行出来，不被任何中心化的机构或个人控制？
• 如何实现像在物理世界中一样，一个人可以直接把现金递给另一个人，无须任何中介的协助？
• 这种电子现金如何“防伪”？在数字世界中，这个问题可转换为，一笔电子现金如何不被花费两次？

中本聪设计和开发了比特币系统，完美地解决了这些问题。说起比特币，人们常指的是比特币这种做价值表示的电子现金。其实，作为电子现金的比特币只是比特币系统的表层，比特币系统包括三层，见图3：

• 最上一层是比特币这种电子现金。这是整个系统的应用层。
• 中间一层的功能是发行比特币与处理用户间的比特币转移。这一层也叫比特币协议（bitcoin protocol），是整个系统的应用协议层。
• 最底层是比特币的分布式账本和去中心网络。这一层也被称为比特币区块链（bitcoin blockchain），是整个系统的通用协议层。

比特币系统的三层命名（应用层、应用协议层、通用协议层）源自知名区块链研究者梅兰妮·斯万，她也提出了被广泛引述的一种阶段划分：区块链 1.0 是货币、区块链 2.0 是合约、区块链 3.0 是应用。

比特币系统实现的去中心化的点对点电子现金，其发行与转账靠的是中间的比特币协议层。类比现实货币系统，这一层的角色相当于中央银行（发行货币）与银行（处理转账）等金融机构。

来深入看看名为“比特币协议”的这一层。比特币系统架构图又常被进一步细分为五层（见图4），它对应的是比特币协议和比特币区块链两个部分。在这个五层架构中，比特币协议层被细分为：应用层、激励层和共识层。

在设计比特币系统时，中本聪创造性地把计算机算力竞争和经济激励相结合，形成了工作量证明（proof-of-work，POW）共识机制，让挖矿计算机节点在计算竞争中完成了货币发行和记账功能，也完成了区块链账本和去中心网络的运维。这就形成了一个完整的循环：矿机挖矿（算力竞争），完成去中心化记账（运转系统），获得比特币形式的经济激励（经济奖励）。

比特币的工作量证明共识机制是承上启下的一层，连接了上层应用与下层技术：在其上的层次为电子现金的发行、转账、防伪；在其下的层次，去中心网络的节点达成一致，更新分布式账本。

之后在讨论区块链的现在与未来时，我们会不断地回到比特币系统的设计上来，它是一个简单又精妙的系统，融合技术和经济因素，是区块链所有创新的源头。

区块链的定义

至此，相信读者已经大概能明白了区块链是什么了，最后，再让我们从不同的角度给区块链下一个定义吧。

第一种区块链的定义（比较通俗）

比特币：一种加密数字货币；区块链：一种基础技术。

区块链是一种源自于“比特币”的底层技术。换句话说，比特币是区块链技术的第一个大获成功的应用。​

第二种区块链的定义

区块链是数字世界中进行“价值表示”和“价值转移”的技术。区块链硬币一面是表示价值的加密数字货币或通证，另一面是进行价值转移的分布式账本与去中心网络。

分布式账本与去中心网络也常被称为“链”，它可被视为一个软件平台；而表示价值的通证常被称为“币”。

通证存储在链上，通过链上的代码（主要形式的智能合约）来管理，它是可编程的。

比特币系统包括三层：比特币、比特币协议、比特币区块链，即比特币的分布式账本与去中心网络。那么，从比特币系统来对照看，说区块链时，我们说的可能是什么

区块链这个说法包括四种可能性，所覆盖的范围逐步变大，见上图：

• 可能性之一，区块链指的是比特币的数据结构，即由数据块（block）连接形成的链（chain），这也被称为“分布式账本”。在比特币白皮书中，中本聪分别提及了区块和链，但后来它们才被组合成了区块链（blockchain）这个新词。
• 可能性之二，区块链指的是比特币的分布式账本和去中心网络的组合。对应于比特币系统，它指的是整个第三层比特币区块链。
• 可能性之三，区块链指的是比特币系统的第二层（比特币协议）和第三层（比特币区块链）的组合。它包括分布式账本、去中心网络和比特币协议。
• 可能性之四，区块链指的是整个比特币系统，包括所有三层，既包括价值表示的比特币，也包括了背后支撑的整个系统。从这个范围看，是把区块链看成一个既包括技术部分，又包括经济部分的完整系统。

大众在提及区块链时，常指的是第四种最大的范围，即“账本+网络+协议+货币”。在产业中，人们在提到区块链时，通常指的是第三种范围，即“账本+网络+协议”。而很多软件开发者在说起区块链时通常指的是第二种范围“账本+网络”，即分布式账本加去中心网络。

现在，包括我在内的很多人都有一种看法是，将基于区块链的价值表示物都称为通证，并把比特币等代币（coin）视为通证的一个特定种类。通常而言，提及加密数字货币、通证、代币时，我们指的都是基于区块链的、在数字世界中进行价值表示的事物。如果采用“通证”说法，区块链的最大范围包括的则是“账本+网络+协议+通证”。

什么是区块链？

从字面上看：区块链是由一个个记录着各种信息的小区块链接起来组成的一个链条，类似于我们将一块块砖头叠起来，而且叠起来后是没办法拆掉的，每个砖头上面还写着各种信息，包括：谁叠的，什么时候叠的，砖头用了什么材质等等，这些信息你也没办法修改。

从计算机上看：区块链是一种比较特殊的分布式数据库。分布式数据库就是将数据信息单独放在每台计算机，且存储的信息的一致的，如果有一两台计算机坏掉了，信息也不会丢失，你还可以在其他计算机上查看到。

区块链是一种分布式的，所以它是没有中心点的，信息存储在所有加入到区块链网络的节点当中，节点的数据是同步的。节点可以是一台服务器，笔记本电脑，手机等。

区块链特性

去中心化：因为它是分布式存储的，所以不存在中心点，也可以说各个节点都是中心点，生活中应用就是不需要第三方系统了（银行、支付宝、房产中介等都属于第三方）。

开放性：区块链的系统数据是公开透明的，每个人都可以参与进来，比如租房子，你可以知道这个房子以前的出租信息，有没出现过问题，当然这里头的一些个人私有信息是加密的。

自治性：区块链采用基于协商一致的规范和协议（比如一套公开透明的算法），然后各个节点就按照这个规范来操作，这样就是所有的东西都有机器完成，就没有人情成分。 使得对"人"的信任改成了对机器的信任，任何人为的干预不起作用。

信息不可篡改：如果信息存储到区块链中就被永久保存，是没办法去改变，至于 51% 攻击，基本不可能实现。

匿名性：区块链上面没有个人的信息，因为这些都是加密的，是一堆数字字母组成的字符串，这样就不会出现你的各种身份证信息、电话号码被倒卖的现象。