掌握区块链：比特币的区块链

一.简单说说货币&积分1.原文：金银贝壳

最早的时候，交通不发达，内陆地区用只有沿海才有的贝壳作为交换媒介，换取物品，得到贝壳的人用它来换取其他物品。后来随着交通的发展，人们可以很容易地获得贝壳，贝壳不再作为货币使用。

后来，金银逐渐成为了交换的媒介，大家都在想为什么不是铜、铁、木呢？为什么贝壳不能用作货币？为什么元素周期表中有这么多稀有金属，却没有金和银？

金银，壳牌有出版商吗？有中央银行吗？还是仅仅依靠人们的批准才能获得货币地位？

2.山西票号

清明末年，山西商人遍地做生意，甚至在海外做生意。由于地域辽阔山西比特币被骗，商户携带大量金银不便，不安全。山西票号适应了这种需求。它在各个地方建立票号。商户去票号存钱，就拿到一张票，可以异地取票。大大降低商户携带大量银两出行时的安全隐患和运输成本。

因为票号后来绑定了清政府，所以也跟着清政府去了……所以即使政府是大公司发行，风险为零！

3.传统数据库集成下的单节点（中心化）

互联网重构了很多行业，每个人都有日常使用各种app&网站的积分，比如早期的QQ币，想想这个东西怎么实现？

大家可能会想到一个数据仓库（专业上称为数据库），它记录：

账户信息（用户名、昵称、密码）、你的qq币额度（有多少qq币）、你的​​消费记录（记录你的币是如何获得的、你是如何消费的、你买了什么）

这是什么，这是单节点维护的账本，腾讯公司控制的账本，这个账本可以当货币吗？

二.比特币的诞生

终于，2008年经济危机爆发，中本聪发表了一篇题为“比特币-点对点电子支付系统”的论文，比特币于2009年正式推出。而在创世区块， 2009年《泰晤士报》头版标题1.3，讽刺银行。

大家一定很奇怪，为什么比特币系统会受到这么多人的推崇，为什么能值2万美元？

比特币有什么神奇之处，它是如何充当货币的？

1.由多个节点维护的账本（数据库）

比特币创建了一个没有任何主体控制的系统。至于前面提到的q币，它只有一个服务器，毕竟这个服务器是腾讯控制的，法币是国家央行发行的，还有一个中央机构。在比特币网络中，每台计算机都可以成为它的一个节点，每个节点都有相同的完整数据库记录或账本。

了解什么是对等节点，无需控制器：

一个经典问题：拜占庭军事问题，如何解决这个问题？如何保证数据一致，如何保证每个人都被鼓励做比特币节点（激励层）？先说一下，先说一下单节点的数据结构：

2.比特币的单节点数据结构

比特币的每个节点都有相同的账本，结构也是“区块+链”的结构。简单来说就是一串串连在一起的区块：

听到块这个词不要紧张，只要把它想象成一个有固定结构和规格的容器，就像一个地板，一个房间。区块容器由区块头和交易记录两部分组成。

如图所示，区块头包含父区块的哈希值、默克​​尔树的根、挖矿相关的难度值、时间戳三部分。别管它们代表什么，下面我会一一解释。

1.关注父块的hash：（可以把hash值换成地址方便理解），这个父块的hash值也可以说是前一个的hash块值或地址（易于理解）。它的主要作用是知道前一个区块的地址，从而将前一个区块连接起来，形成一个所谓的链接在一起的区块链！

看图你就明白了，这是一条链，如果其中一个区块的哈希值发生变化，整条链都会断掉。而上面提到的前一个区块的哈希值山西比特币被骗，这个哈希值是怎么来的呢？事实上，它是对实际块容器中加载的所有信息或事物进行运算得到的唯一值（哈希运算）。也就是说，如果块中加载的信息发生变化，哈希值肯定会发生变化。这增加了伪造的成本。

接下来说一下区块头的第二条信息默克尔树根。这个词很飘。事实上，它的目的是做一个标记。刚才介绍了区块分为两部分，一个区域是区块头&一个是交易信息。交易信息是比特币的所有转账记录（一个比特币区块规定可以加载的交易记录为1m，也就是500笔左右的交易。满了之后会在区块头添加merkle。树根信息用作标识符）

挖矿相关信息主要用于生成下一个区块和发现区块。这个知识点后面会讲到。

那么之前留下的问题可以回答吗？也就是没有服务器控制怎么可能，p2p怎么协调，没有将军的士兵怎么协调？如何激励大家成为比特币节点，成为p？如何替代央行发行货币？

3.共识算法：pow&操作原理

比特币的解决方案是 pow 共识机制。要理解它，我们先来了解一个古老的问题，即拜占庭军事问题：

讲一个小故事。在古代，有一个国家叫拜占庭。它非常丰富和强大。周围有几个小国，他们希望得到拜占庭的财富，但他们是一个国家。他们无法突破拜占庭，如果他们攻打拜占庭，他们肯定会被毁灭。

攻破拜占庭的唯一方法就是他们一起进攻。这里涉及到一个问题，就是如何同步这些互不信任的国家。

如前所述，比特币是区块+链的结构，区块头中有父区块的哈希值，所以父区块的位置是已知的，那么比特币中就有区块了。每隔一段时间生成一个新块（空）的概念。中本聪发明了一种游戏。谁先踩到下一个区块的哈希值，谁就停止操作，全网也会同步他的区块。并准备猜测下一个区块的hash值。

如何猜测hash值并控制难度？由前面提到的区块头的挖矿相关的nonce值、时间戳等控制。

那么比特币是如何鼓励大家成为它的节点的呢？猜测新区块哈希值的矿工可以获得称为coinbase交易的奖励，以及交易手续费奖励。

这里提到区块结构的第二部分：交易信息（merkle tree）

首先，定义一个概念。比特币没有账户的概念，所以配额，都是通过遍历整个交易信息，做+-运算得到的。

所以比特币客户端从区块链库中出来，就有了交易池的概念，即每次转账时，都会广播全网所有节点，并将转账信息加入到他们的各种交易中池，而不是直接进入区块链。

如何将交易池中保存的交易记录放入区块链？

每挖出一个新区块，矿工都会将交易数据打包到一个新区块中，挖矿获得的奖励和交易费用也会加入到区块中。直到块满（比特币有1m的交易容量），和上面提到的命中哈希后广播的时间是一样的。



4.比特币的公钥私钥

比特币生成私钥 公钥是通过对私钥进行算法运算得到的。这个操作有一个固定的算法，所以可以离线生成比特币的私钥。 （硬件钱包，纸钱包原理），不可逆。

钱包说明

这个私钥意味着控制。想想上面区块链的交易记录，他会记录转账地址和金额。这个地址就是公钥。所以你可以在任何钱包上使用这个私钥。

在交易所，只提供你币的地址，不提供私钥。所以你的转账，其实最终的控制权是由交易所来完成的。不是你自己。但在钱包里就不一样了。

钱包是比特币节点吗？不一定，有集成节点的钱包，有比特币网络节点接口的钱包。

附录避免坑的术语解释：

共识：

共识机制的共识是指不同节点的直接数据同步和奖励分配的共识。

还将在民生、公众认可等问题上提出共识。例如，比特币如何获胜？很多人都在谈论共识。其实这个共识就是大众的认可，也就是有多少人认可你。在区块链项目中，通常有一个社区治理的概念，即有多少人支持一个项目，他们对项目生态有什么看法。通常它涉及投票等。在这里您可以提前检查 dac 和 dao 的概念。了解社区治理。同时，后面会解释一个项目：BitShares也会讨论他。

节点：

很多信息只会向你说明比特币的区块链保存交易记录。但是并没有说明这个交易记录是一个树形结构，很多区块链项目都涉及到。树有节点。这是要与区块链网络的节点区分开来的。

课外常识：

别做懦夫了，去做吧，穿梭机

穿梭说明：

较早出现在股市，主要是指不管3721，只要把前面放进去就行了。常被人们用来自嘲。

会所的年轻模特

通常是人们炒币的一种预期，希望币值能涨一百倍、一千倍。实现财务自由。

韭菜

一般指散户，投资区块链项目通常是指购买项目发行的币。门槛很低，基本上任何人都可以参加。

也用于指不熟练的投球。比如上面说的“不要胆小，穿梭就行”，可以用来嘲笑自己，也可以用来讽刺别人

问题：

如何定义区块链？仅仅是比特币区块+链的结构吗？如果没有对等节点怎么办？

如果没有分布式p2p节点，或者大部分节点有人占据，数据可以修改吗？区块+链的结构不易改变。如果我们先创建一个任务池，然后重构整个区块链呢？将此数据视为客户端升级。

个人意见：

区块链本身必须是p2p的点对点节点。

任何单一的利益相关者都无法控制这个区块链网络，否则区块链的所有优势都将消失，无法改变、无法追踪等，不是强调去中心化有多好，只是讨论你可以的领域'不要忽视区块链的这个问题！

区块链还能做什么？只是赚钱？没有别的用处吗？

这里是个好主意。比特币只是一台功能机器。后面我们会讲一个项目，它把智能机器的时代带到了比特币创造的区块链上。给区块链更多想象。