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关于区块链比特币的一点学习心得

　　关于区块链比特币的一点学习心得
　　Lalin
　　似乎突然之间，一个新名词——区块链就火了起来。为了理解这个新名词，空闲时间看了很多文档和资料，到目前为止，终于有了一个较大的进步。
　　要理解什么是区块链，就得先理解什么是比特币。
　　从远古的石器时代开始，人与人之间的交易是以交换石器实现的，例如A给B一块石器可以换回B的一定量的食物。这个交易过程中石器可以被称为当时意义上的货币。很长一段时间，货币都是商品间接交换的一般价值形态的表现，最初被固定在某些特定种类的商品上。到后来，这种特定商品逐渐变为金银铜等金属铸成的钱币形式。到了北宋时的"交子"、"钱引",南宋时的"会子",货币才变成真正的纸币。到如今，货币已经经历了实物货币、金属货币、纸币和信用货币几个发展阶段。
　　然而，这些阶段，货币的发行都是一直由特定人群或政府控制的。正因为货币是由人或机构控制，才容易出现通货膨胀等情况。
　　比特币的出现，堪称一个革命性的构想，它只是一串数字，背后没有任何资产支持，也没有任何人负责，但它可以被当做钱。而钱是价值的代表，钱本身不具有任何意义，是因为人赋予了它价值，所有人都相信它，并用它作为商品交换的工具，它才成为了钱。
　　而比特币就是一种可信的数字凭证，它是无形的，没有实物承载它的价值，它只是一个记录，一串数字，所有的交易都由互联网完成。有了信用卡银行卡，我们可以不用纸币，而有了比特币，我们可以不再需要信用卡银行卡。
　　比特币无人管理却可以自行运作的原理是它依靠非对称加密技术和区块链。加密和解密需要两把钥匙：一把公钥和一把私钥。公钥是公开的，人人都可以查看，私钥是保密的，仅限使用者查看和拥有。
　　比特币能够作为钱的原因是因为它无法被轻易偷走，无法被伪造也无法大批生成。无法被偷走是因为它依靠私钥加密，别人仅能用公钥解。你不知道别人的私钥，未解密的比特币就只是一串怪异的乱码，你无法取走它。无法伪造是因为比特币来源于矿工（后续有解释）的奖励，矿工只有新建区块才能获得奖励。而新建区块是一般人无法做到的。它无法大批成也是因为比特币的发行速度是稳定的（现在每10分钟新增个，然后每四年减半，最终停止增长），因此不会像纸币那样，政府滥发导致通货膨胀。
　　能够使用比特币交易的前提是先要拥有自己的私钥和公钥。比特币交易所开户时会先由软件依靠算法生成一个比特币钱包存放这对公钥和私钥。依据私钥可以计算出公钥，而公钥无法推算出私钥。别人能用你的公钥解开你的比特币，则证明这笔钱确实属于你。但只有你用自己的私钥才可以取出属于你的钱，否则无效。
　　公私钥对的生成依靠数学算法，较著名的有：RSA密码体制，ElGammal公钥加密体制和ECC椭圆曲线公钥加密体制等。下图为RSA加密体制的示例：

　　大二密码学的笔记，当时为赶老师讲课速度记的
　　字太丑请见谅
　　为保证你有自己固定的钱包，公钥会生成一个较短的易于传播的散列值叫做指纹，作为你钱包的地址。别人向这个地址付款，你就会收到这笔钱。而你的钱包属于你，可以用你自己保管的私钥证明，因此私钥的保护至关重要。
　　比特币的交易，就是从一个地址到另一个地址。交易时，支付方还要提供上一笔交易的散列值（从哪里得到这笔钱），本次交易双方的地址（钱从哪里到哪里），支付方的公钥（用途是：通过公钥算出指纹即钱包地址确认公钥属实）以及支付方的私钥生成的数字签名（用途是：用公钥解开数字签名，保证私钥属实）。
　　交易记录会写入一个中央数据库。只有数据写入了数据库，这笔交易才算完成。
　　这个数据库是一种特殊的分布式数据库，它没有管理员，是彻底无中心的。任何人都可以自己配置服务器加入区块链网络，成为其中的一个节点。节点之间互相平等，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护。除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，任何人都可以通过公开的接口查询区块链数据和开发相关应用，因此整个系统信息高度透明。数据库的信息不可篡改，一旦信息经过验证并添加至数据库，就会永久的存储起来，因此它具有非常高的数据稳定性和可靠性。
　　这个数据库就叫区块链。
　　区块链由一个个区块组成，每个区块都包含全网完整的数据记录。每次写入数据，就是创建一个区块。区块由区块头和区块体组成。每个区块都有其特定的散列值（散列值通常用一个短的随机字母和数字组成的字符串来代表，散列函数把消息或数据压缩成摘要，使得数据量变小，将数据的格式固定下来。该函数将数据打乱混合，重新创建一项数据，计算具有不可逆性即可以通过原数据计算出散列值，但不能通过散列值倒推出原数据），依据区块头的各项特征，计算出其散列值（每个区块的散列值长度相等）。区块头的散列值既包括当前区块体的散列值，还包括上一个区块的散列值。
　　因此只要区块中的数据改变了，该区块的散列值就会改变，从而引起区块链中所有区块散列值的改变，这也体现了区块链的不可篡改性。
　　每个节点（区块）之后只能连接一个区块，新区块的添加要通过大量的计算（新记录的添加要经过大量计算才能算出新的有效散列值，再通过连接传递到全网其他节点，使其他节点保持同步），因此不可能在短时间内生成一个新的区块并达到整个系统的一致性和稳定状态。计算散列值的机器叫做矿机，操作矿机的人叫做矿工，这个计算并加入区块链的过程就叫采矿。
　　要经过无数次无意义的计算才能生成有效的散列值，因此采矿的过程既耗费资源又需要较长的时间。目前来看，由于写入数据不能实时使用，挖矿的收益不一定能维持本身的成本，区块链的应用场景还是有限的。
　　当人类第一次没能在国际象棋上赢过计算机之后，历史就迈入了另一个节点。
　　作为历史梦境的观看者，作为历史节点的缔造者，我们见世界从浓雾中走来，又向浓雾中走去。当我们从一个梦境赶赴另一个梦境，时间就成了渡河的筏。
　　赞美科技，赞美人类！