简谈比特币与区块链发布时间: 2023-11-30 来源:智能计算领域

  一谈到区块链,就必须提中本聪以及他的比特币,其实区块链的应用或者意识,在很早以前,世界各地的人都在使用,只不过在08年,由一个叫中本聪的人用计算机互联网的形式,做了第一次的金融方向的尝试,那就是比特币。

  最早的时候,人类刚刚在非洲起源的时候,那时候其实是没有婚姻的概念的,男人向女人或者女人向男人求爱的方式,最大有可能的就是一棍打晕,然后拖进山洞,完成繁衍后代的行动。但是这存在一个问题:假如说一个原始人A 今天把B 拖进了山洞, 过几天 B 又被 C 拖进山洞, A 肯定是抗拒以及愤怒的,明明是我先 把B 拖进山洞的,凭什么 C 你小子又来插一杠子?

  部落里有一个年长且非常聪明的人站出来了,他想到了一个绝妙的办法,那就是,以后所有的一棍打晕,然后拖进山洞的行为,必须得到规范,并且不允许私自打晕拖进山洞,所有的人都要来见证这一刻,并为这一对新结为夫妻的人,举行一些特殊的仪式,让所有人都知道,A与B 结为夫妻了,并且严禁别人再把B拖进别的山洞,受整个部落的保护;于是,婚礼的雏形,诞生了。其实我们从一些地方少数民族的婚礼的习俗中,还能看到一些原始的习俗的残留,比如抢婚。周易中也有记录:《周易·屯》爻辞:“屯如邅如,乘马班如,匪寇婚媾……乘马班如,泣血涟如。”是说一支似寇非寇的马队抢来不从的女子,被抢女子拼命呼喊,血泪汪汪。

  1. 礼数繁琐:在古代或现代,结婚都是一件特别繁琐的事情,要准备各种请帖以及各种物品的置办。

  2. 父母/亲朋见证:婚礼最重要的人除了新人以外,更重要的就是父母以及亲朋好友。

  3. 敲锣打鼓,鞭炮齐鸣,招摇过市:无论是古代还是现代,这都是最普遍的行为,现在社会,有了微信微博等各种社交软件以后,还会把结婚的信息公布到社交软件上去,让更多的人知道,张三与李四结为了夫妻。

  2008 年,一场席卷全球的金融危机发生了,一个叫中本聪的人(到现在为止,没有人知道,中本聪到底是谁,其实坊间有很多的说法, 我个人觉得与乔布斯有关系,至于为什么,如果有朋友感兴趣, 我会讲一下)也受到了金融危机的冲击,他看到美国政府不断的超发货币,不断的稀释民众手中的财富;于是,他想要创造一个电子货币支付系统。于是中本聪(Satoshi Nakamoto)在其2008年发表的经典论文《比特币:一种点对点网络中的电子现金》。

  在这篇文章中写道:传统的金融体系不可避免地要依赖“第三方”机构(传统银行),这种传统的中心化金融结构是很难让货币像别的信息那样免费的进行传输。正是未解决这样一些问题,中本聪创造性地提出了通过区块链技术建立一个去中心化、去第三方、集体协作的网络体系设想,而无需中心化平台做信任桥梁,区块链通过全网的参与者作为交易的监督者,交易双方可以在无需建立信任的前提下完成交易,实现价值的转移。如果说互联网TCP/IP协议是信息的高速公路,那么区块链的诞生意味着货币的高速公路第一次建设已经初步形成。

  那么什么是去中心化/去第三方呢? 结合我上面举的例子,早期婚礼就是一个去中心化的过程,让张三与李四结婚的消息,要让更多的人知道,而不是只让某一个人/或机构知道,让更多的人知道的过程,就是去中心化的过程,只要见证张三与李四结婚的人,都明白他们结婚了,就算有人去世了,还是有其他人知道,张三与李四是夫妻这一事实。这就是去中心化/去第三方。我们再聊金融,我们每一个人都会有银行卡,我们在这张卡里存了多少钱,只有我们与银行知道,不会有其他人知道;但是,如果有一天,你存到银行里的钱的信息,因为特殊的原因丢失了,你还会从银行里取到一分钱吗?虽然你存钱的事实是存在的,但是这种中心化的银行,一旦信息丢失,你是没有很好的方法再证明,你存钱的事实。假如是去中心化的数字货币系统,你存钱的信息是被保存到全世界所有的存储节点/数据库中的,一个或者多个节点的损坏,信息丢失,是不可能影响到你存钱的事实,因为还有其它的节点记录了你存钱的事实。这就是去中心化。

  刚刚我们谈完了去中心化,再详细聊另外一个,分布式数据存储(如果看不太懂,此段可以跳过)。

  分布式数据存储的特点是安全、加密和不可篡改。区块链本质上是一个利用哈希指针前后相连的链式数据库,这也是其名字的由来,具体而言是指把随时间一直增长的数据打包到各个区块里,所有区块按照时间顺序串起来形成一条链。区块链从数据存储的角度来看,可以总结为两大特征:分布式数据存储和加密不可篡改。所谓分布式数据存储,是指区块链的全节点数据并不是由一个中心化节点储存,而是由分布在全球的无数节点共同储存,每个节点都拥有一份该区块链的完整数据,不会有任何一个节点可以垄断对数据的存储权。同时,由于区块链通过对计算机代码和加密学的运用,加之设计上的精巧和特别,区块的微小的篡改都能被察觉出来,也就促成了区块链防篡改、可靠的特点。

  接下来我们再聊比特币最大的一个特点:总量恒定(2100万枚)。这就是怎么回事,比特币越来越贵的一个最重要的原因。相比于传统货币,有谁能知道,未来会继续发行多少货币?几亿?几十亿?几千亿?还是几兆?几千兆?谁知道呢?只要是这个中央发行机构一直存在,那么,钱的总数就会不断的增加。其实我们从上面的讲解来看,如果说去中心化是一辆汽车的发动机,那么总量恒定就是给这个汽车装上了轮子。它能跑多远,能够上涨到什么程度,谁都不好说。中本聪深恶痛绝的超发货币问题,在比特币这里,得到了解决,那就是,比特币的总数,就是2100万枚。

  截止到2022年2月,比特币的价格是41428$,折合人民币263600¥。而2021年最高价格为69000$,大概40+ w 一枚。贵吗?当年 40 元一枚的时候,本文章的作者都觉得太贵了,就是数字积分,没有一点意义,这就是认知。

  上面是2019年的新闻,仅仅过了不到3年。假如说她没有卖掉的话,现在她有可能可以财富自由了。当然,到现在为止,还会有很多人觉得比特币就是骗局,也有少数人说比特币最终会到达100W美金一枚。

  上面讲了关于区块链与比特币的最基础的一些知识,我想很多人会有这样的一个疑问:既然比特币这么贵,为什么我们不挖比特币呢?

  其实,这就讲到了另外一个问题,也是比特币以及全球数字货币所面临的一个主体问题:挖矿。

  在比特币的P2P网络中,有一类节点,它们时刻不停地进行计算,试图把新的交易打包成新的区块并附加到区块链上,这类节点就是矿工。因为每打包一个新的区块,打包该区块的矿工就能够得到一笔比特币作为奖励。所以,打包新区块就被称为挖矿。

  比特币的挖矿原理是一种工作量证明机制。工作量证明POW是英文Proof of Work的缩写。

  也就是说,通过工作量证明,我们就可以按劳分配,谁的工作量高,谁就得到相应的奖励, 很公平吧?至少看上去是的。

  假设某个学校的一个班里,只有一个女生叫小红,其他都是男生。每个男生都想约小红看电影,但是,能实现愿望的只能有一个男生。

  到底选哪个男生呢?本着公平原则,小红需要考察每个男生的诚意,考察的方法是,出一道数学题,比如说解方程,谁第一个解出这个方程,谁就有资格陪小红看电影:

  因为解高次方程没固定的公式,有必要进行大量的计算,才能算出正确的结果,这个计算过程就需要一定的工作量。假设小明率先计算出了结果x=2.5,小红可以简单地验证这个结果是否正确:

  可以看出,解方程很困难,但是,验证结果却最简单。所以,一个有效的工作量证明在于:计算过程很复杂,需要消耗一定的时间,但是,验证过程相对简单,几乎能瞬间完成。

  要解决这样的一个问题也很容易,小红可根据男生的编号,给不同的男生发送不同的方程,方程的第一项的系数就是编号。这样,每个人要解的方程都是不一样的。小明解出的x=2.5对于小军来说是无效的,因为小军的编号是3,用小明的结果验证小军的方程是无法通过验证的。

  事实上如果某个方程被验证通过了,小红可以直接从方程的第一项系数得知是谁解出的方程。所以,窃取别人的工作量证明的结果是没有用的。

  在比特币网络中,矿工的挖矿也是一种工作量证明,但是,不能用解多项式方程来实现,因为解多项式方程对人来说很难计算,对计算机来说很容易,可以在1秒钟以内完成。

  要让计算机实现工作量证明,必须找到一种工作量算法,让计算机无法在极短的时间内算出来。这种算法就是哈希算法。而比特币采用的就是hash256(一种加密算法),可以让计算机去做一些简单并且重复量大的工作。感兴趣的可以再去搜索一下,本次只做普及。

  比特币网络的难度是一直在变化的,它的难度保证大约每10分钟产生一个区块,而难度值在每2015个区块调整一次:如果区块平均生成时间小于10分钟,说明全网算力增加,难度也会增加,如果区块平均生成时间大于10分钟,说明全网算力减少,难度也会减少。因此,难度随着全网算力的增减会动态调整。

  根据比特币每个区块的难度值和产出时间,就可以推算出整个比特币网络的全网算力。

  比特币网络的全网算力一直在迅速增加。目前,全网算力已超越了100EH/每秒,也就是大约每秒钟计算1万亿亿次哈希:

  所以比特币的工作量证明被通俗地称之为挖矿。在同一时间,所有矿工都在努力计算下一个区块的哈希。而挖矿难度取决于全网总算力的百分比。举个例子,假设小明拥有全网总算力的百分之一,那么他挖到下一个区块的可能性就是1%,或者说,每挖出100个区块,大约有1个就是小明挖的。

  由于目前全网算力超过了100EH/s,而单机CPU算力不过几M,GPU算力也不过1G,所以,单机挖矿的成功率几乎等于0。比特币挖矿已经从早期的CPU、GPU发展到专用的ASIC芯片构建的矿池挖矿。

  当某个矿工成功找到特定哈希的新区块后,他会立刻向全网广播该区块。其他矿工在收到新区块后,会对新区块做验证,如果有效,就把它添加到区块链的尾部。同时说明,在本轮工作量证明的竞争中,这个矿工胜出,而其他矿工都失败了。失败的矿工会抛弃自己当前正在计算还没有算完的区块,转而开始计算下一个区块,进行下一轮工作量证明的竞争。

  通过上面我们大家可以得知,现在的挖矿,已经不是简简单单地用普通电脑就可以挖了,而是矿厂。

  一般情况下,这类矿厂一般建立在电能比较丰富且便宜的地方,比如内蒙的风力发电厂,四川的水电厂,甚至有到国外去建厂。

  既然挖矿如此困难,那么挖矿带来的资源浪费就越来越严重,电力的消耗以及无数矿卡的燃烧,对于整个国民的实体经济来说,无疑是一种浪费。所以不少国家也对挖矿行为进行了打压与禁止,注意,这里是挖矿,而不是交易与炒币,这是不同的概念。

  当越来越多的人参与挖矿的时候,有部分人开始对挖矿进行反思,我们为何需要挖矿?我们的初衷就为了浪费大量的资源与能源吗?

  比特币的发展,或许也超出了中本聪的预期,或许他也没想到,他创造的比特币,会发展到今天如此繁荣的地步,人们对比特币挖矿的疯狂,或许也超出了他的想象,浪费大量的资源去挖矿,本身就不是他的初衷,因为最初他的构想,是想让每一个人用普通电脑就能够得到比特币。这中间还涉及到引入GPU 算法,从此打开了潘多拉魔盒,让CPU 彻底告别了挖矿,而显卡以及专用矿机挖矿成为主角,让挖矿这一行为,变成了资本的游戏,谁有钱就可以构建大型矿厂,就能拥有更多比特币。这已经背离了比特币的初衷,从这个方面来说,比特币无疑是失败的。

  比特币的初衷是去中心化,但是现在已经是资本的玩具,反而又从另外一个角度,达成了资本中心化。这可能是中本聪也曾未想到的。

  其实我们聊这么多, 很多人可能会有这样的疑问,你讲述这么多, 确实挺好, 但是, 区块链到底有什么意义?

  首先,区块链的去中心化特性使得没有一点单一机构或个体能够控制整个网络。传统的中心化系统存在着单点故障的风险,而区块链通过将数据和权力分散到网络的每个节点上,消除了单点故障的可能性。这在某种程度上预示着区块链具有更高的抗攻击性,能更好地应对意外故障或恶意攻击。

  其次,区块链的透明性使得任何人都能查看和验证账本上的交易记录。所有的交易都被公开记录在区块链上,任何人都能够最终靠网络访问这些记录,以此来实现了信息的公开和可追溯性。这种透明性有助于防止欺诈行为,促进合作和信任的建立。

  另外,区块链的安全性得到了强化。区块链使用密码学技术确保数据的保密性和完整性,同时提供了防篡改的能力。每个区块都包含了前一个区块的哈希值,形成了一个不可篡改的数据链。这在某种程度上预示着一旦数据被写入区块链,就很难被篡改或删除,为信息的安全提供了保障。

  最重要的是,区块链的意义在于它可以为许多行业和领域带来革命性的变革。从金融领域的支付和结算,到供应链管理、知识产权保护、医疗记录管理等,区块链都具备潜力来提高效率、减少相关成本,并改变传统商业模式。它为个人赋予了更多的控制权和数据主权,推动了去中心化的创新和共享经济的发展。

  总而言之,区块链作为一种新兴技术,具有去中心化、透明、安全和可信的特点,为咱们提供了一种全新的数据交互和价值传递方式。它的最重要的意义在于, 它为咱们提供了一套,除政府担保以外的, 另外一套信任机制, 这无疑是最伟大的。

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