我的女朋友让我告诉她哪些是比特币，她想买两个。

注意：本文与股票无关。简单介绍了比特币的原理。投资有风险，进场需谨慎

关键词：比特币，去中心化，挖矿，区块链，双花，最长链原理，工作量证明

让我先告诉你比特币的历史。

2008 年全球金融危机爆发。同年 11 月 1 日，自称中本聪的人在 P2P 基金会网站上发表了比特币蓝皮书《比特币：点对点》。电子现金系统”展示了他对电子货币的新愿景——比特币诞生了。2009 年 1 月 3 日，比特币创世区块诞生了。

你通常不会在你的小笔记本上写下你每晚的收入和支出，我们称之为簿记。我们平时消费的时候，银行也会为我们记录这个交易记录，以及交易完成后银行卡里的余额。然后我们将使用银行卡号来评估我们拥有的财富。所以我们有多少财富，是由交通银行的簿记决定的。

中本聪在2008年提出，其实我们不需要中心化的记账系统，也不需要以个人或机构为中心帮我们记账，我们可以去中心化，每个人的账簿都是透明公开的，这被称为去中心化的电子会计系统。下面我们用一个反例来描述它。

1.那你说的区块链到底是什么类型的，我不太明白？

我们分析上图比特币与矿机是啥关系，A、B、C、D，四个小伙伴进行交易，首先A支付5个比特币给B，然后他需要把这个交易信息发给每个人，同样的，B的交易而C、C、D也要传给所有的小伙伴。用户将这个交易信息记录下来，打包成区块，我们称之为区块，（区块大小约1M，约4000条交易记录），当区块满时，我们会将这个区块与之前的交易记录连接起来，形成一条链，然后在一段时间后将新的区块连接到它上面，我们称这个区块链为区块链，如下图所示。

好的，现在我们知道区块链是什么了。

2.好吧，我知道什么是区块链，但是这些用户为什么要记录交易信息呢？

记账奖励：每个用户都可以去记账。如果用户记账，他将获得一些手续费奖励。例如，如果 A 和 B 交易 10 个比特币，A 需要支付更多。给记录它的人一点点。其实在现实生活中，我们在使用银行卡的时候也会有手续费，这里的手续费是支付给交通银行的。

打包（将交易记录打包成块）奖励：打包者只能有一个，完成打包的人可以获得打包奖励，

3.哦，知道了，打包一次可以获得多少奖励？

该系统于2008年首次提出时，奖励方案如下

每十分钟制作一包。一开始，打包者每包将获得 50 个比特币的奖励。 ，四年后，每包奖励25比特币，再过四年，奖励12.5比特币，以此类推。

4.哇，这么多，世界上有多少比特币？

一袋奖励50比特币，每小时6袋，一天24小时，一年365天，每四年减半，估算公式如下

总数约为 2100 万比特币。

5.因为我们有手续费和打包费的奖励机制，你们都在抢打包，但是打包的人只能是一个，那我们该打包谁呢？

中本聪提出了一种工作量证明方法。说白了，想要打包的用户，还得做一道高难度的物理题。谁先做，谁就有打包的权利。只有打包机才能得到奖励，但是这个问题太离谱了，就是我们谁也用不了脑子，只能一个一个的去尝试，直到你试了个数，你就可以获得奖励，这个过程就是我们常说的挖矿。

6.你说的那种挖矿原理是什么，我搞不懂？

我们刚才讲了，虽然挖矿的原理是让我们做一道物理题，但谁先解决了才算数。这个问题还不是情商问题，需要我们一个一个去尝试，取决于我们的CPU。运行速度。那么具体的原则是什么？

您可以选择性地阅读此处。不感兴趣的可以直接跳到第8题。

在介绍原理之前，我们先来了解一下哈希函数。可以去我之前的上一篇文章《》，里面简单介绍了哈希函数。让我们再看一下数字摘要。

数字摘要是利用双向哈希函数将要加密的明文“消化”成一串固定宽度的密文。这串密文也称为数字指纹。它具有固定的宽度和不同的明文。摘要成密文，结果总是不同的，同样的明文有同样的摘要。

通俗的讲，一个字符串通过hash函数估计得到一个固定宽度的密文，不同的字符串得到的密文是不一样的，即使只是两个字符串的差是一个0，最终的密文也可能完全不同，相同的字符串会得到相同的密文。从明文中得到密文很容易，我们可以通过具体的哈希函数，但是反过来很难。

我们简单描述一下著名哈希函数SHA256的摘要生成过程

我们已经了解了摘要的生成过程，那么具体的挖矿原理是什么？

正如我们刚才所说，区块链似乎有很多交易信息。事实上，我们的区块不仅有交易信息，还有肚皮。目前有很多人已经记录了系统的交易信息，然后想把自己记录的交易信息打包成区块连接到区块链上来获取打包费用。这么多人想打包，但只有一个人能拿到打包权，那么解决什么样的身体问题才能拿到打包权呢？

我们刚刚描述了生成密文的过程，那么我们的明文，也就是输入的字符串，这里主要由什么组成呢？

字符串：前块腹+账单信息+时间+随机数

主要由以上信息组成，前块腹部，你记录的账单信息，时间戳，随机数组成。然后我们可以看到这里的组件对于用户来说是固定的比特币与矿机是啥关系，只有前面块的背面是固定的，并且由于每个人的记录顺序不同，计费信息不固定，每个人的开始时间也不同，所以时间也不固定。是的，随机数是不固定的，那么既然我们的输入是不固定的，那么我们应该如何回答这个问题，如何保证公平呢？主要有以下几种方式

我们刚才也说了，SHA256加密后会得到一个256位的二进制数。

获得打包权的困境是我们对字符串进行两次SHA256运算后得到一个hash值。哈希值要求前n位为0，也就是说，谁计算第一个，谁就可以得到前n位为0的哈希值的封装权。

因为每个人的输入不是固定的，但是对于个人来说，他开始操作的时间是固定的，头部也是固定的，他记录的内容也是固定的，所以他只能通过调整随机数改变最终的hash值，只能一个一个尝试，但是如果字符爆发，可以尝试第一个数字，得到符合要求的hash值，但总的来说还是计算的问题权力。

7.hash值的前n位为0，这个n是基于什么的？

n越大越难估计，因为我们无法进行逆运算，只能一一尝试，每个数字出现0或1的概率为1/2，那么我们得到前 n 位为 0 的哈希值的概率是 n 次方的 1/2。

当时中本聪在设计的时候，为了保证每十分钟出一个块，他会适当调整n。比特币系统会在每 2016 个区块之后手动调整难度目标。 如果上一个难度目标调整周期（即之前的2016个区块）平均出块时间小于10分钟，说明挖矿难度过高，需要提高挖矿难度；否则，在上一个难度目标调整周期内，平均出块时间如果大于10分钟，说明挖矿难度过高，需要提高挖矿难度。难度目标上限和上限范围均受到 4 倍的限制。

所以这个n是根据挖矿难度（算力），也就是我们矿机的算力和矿机的数量来调整的。

8.哦，我明白了，那如果有人冒充我们，偷偷花掉我们的比特币！

这个问题是个好问题

说到避免冒充，我们先说身份认证。表示完成对用户身份的确认。指纹、人脸、签名等都是传统的认证方式。另外，说一下比特币系统的电子签名。

比特币用户在注册的时候会生成一个随机数，这个随机数会形成一串公钥，进而可以形成一个私钥串和地址，私钥和私钥是对应的，公钥是保密的。当别人与你交易时，你只需要发送你的地址。如果您与他人交易，您需要将您的私钥和地址一起发送。流程图如下

我们用公钥加密记录，然后用私钥泄露秘密。加密和泄露的密钥不同，所以我们称之为非对称加密

具体交易流程如下，示例A支付5比特币给B

我们的其他用户收到了这条Payment消息，其他用户如何判断这条消息是否是A发送的？不是有人冒充A做的吗？具体流程如下

与其他用户比较。如果一致，则认为该消息是A发送的。如果不一致，则认为是其他人在冒充。所有用户都将拒绝此消息。你可能不明白这里。您已经发送了公钥和公钥以揭示秘密。刚才我们说私钥是公开的，但是私钥是用公钥加密的，私钥是私有的，唯一的。只有用户 A 知道他的公钥。

9.哇，厉害了，我知道，如果我只有5个比特币，我同时付给两个人，每个人5个，那我不赚啊。

太棒了，你可以想到这个，但是你想太多了。

比如A只有5个比特币，他同时发送两条消息，给B5个比特币，C5个比特币，但他一共只有5个，所以即使没有，我们称之为双花。

那么我们该如何解决呢？

余额检测

回顾

用户收到此消息后，会先从区块链上查询A的交易记录，看看A的余额是否小于交易金额，如果小于则接受，否则拒绝。

解决双重支付

首先，让我们了解什么是双重支付。比如元记酒家963号店，由于店长管理不善，需要转卖。当店长把房子同时借给两个人，但只有一个房子时，这就是双付。

双重消费

如何解决比特币系统中的双花问题？我们的用户 A 只有 5 个比特币，但他几乎同时发布了两个广播。这时候有的用户会先收到第一次广播，然后追查源头，发现A只有5个比特币，会拒绝第二次广播。 同样，首先接收到第二个广播的用户也会这样做。这就像生成两个阵营，然后两个阵营的用户回答问题，然后获得打包权，他们将自己的包上传到区块链，他收到的消息将被整个系统使用。得到正式认可的。另一个将被丢弃。

比如用户D先收到第二次广播，A付钱给C，然后用户D获得打包权，然后D把包链接到链接，剩下的用户就丢弃自己的包，都同意D记录的交易信息，所以此时C赚了5个比特币，B没有收入。因此，当我们收到别人的交易消息时，我们无法感觉到当时账户已经到账。我们需要等待生成一个新的块，并将消息记录在苯环上。

10.那么如果有人偷偷篡改交易信息，那他不是比特币最多的人吗？

思维很全面，你很厉害

让我们考虑一下这些情况，A 已经向 B 支付了 5 个比特币，但他想删除这条记录并伪造它。这些可能吗？

在说它之前，我们先描述一下比特币系统遵循的最长链原理。最长链原则是什么？

最长的链

比如上图中，我们有两个区块同时连接到链上，所以会有两组人，他们会以第一个收到的区块为标准，然后两组人人们将继续运作。当某个群体中的人获得打包权后，新的区块会与他收到的区块相连，那么此时他的链是整个系统中最长的链，会被所有人认可，而另一个群体的人将在这条最长的链条下继续包装。先前的分支将被丢弃。如果说有人不想换阵容，只好坚持比较短的链条，这也是可以的。只要你能独自对抗所有人，让你的链条成为最长的链条，每个人都会认出你。这条链。

那我们来说说如何避免被篡改

此时A想更改黑色区块中的交易记录，那么A需要重新评估重新打包创建官能团，但是你不会识别你的官能团，因为这个羰基不是最长的，所以你不会认出你的伪造信息，如果非要继续倒计时，你自己创造的羰基宽度何时会小于世界上每个人打包链的宽度，那么恭喜你，你伪造成功了，大家都认可你伪造的信息，所以理论上是可以篡改的，但是你改了之后，你就认不出来了，除非你的估计能力超过了全世界。试想一个拥有世界一半以上算力的人，会做这些无聊的事情吗？

我现在都明白了，我们去买两个吧！

看看今天多少钱，我们买不起。

巨人的右臂

“比特币蓝皮书：点对点电子现金系统”

如果没有魔法，就没有魔法；道，停止手术