区块链和比特币的基本概念和技术原理

• 背景:

比特币的发展历程 自从2009年一个自称中本聪（对，是日本人...）的人在一个隐秘的密码学讨论组上发布了一篇叫做《比特币：一种点对点的电子现金系统》的报告，比特币就出现了，并且得到了越来越多人的关注。比特币从最初的几分钱到现在上万元的价格一路上涨，价格有过猛涨，有过大跌，但是价格的总体趋势是不断增加的。挖矿由一开始的个人电脑到后来的矿机，再到后来的矿池也经过了几代的发展。政策上得到了一些国家的支持，也有一些国家反对，还有一些国家对比特币的态度很暧昧。最有意思的是，2010年5月21日，在第一次比特币交易中，佛罗里达程序员Laszlo Hanyecz用1万BTC购买了价值25美元的披萨优惠券，这些比特币在最近价值已经上亿了。这些都见证了比特币神奇的发展历史。

• ** 区块链的前世今生**

虽然比特币没有完全得到各国政府的认可，也并不是一个标准的金融组织，但是比特币十几年如如一日的挖矿活动从来没有停止过，比特币交易随时随地都在进行，无疑是一个成功的金融产品，从技术上，比特币的每一项技术点，例如：非对称密码学、P2P网络、共识机制、智能脚本等，都不是创新，但是这些技术组合形成的比特币就是一个大大的创新。

由于比特币的成功，比特币的核心技术区块链越来越多的得到大家的关注，以至于区块链被认为是互联网金融行业的下一个风口，各行各业都在研究区块链，并为区块链寻找使用场景，有个不恰当的例子，但是很生动，区块链技术就想是一个锤子，满世界的找钉子，好不容易找到的几个钉子，一看还是螺丝钉，还得换成螺丝刀才行，不过非得要用锤子砸进去，也不是不可以，就是有点费力气。

上面这个例子生动的说明了区块链技术的现状，比如，有的企业里面使用区块链做存储、有的企业里面使用区块链做客户的账务、也有的公司里面使用区块链保存电子资产，这些都是在为区块链找场景，虽然区块链还没有得到全面的应用，但是无疑区块链在金融领域已经初露头角。

另外一个现象是很多公司为了炒作新概念，声称产品使用了区块链，例如某某电子资产公司使用了区块链，仔细了解，人家使用的私有链，这让人觉得匪夷所思，私有的区块链是为了提高性能，肯定不是，区块链最难说清楚的就是性能，那是安全，私有的安全在于私有产品的建设，不在于是否使用区块链，那么私有链的使用是为了什么呢？这里读者可自行YY。

实际上，区块链分为共有链、私有链和联盟链，共有链对参与的节点没有限制，整个系统运行在公网上，没有中央机构的控制，自由发展，自发组织，典型的案例就是比特币；私有链，顾名思义就是一个组织内部运行的区块链系统，这种系统运行在组织内，很难保证去中心化，在一个组织内本身就是个中心化的产物，因此，我一直认为凡事私有链都不要说具有去中心化的特点；联盟连，这是笔者最看好的一种形式，

• 核心要点

• 比特币是什么

比特币是一种利用点对点技术实现的电子现金系统，它允许一个组织直接与另外一个组织进行在线支付，而不需要中间的权威的清算机构。

在比特币的世界里，如果你想拥有比特币，你需要申请一个比特币地址，就像你到银行存款，需要开立一个账户，然后，你就拥有这个账号，有了自己的账号，你可以向你的账号存款，别人也可以给你的账号转账，当你需要提款的时候或者给别人转账的时候，你需要出示一个能够打开这个地址的钥匙，也就是你的私钥，就像你在ATM上取款的时候需要提供密码一样。

与银行发行的法定货币不同，法定货币的发行是由各国央行来统一管理的，大家都相信央行是靠谱的，不会记错账，也不会被人×××。然而，比特币的发行并不需要央行这样的权威机构，它允许一笔交易从一个组织直接结算给另外一个组织，省去了权威机构结算的环节，提高了交易和结算的效率，节省了交易的成本，尤其是跨境交易的成本。

一个点对点的在线交易系统如何保证交易的匿名性、正确性、不可篡改性？又是如何防止双重支付和防止作弊和×××的呢？

下面的章节将为大家通过最通俗的语言解开比特币的神秘面纱，让你从逻辑上理解比特币是如何工作的，让学习比特币不留死角，让比特币的方方面面清晰的呈现在你的脑海里。

区块链技术的核心要点

本节介绍区块链技术中最核心的几个要点，这包括：区块链存储、密匙和地址、解锁脚本、挖矿过程、共识机制、P2P网络等。

• ** 区块链是如何存储的？**

对于一个现金账户系统，首先要解决的是如何记账，把账记在哪里，账户如何存储等。例如，你在中国银行存款，中国银行为你开立账户，你的账户就存储在中国银行的服务器上，而你在建设银行存款，建设银行为你开立账户，你的账户就存储在建设银行的服务器上。如果你需要转账给同一个银行的其他人的账户，你需要通过这个银行为你转账和结算，如果你需要转账给其他银行的其他人的账户，你需要通过银联为你转账和结算，尽管一个普通用户感知不到如此多的过程，不过这些步骤确实是存在的，从这个过程中我们看到记账的账户系统是专用的，是中心化的，归某一个组织所有并维护，通常这个组织是权威的、可信赖的。

而比特币并没有中心化的记账系统，而是通过分布式的区块链来记载比特币的拥有权和交易信息。每个比特币的参与者都拥有一份相同的区块链副本，区块链包含着多个随着时间排序的块，后一个块通过哈希指针指向前一个块，形成一个链，从链的顶端通过这个指针，可以一直找到底端第一个块，第一个块成为创世纪块。每个区块记录着前一个区块的哈希散列值，实际上是前一个节点头的哈希散列值，如果想改变一个区块包含的交易，必须改变这个区块之后所有的交易，由于每个区块的产生是需要条件和时间的，并且条件相当苛刻（后续会在共识机制相关的文章中详细说明），因此，一个区块一旦产生，并且被区块链的节点所接受，并且在这个节点之后又产生了一定数量的区块，那么这个区块基本是不可篡改的。